暗挖停车线及盾构联络通道降水施工方案14.docx

1、暗挖停车线及盾构联络通道降水施工方案14 成都地铁10号线一期工程土建1标暗挖停车线及盾构联络通道 降水井施工方案 编制： 审核： 批准： 中铁十一局集团有限公司成都地铁10号线一期工程土建1标项目经理部二零一四年十一月暗挖停车线及盾构联络通道降水井施工方案一、编制依据（1）建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002） （2）地下铁道工程施工质量验收规范（GB502991999）（2003版）（3）城市轨道交通工程测量规范（GB503082008）（4）成都地铁10号线一期工程盾构井岩土工程勘察报告（5）盾构井交通疏解及占道打围施工方案（6）盾构井施工平面布置图（7）红牌楼南簇

2、锦站盾构区间总平面布置图（8）红牌楼南簇锦站盾构区间结构纵断面图（9）建设单位（业主）对工期、质量的要求（10）类似工程施工经验二、工程概况 2.1概述盾构井位于成双大道道路下，成双大道与华锦路交叉路口处，主体结构沿成双大道西侧布置，呈南北走向。盾构井结构外包总长度为：15.5米，宽度为14.65米，基坑深18.3318.73m，始于ZDK2+963.663，止于ZDK2+720.059。暗挖隧道位于接聚龙路车站左线和盾构井之间成双大道道路下，沿成双大道西侧布置，呈南北走向。暗挖隧道结构总长：234m，暗挖断面最大为：12.3米，覆土深度为：78m，始于ZDK2+742.494，止于ZDK2+

3、963.663。盾构区间为红牌楼南站簇锦站盾构区间，区间长度为单线1612m，红簇区间设2个联络通道，第一个联络通道位于YCK1+300处，埋深为：19.7米，第二个联络通道兼雨水泵房位于YCK1+900处，埋深为：23.9m，地层主要为密实卵石土，底部位于（3-6-4）密实卵石土中。 2.2工程地质和水文地质 2.2.1工程地质条件粉质粘土：褐黄灰、可塑，含少量铁锰质氧化物等，在场地内普遍分布，厚度0.601.60m。粉土：褐黄色、松散，稍湿，含少量铁锰质氧化物等，云母碎屑，在场地内局部分布，厚度0.6-2.3米。细砂土：青灰色或褐黄色，松散，稍湿-饱和，分布于卵石土顶面或以呈透镜体状分布于

4、卵石中，厚度0.6-1.4米。中砂土：青灰色或褐黄色，松散，稍湿-饱和，分布于卵石土顶面或以呈透镜体状分布于卵石中，厚度0.6-2.4米。卵石土：褐灰色、青灰色，稍湿-饱和。卵石含量50%-75%，粒径20-80mm,为主，个别粒径达到180mm，充填物为中、细砂，局部夹少量角砾或漂石，顶面埋深2.6-5.5米。根据超重型动力触探试验成果及卵石含量，将卵石土分为松散卵石土、稍密卵石土、中密卵石土、密实卵石土，共四个亚层。中砂土和黄色为主、少量褐色，饱和，松散，呈透镜体分布于卵石土的中部夹少量砾石。厚度1.0-1.3米。卵石土黄褐色，饱和。卵石成分主要以岩浆岩、变质岩类岩石组成。以亚圆形为主，少

5、量圆形，分选性差，卵石含量60%-85%，粒径以20mm-80mm为主，部分粒径达到110mm，充填物为中、细砂，局部夹漂石。本层顶面埋深15.10m-16.6m。据超重型动力触探试验成果及卵石含量，将该层卵石土分为稍密卵石土、中密卵石土、密实卵石土（未揭穿），共三个亚层。 2.2.2 水文地质1）地下水的分布特征及渗透性场地内地下水具有埋藏深，季节性变化明显，受降水影响大，水位西北高东南低，根据勘察报告显示，成都平原区地下水具有明显季节变化特征，潜水位一般从4、5月开始上升至8月下旬，最高峰出现在7、8月，最低在1-3月、12月中交替出现，动态曲线上峰谷起伏，动态变化明显，该区地下水埋深枯期

6、2-4米，洪季1-3米，年变幅1-2米。在本站详勘阶段，测得地下水位埋深为8.3-9.4米，相当于绝对标高487.69-499.05米，初见水位与静止水位基本一致。本车站地下水位低于正常水位，根据调查分析，主要原因是场地附近进行大规模工程建设，许多建筑基坑在进行施工降水，造成场区地下水位大幅下降，详勘阶段测得地下水位为非正常水位。2）地下水与土的腐蚀性评价地下水腐蚀性：经判定地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。土的腐蚀性：经室内试验初步判定场地内土对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋具有微分散性，对钢结构均有微腐蚀性。3）岩土的透水性和富水性本车站地层在垂直剖面上，自上而下其透水性

7、和富水性如下：杂填土（）：车站内广泛分布于地表，主要为杂填土，渗透系数差异较大。粉质粘土、粉土（、）：为弱透水层，富水性较差。位于地下水位以上，根据成都地区经验系数，渗透系数K=0.01m/d。砂层（、）：呈透镜状分布，根据抽水试验及成都地区经验系数，渗透系数K=10.0m/d，为强透水层，富水性较好。卵石层（、）：广泛分布，根据成都地区经验系数，渗透系数K=20.0m/d，为强透水层，富水性较好。 2.3 降水原因和目的1、降水原因：根据现有的地质资料显示，本场地的地下水主要为赋存于砂卵石层中的孔隙型潜水，具微承压性，渗透系数在20m/d。该地层在具有一定渗透速度（或水力坡度）的水流作用下，

8、其细小颗粒被冲走，土中的孔隙逐渐增大，慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通路，从而掏空围护结构之间的土层，使地基变形、失稳，形成管涌。2、 降水目的：通过降水，降低水头高度，使地下水水头高度低于基坑底0.5m，方便施工作业，保证施工质量。通过降水，降低围护结构背后土体的含水量，使土层得以固结，提高土体的强度，增强地层的稳定性。三、降水施工方案 3.1施工降水方案概况本工程采用深井管井进行施工降水，井孔为钢丝绳冲击钻成孔，孔径600mm。井管由多节钢筋混凝土管组成，内径300mm，外径360mm，每节长度2.5m。管高出地面200mm；滤水段由300mm满布滤水孔的钢筋砼管，以及其外包的铁丝网、

9、密网和疏网滤砂透水层组成（详见下图管井大样图）。井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料，滤料为直径810mm的碎石，滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平。图2-1 降水井管大样图 3.2暗挖停车线降水井的计算 3.2.1涌水量计算暗挖停车线盾构井结构外包总长度为：15.5米，宽度为14.65米，基坑深18.3318.73m。暗挖隧道结构总长：234m，暗挖断面最大为：12.3米，覆土深度为：78m，开挖深度：16.317.3m。基于上述分析，基坑开挖时，基坑涌水形成无压流动，假设其供给方向和排泄方向影响半径相同、水头相同。根据地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范的规定，公式采用条形基坑出水量计算

10、公式： 式中：Q基坑涌水量（m3/d）L基坑长度（m），按234m计算k含水层的渗透系数（m/d），取k20m/dH含水层厚度（m），平均厚度按19 m计算S设计降深 s=18.7+0.5=19.2m，按19.5m计算R影响半径（m），按120m计算B基坑宽度（m），按15m计算经计算，本暗挖停车线涌水量Q=22282.3m3/d 3.2.2受降水漏斗影响高差计算本工程降水井形成井点系统，考虑群井效应的有利影响（各个单井水位降落漏斗彼此发生干扰，产生群井效应，单井涌水量比计算的要小，但总的水位降低值大于单井抽水时的水位降低值），将两个降水井之间的中心点处视为水位最高点，计算受降水漏斗影响的降水

11、高差。由于降水漏斗的降落曲线以降水井为中心向外扩散，与降水井对比处于等半径位置时降落曲线高程一致，竖井降水井横向间距最大为15m，纵向降水井间距为20m，故降水井间距取20m进行计算。根据上述计算，影响半径（水位降落漏斗曲线稳定时的影响半径）R=120m，设计降深S=19.5m，水位最高处为离降水井间距10m的位置，即x=10m，求y。由于影响半径远大于设计降深，可将降落曲线视为直线，计算得出：y=1019.5/120=1.62m。图2-2 降水漏斗示意图即降水时的水位最高处比降水井处水位高1.5m，要求降水深度19.5+1.6=21.1m。实际布设降水井深度为25m，满足要求。根据现场实际情

12、况两端盾构井处降水井深度设置为30m。 3.2.3降水井计算 （1）、单井理论出水量计算单井的出水量按下述管井经验公式计算：；过滤器半径（m），本工程管井管直径0.3m，0.15； 过滤器进水部分长度（m），考虑进水长度为8.0m； （2）、水泵选择 根据基坑涌水量、单井出水量的计算结果及设计降深，选用QS40-32型潜水泵。水泵流量40 m3/h，扬程32m，电机功率9.2kW，日抽水量为4024960m3/d。抽水过程中，每井一台水泵，带吸水铸铁管或胶管，配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装75mm阀门以便调节流量的大小，阀门用夹板固定，井点系统并预留68台水泵备用。（3）、降水井数

13、量计算计算公式为：；Q基坑总涌水量；q单井出水量，由于水泵出水量低于管井理论出水量，以水泵出水量为准计算，取q960 m3/d；n=26口，根据每20米布设一口降水井，整个暗挖停车线盾构井布设24口降水井加上聚龙路车站已施工的2口降水井，合计26口降水井，满足要求。依据以上计算，降水井设置24口，降水井沿暗挖隧道两侧对称布置。由于暗挖隧道开挖面的影响，降水井井位距离施工边线3.0m。如场地条件允许，降水井尽量均匀布置，减少对施工场地、施工道路的影响，可适当调整降水井的井孔位置。3.3盾构联络通道降水井的计算 3.3.1涌水量计算红簇盾构区间第一个联络通道位于YCK1+300处，开挖长度为：7米

14、，宽度为：3米，开挖深度为：19.7米，第二个联络通道兼雨水泵房位于YCK1+900处，开挖长度为：10.1米，宽度为：2.9米.开挖深度为：23.9m。基于上述分析，基坑开挖时，基坑涌水形成无压流动，假设其供给方向和排泄方向影响半径相同、水头相同。根据地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范的规定，公式采用条形基坑出水量计算公式： 式中：Q基坑涌水量（m3/d）L基坑长度（m），按10.1m计算k含水层的渗透系数（m/d），取k20m/dH含水层厚度（m），平均厚度按24m计算S设计降深 s=24+0.5=24.5m，按24.5m计算R影响半径（m），按120m计算B基坑宽度（m），按5m计算经计

15、算，联络通道涌水量Q=3445m3/d 3.3.2受降水漏斗影响高差计算本工程降水井形成井点系统，考虑群井效应的有利影响（各个单井水位降落漏斗彼此发生干扰，产生群井效应，单井涌水量比计算的要小，但总的水位降低值大于单井抽水时的水位降低值），将两个降水井之间的中心点处视为水位最高点，计算受降水漏斗影响的降水高差。由于降水漏斗的降落曲线以降水井为中心向外扩散，与降水井对比处于等半径位置时降落曲线高程一致，联络通道降水井最大距离为15m，故降水井间距取15m进行计算。根据上述计算，影响半径（水位降落漏斗曲线稳定时的影响半径）R=120m，设计降深S=24.5m，水位最高处为离降水井间距7.5m的位置

16、，即x=7.5m，求y。由于影响半径远大于设计降深，可将降落曲线视为直线，计算得出：y=7.524.5/120=1.53m。图2-3 降水漏斗示意图即降水时的水位最高处比降水井处水位高1.5m，要求降水深度24.5+1.5=26m。实际布设降水井深度为35m，满足要求。 3.3.3降水井计算 （1）、单井理论出水量计算单井的出水量按下述管井经验公式计算：；过滤器半径（m），本工程管井管直径0.3m，0.15； 过滤器进水部分长度（m），考虑进水长度为8.0m； （2）、水泵选择 根据基坑涌水量、单井出水量的计算结果及设计降深，选用QS40-32型潜水泵。水泵流量40 m3/h，扬程32m，电机

17、功率9.2kW，日抽水量为4024960m3/d。抽水过程中，每井一台水泵，带吸水铸铁管或胶管，配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装75mm阀门以便调节流量的大小，阀门用夹板固定，井点系统并预留68台水泵备用。（3）、降水井数量计算计算公式为：；Q基坑总涌水量；q单井出水量，由于水泵出水量低于管井理论出水量，以水泵出水量为准计算，取q960 m3/d；n=3.9口，根据每15米布设一口降水井，每一个联络通道布设4口降水井，满足要求。 3.4地面沉降场地地下水主要赋存于第四系砂砾卵石层与含泥砂卵石层中，降水后地面有一定量的沉降，由于卵石在地层中起着骨架的作用，所以降水后含水层产生的沉降不是

18、很大，按经验地面最终沉降量为2-4cm。降水过程应保持连续降水，即在结构抗浮措施未发挥作用前降水井保持连续工作，并且加强观测监控，依照反馈数据及时调整降水措施。排水系统采用在基坑内采用挖集中排水管道、沉淀池的方法集水，然后将水排至市政雨水管网内。四、施工方法与施工组织 4.1技术要求暗挖及基坑工程施工降水的要求很高，施工降水必须要满足建筑工程基坑技术规范和地下地铁工程有关规范要求。1、降水应使地下水位保持在基坑以下0.5m。停止降水时，必须验算涌水量和结构的抗浮稳定性。当不能满足要求时，不得停泵；应在基坑回填土至原水位以上时方可停泵；2、滤水段钢筋混凝土井管空隙率不应小于20，滤料投放量不得小

19、于计算量的95；3、抽水实施三班制，每班均需对各口降水井的流量和水位进行观测，及时反馈数据以便指导施工。观测水位时，应在降水前观测初始水位高程，以后定期观测，雨季增加观测密度。降水抽出的地下水含砂量应符合规定，发现含砂量过大或水质混浊应分析原因及时处理。 4.2主要施工方法4.2.1工艺流程在场地提供工作面后马上准备施工人员、机械设备、材料进场进行施工，施工工艺流程如下：定位探管 钻机对中 成孔 井管安装 填充滤料 洗井 试抽 正式抽降水（水位、含砂量观测） 停泵拔管4.2.2施工方法1、定位探管、井位施放时详细调查核实场区地下管线分布情况，当无法确定时可采用人工挖探坑的方法，当确认地下无各种

20、管线后方可施工；、为避开各种障碍物，降水井间距可作局部调整，但间距最大不应超过130%设计井间距；2、钻机对中将冲击钻机安装好后移至井位附近，核对井位，将钻头中心对准管井中心点，调节钻机垂直度，井身要做到一下要求：、井径误差20mm；、垂直度误差1%；、井深应满足井结构图中文字说明部分的要求。3、成孔先用人工埋设护壁管，护壁管装好后开始钻进成孔，钻孔采用泥浆护壁，施工时保持孔内泥浆高度，防止塌孔，孔深达到设计深度后终孔，钻进中应取土样并做好记录。4、井管安装井孔深度经验收合格后，用抽渣筒清孔，清孔后采用汽车吊吊装井管。各节井管之间应同心并焊接严密，吊装时调整好井管中心位置与垂直度，井点管就位固

21、定后，管上口设临时封闭。5、填充滤料井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料，滤料为810mm碎石，滤料填至井口下1m左右时用粘性土填实夯平。滤料投放前应清孔稀释泥浆。当投放滤料管口有泥浆水冒出或向管内灌水能很快下渗时为渗水性能合格；6、洗井采用空压机、活塞联合洗井，在空压机洗净之后再采用活塞洗井。重复以上洗井过程，直至满足出水含砂率小于1/10000，以保证抽水设备正常运转及不致使泥砂带出会引起地层下沉。、洗井要求达到“水清砂净”；、下管、填充填料完成后应立即进行洗井，成井洗井间隔时间不能超过8小时；、采用隔离塞分段洗井，如果泥浆中含泥砂量较大，可先进行捞渣，再进行洗井；、当常规洗井效果不好时，可

22、加洗井剂浸泡后再洗井。7、试抽管井运行前进行试抽，检查抽水是否正常，有无淤塞现象，如情况异常，应进行检修。8、正式抽降水试抽正常后进行正式降水，车站开挖至地下水位标高前的超前抽水时间不少于14天，水位没达到设计深度以前，每天观测三次水位，水位达到设计深度后，每天观测一次水位。观测时记录水位、流量、含砂量，抽水过程中还应经常对抽水机械的电动机、传动轴、电流及电压等进行检查。为防止因降水带出地层细颗粒物质造成地面沉降，抽出的水含砂量必须保证：粗砂含量1/5万；中砂含量1/2万；细砂含量1/1万。9、停泵拔管管井降水完毕后，可用起重设备将管井管口套紧徐徐拔出，滤水管拔出后可洗净再用，所留孔洞应用砂砾

23、填实，上部500mm用粘性土填充夯实。4.2.3成孔过程中泥浆处理措施为了避免在降水井成孔施工过程中泥浆渗漏，给周围环境造成污染，对市民带来不便。特制定以下泥浆处理措施：1、在每口凿井机工作范围内安装铁皮专用泥浆池，如受场地限制无法安装铁皮泥浆池时，可采用砖砌式泥浆池。2、在安装铁皮泥浆池时，池底四周必须采用膨胀螺丝固定，以防止泥浆池受侧压力的影响造成泥浆泄露。3、在凿井过程中，工人必须随时观察泥浆池的稳定性以及泥浆液面标高，泥浆面必须低于泥浆池上口30cm。4、在洗井过程中，必须采用泥浆泵及泥浆管将泥浆排放到挖好的沉淀池内，经沉淀后排入市政管道，严禁将泥浆直接排放到市政污水、雨水管道内。5、

24、每口井施工结束后，必须及时清理好施工现场，做好文明施工工作。 4.3 施工组织4.3.1进度计划根据前期施工准备工作情况，预计2014年11月25日开始进行降水井施工，于2015年1月25日完工，总工期60天。根据施工组织设计结合实际条件和降水与整个工期的要求，工期做如下安排： 2014-11-25至2014-11-27盾构井处降水井施工2014-11-27至2015-1-25暗挖隧道降水井施工 2015-5-10至2015-6-25盾构区间联络通道降水井施工 4.3.2主要机械设备进场计划机械、设备配置：按照此方案进行机械设备的选型配备，同时考虑了特殊情况下的应急设备、备用设备，以确保施工工

25、期和工程质量，满足工程施工的需要。确保上投入机械设备的性能完好，设备数量充足，保证工程的正常施工。主要机械设备计划表（详见表3-1）： 拟投入本工程工程的主要机械表 表3-1序号机械名称规格型号额定功率（kw）或容量（m3）吨位数量（台）用途备注1冲击钻机22潜水泵QS40-325.5KW403切割机J36-400A2.5KW14电焊机BX40011KW15潜水泵开关箱346水准仪苏一光2mm17全站仪CR1012 114.3.3劳动力进场计划施工降水直接影响后续工序施工，必须尽快完成，工期紧，为确保高质高效地完成施工任务，拟投入2台钻孔机同步施工，劳动力按每台钻机一个小组，共两个小组配备。在

26、施工期间所有人员必须持证上岗，确保其适合本工作岗位的要求。根据综合考滤工程的特点和施工场地条件的限制，确定降水井施工的劳动力力数量。见表3-2： 降水井主要工种劳动力用量表 表3-2序号工种人数1管理人员22成孔技工43机修工14电工、焊工25起重工36普通工10合计22五 施工保证措施 5.1安全保证措施工程安全管理上以“安全第一，预防为主”作为方针和指导思想，贯彻在工程施工的整个过程。认真贯彻有关安全生产的规章制度，加强对安全生产的检查，做到安全生产管理工作标准化。为此，项目经理部建立以项目经理为首的分级负责安全保证体系，“横向到边，纵向到底”，组织落实，严格执行安全生产责任制，确保施工生

27、产的安全。项目经理部设专职安全工程师，作业队设专职安全员。施工作业队队长认真贯彻项目经理部有关安全生产的规定、章程，参与制定安全措施，负责正确指导作业队按照施工规范、安全操作规程、技术交底等要求进行施工生产，严禁违章指挥。及时纠正工人忽视安全生产的思想，随时制止工人违章作业。组织作业队正确使用易燃、易爆、有毒物品。随时检查作业环境安全情况和施工机具、作业通道、安全防护设施等完好情况。5.1.1防火安全措施1、易燃易爆材料集中堆放，设置明显的防火标志，并由安全员落实到位。2、实行动火申报制度，严格控制火源、电源及明火使用。3、易燃易爆物必须按规定放置，妥善保管。4、严禁在工地利用明火取暖；严禁在

28、施工现场和材料加工场地吸烟。5.1.2施工用电安全措施1、现场临时用电线路的安装、维修、拆除应由取得特殊工种上岗证的专职电工进行操作。2、所有电线路采用“三相五线制”，机电设备必须按“一机一闸一漏电”设保护装置。场内禁止使用裸体导线，架设的电力线路应符合有关规定要求。3、 变压器设置围栏，设门加锁，专人管理，悬挂警示牌，变压器必须设接地保护装置，其接地电阻不得大于4。4、室内配电柜、配电箱前设绝缘垫，并安装漏电保护装置。各类电器开关箱和电器设备，按规定设接地或接零保护装置，禁止电源开关箱内存放工具、杂物，并加锁。5、检修电器设备时必须停电作业，电源箱或开关握柄上应挂有警示牌或派人看管，严禁带电

29、作业。6、安放潜水泵时，电缆等应绝缘可靠，并设保护开关控制。5.1.3施工机械安全措施1、车辆驾驶员和各类机械操作员，必须持证上岗，严禁无证操作，对驾驶员、机械操作员定期进行安全教育。2、严禁酒后驾驶车辆和操作机械，车辆严禁超载、超高、超速驾驶，禁止使用带病的车辆、机械和超负荷运转。3、机械设备在施工现场应集中停放，严禁对运转中的机械设备进行检修、保养。4、指挥机械作业的指挥人员，指挥信号必须准确，操作人员必须听从指挥，严禁蛮干作业。5、 起重作业应严格执行建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）和建筑安装工人安全技术操作规程中的有关规定和要求。6、 使用钢丝绳的机械，必须定期进行保养

30、，发现问题及时更换，在运行中禁止工作人员跨越钢丝绳，用钢丝绳起吊、拖拉重物时，现场人员应远离钢丝绳。7、设专人对机械设备、各种车辆定期检查、维修和保养，对查出的隐患要及时进行处理，并制定防范措施，防止发生机械伤害事故。8、机械设备进行摆放时，设专人对设备进行检查，摆放过程中严格控制机械自身两端平衡的配重，确保机械在施工过程中不会出现倾覆的可能。5.2质量保证措施 5.2.1质量管理体系建立由项目经理领导，由总工程师策划、组织实施，生产副经理中间控制，专业工长、质检员检查监督的管理系统，形成项目经理部和专业施工作业班组的质量管理网络。项目质量管理组织机构见图4-1： 图5-1项目质量管理组织机构 5.2.2质量管理措施1、实施方案审核交底，通过确保方案的实施保证工程施工质量。2、严把材料（包括原