深基坑降水排水施工方案-中铁四局2015年.doc

呼和浩特地铁1号线 深基坑降排水施工方案 呼和浩特地铁1号线长乐宫站 深基坑降水方案 编制 复核 批准 中铁四局集团有限公司 2015年9月3日 目 录 1 编制说明3 1.1 编制依据3 1.2 编制范围3 2 工程简介3 2.1 工程概况3 2.2 周边环境及管线分布3 2.3 工程地质及水文4 2.3.1地质情况4 2.3.2水文情况5 3 降水及排水方案5 3.1降排水设计及布置5 3.2降水计算7 3.2.1降水参数选取7 3.3降水井降水含砂率的要求8 3.4 含砂量的控制9 3.5施工工艺及措施9 3.5.1 工艺流程9 3.5.2施工准备10 3.5.3施工技术措施10 4、施工保证措施13 4.1 工期保证的组织措施13 4.2保证工期的技术措施14 4.3资源保证措施15 4.4质量控制措施15 4.5安全及环境保护措施16 5 安全、文明施工及环境保护措施18 5.1安全施工措施18 5.1.1钻机安全技术措施18 5.1.2吊车安全技术措施18 5.1.3施工现场安全用电技术措施19 5.2文明施工19 1 编制说明 1.1 编制依据 1）呼和浩特地铁1号线2015.7.6工可方案 2）国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准 3）我公司在其它地铁施工中积累的经验及对地铁施工的研究成果和技术储备。 1.2 编制范围 呼和浩特地铁1号线长乐宫站 2 工程简介 2.1 工程概况 本站位于新华大街与东影路交叉口，车站沿路口中线布设，车站为地下二层单柱双跨箱型框架结构，计划采用明挖法施工。车站设计总长度200m，主体标准段宽18.3m，基坑开挖深度15.7m。 2.2 周边环境及管线分布 车站周边管线调查情况汇报如下本车站管线共有17道管线。 序号 类型 根数 材质 管径 长度m 埋深m 产权单位 备注 拆除 悬吊 1 给水 5 铸铁 DN200/300/400 684.7 201.7 1 供排水公司 2 雨水 4 铁 DN300/500/600 780 1-2.5 供排水公司 3 污水 4 铁 DN300/500 406 2 供排水公司 4 热力 2 钢管 DN300 237 26 0.8-1 城发桥靠 5 天然气 2 铸铁 DN200/300 259 1.4 中燃气公司 6 电力 7 铜芯或是铝 10kv/0.38kv 300 94 0.7-1 供电局 7 移动 1 PVC 233 89 1-1.3 移动公司 8 联通 1 PVC 148 65.5 1.3-1.4 联通公司 9 电信 1 PVC 148 65.5 1.3-1.4 电信公司 10 网通 1 PVC 113 0.7-1.1 网通公司 11 城发管网 1 PVC 148 66 1.3-1.4 城发桥靠 12 铁通 1 PVC 148 66 1.3-1.4 铁通 13 专用网络管线 1 PVC 93 0.7-0.8 专用网络 14 有线电视 1 PVC 148 66 1.3-1.4 有线电视 15 路灯 2 PVC 167 0.5-0.7 市政管理局 16 信号灯 1 PVC 130 0.4 公安局交通警察支队 17 监控管线 1 PVC 54 0.6 公安局交通警察支队 2.3 工程地质及水文 2.3.1地质情况 呼和浩特市城区地下水含水层为大青山山前冲洪积扇群组成的单一潜水含水层，北部大青山山前含水层岩性以上更新统及全新统砂砾石、粗砾砂层为主，主要为层粗砾砂、层砾砂及其粉细砂、中砂亚层，层粉质黏土层构成上覆含水层的相对隔水底板，构成统一的潜水含水体。含水层颗粒由扇群顶部向扇前缘由粗变细。在洪积扇的顶部，含水层多由卵砂砾石组成，地下水位埋深较深，白塔一带地下水埋深大于22m，洪积扇由东北向西南水位逐渐变浅，含水层厚度增加，至洪积扇前缘，由东向西地下水位由22m递减到3～10m左右，含水层岩性颗粒逐渐变细，以砂砾石为主，间加中粗砂层，水量中等，单位涌水量100～500m3/d.m。 2.3.2水文情况 地下水位约11～12米深。地下水类型属潜水，场地潜水补给主要靠北部山前侧向径流补给及大气降水入渗补给。 3 降水及排水方案 本车站结构所在场地地质主要为黏土，粗砂，砾砂，黏土，中粗砂，基坑开挖时，极易产生侧向变形导致开挖面变形，导致边坡失稳及基坑涌水等现象。因此降水是本工程的重点，也是难点，根据降水设计以及其他类似地铁工程的降水经验，采取基坑内深管井降水施工办法，为基坑土方开挖和结构施工创造良好的条件。 3.1降排水设计及布置 基坑降水以管井井点降水为主，排水沟明排为辅。降水井直径为Φ30cm，井深30m，沿车站两侧纵向布置两排，单侧井距20m，降水深度为不小于基坑底100cm。在开挖基坑的四周设排水明沟，每隔20m左右设一集水井，使基坑内渗水与施工废水汇入其中，再用水泵抽入地表沉淀池沉淀后排放，保持沟底低于基坑底不小于0.5m，集水井低于沟底0.5m。降水井平面布置见图3-1所示。 图3-1 降水井平面布置图 井点井孔直径0.7m，井管直径0.3m，井深20m，共25口。降水井成孔孔径为70cm，井管均采用40cm带孔混凝土管，井管周边采用碎石填充，管井结构见下图3-2所示。 图3-2管井大样图 单位mm 3.2降水计算 3.2.1降水参数选取 1）确定钻井深度 H Hw1 Hw2 Hw3 Hw4 Hw5 Hw6 H-井点管埋置深度。 Hw1-基坑深度15.7m Hw2-降水水位距离基坑底要求的深度1m。 Hw3- iγ0；i为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/101/15；γ0为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的1/2（m）。 √6048/3.1443.88 Hw4-降水期间的地下水位变幅1.53m（工可显示） Hw5-降水井过滤器工作长度2.5m Hw6-沉砂管长度2.5m。 H15.710.1*43.8832.52.529.09取30m 2）降水井影响半径 R2Sw√kH R-影响半径 Sw-井水位降深10.09m k-含水层的渗透系数80m/d（工可车站结构显示） H-潜水含水层厚度20m（工可车站结构显示） R2*10.09*√80*20807.01 3）基坑涌水量计算 Qπk（2Ho-So）So/ln（1R/γ0） Q-基坑涌水量，m3/d k-渗透系数，80m/d Ho -潜水含水层厚度20m S-设计水位降深，最大降深按16.7m考虑 R-影响半径，R2Sw√kh807.01m 所以Q3.142*80*（2*20-16.7）16.7/ln（1807.01/43.88）32983.88m3/d 4）单井出水量计算 q120πRsl3√k120*3.142*0.15*2.53√801584m3/d q-单井出水量，m3/d Rs-井半径，0.15m l-滤管器进水部分长度，6m k-渗透系数，80m/d 5）井点数量确定 n＝1.1Q/q1.132983.88/158423（口） 6）抽水量校核 依据设计管井设计间距20m，共设25口井，其降水量如下式计算 nq25158439600m3/d＞Q32983.88m3/d 满足要求 3.3降水井降水含砂率的要求 1）含砂量的监测 地下水位降低后在基坑附近形成较大的水力坡度，地层中的细小颗粒可能将随水流而流失，引起地面沉降变形等。因此必须对井水含沙量进行监测。 现场设置一处沉淀箱，沉淀箱采用4mm厚钢板和角钢焊接而成，尺寸为长4高1.5宽1.5m，内部采用2块分别高1.4m和1.3m的钢板隔离，顶部设置Φ100排水孔，每块钢板底部再设置Φ50泄水孔，具体如下3-3图所示。 将地下水抽入沉淀箱内，装满（或一定高度）沉淀箱，待沉淀2～3小时后，根据沉淀箱的净空尺寸计算出抽水量V（体积），打开底部阀门排净箱内水，清理底部沉砂，将砂的体积与水的体积相比，可以求出含砂率。同时井地下水通过沉淀池沉淀后，经常进行清理统计，可以统计出抽水时间内总的含砂量大小，指导施工，以便采取相应的措施。 正常抽水后，每天监测三次井水含砂量。每次监测时间段分别选择在早、中、晚各一次。正常抽水后，含砂量满足下列要求 ①细砂含砂量小于1/2万； ②中砂含砂量小于1/2万； ③粗砂含砂量小于1/5万； 图3-3 沉淀箱大样图 3.4 含砂量的控制 （1）管井渗水管在下井前采用渗水土工布包裹，在潜水泵末端采用0.5mm钢丝网再次包裹，减少抽水含砂量。正常降水期间对抽水含砂量每天进行监测，确保抽水含砂量符合要求。 （2）在降水井滤料中预埋滤料补充管，在抽水过程中不断补充滤料，让滤料及时补充砂粒被带走后留下的孔隙位置，从而有效的控制降水危害。 （3）在可能的条件下，减少单井出水量，降低单井抽水强度，减小降水井影响范围； 3.5施工工艺及措施 3.5.1 工艺流程 准备工作→钻机进场→定位→开孔→下护口管→钻机就位、调整、钻进→终孔→冲孔换浆→下井管→冲孔换浆（泥浆比重换到1.05）→回填管壁与井壁间沙砾石过滤层→止水封孔→洗井→活塞洗井，空压机洗井→下泵试抽→合理安排排水管路及电缆电路→抽水试验→降水正常工作、正式抽水→记录→维护降水管井→降水完毕拔井管→封井。 3.5.2施工准备 1、供电凿井施工、降水井运转用电设备主要为两台CZ22型钻机及潜水电泵。 2、供水将水源接至钻井位置。 3、场地需事先进行平整，道路畅通，水通、电通，并探明建筑物周围地下管网的情况，加以保护。 4、提前作好泥浆池、沉淀池和排浆沟，准备好必要数量的配置泥浆的粘土。 3.5.3施工技术措施 1、钻孔前严格按照有关文件定出孔位。 2、钻孔严格控制井孔垂直度（α≤1％），严格控制井孔深度，保证井孔孔径上下一致，控制孔径。 3、灌填砂砾料前，把孔内泥浆适当稀释到比重为1.08左右，灌填高度符合要求，灌填量不得小于计算值的95％。 4、井点管口有保护措施，井点设有标志，防止杂物掉入管内。 5、成井过程中文明施工，泥浆池及时回填，洗井彻底。 6、冬季施工对成井采取防冻措施。 7、成井施工中及时做好施工记录。 8、凿井完成后及时下泵抽水。并抽到水清为止，水的含砂量小于万分之一。 3.5.4施工工艺技术措施 1、准备工作，合同签订后，即开始施工部署，首先要组建项目经理部，落实材料和人员，合理安排人财物，与项目部保持密切协作。 2、专人负责进料，工程师核定，确保井壁管、过滤管（外包尼龙网）、围填砂、粘土等材料的质量。 3、进出场、定位、埋设护孔管，由项目部提供“三通一平”，钻机进场。钻井井位双方按设计方案校核井位，保证钻机移到位，基础牢固平稳，磨盘水平“三点一线”，（孔位、磨盘、大钩成一垂线），各项准备工作就绪，井管、砂料到位，埋设护孔管要求垂直，护孔管尽可能进入原状土层内20－50cm，外围用粘土填实，保证泥浆返出孔外，孔斜误差不超过1。 4、钻进清孔，钻进前测量好钻具总长，精确计算机上余尺，控制钻进深度，钻进中保持泥浆比重在1.15－1.25，钻进中对地层要分层描述，确定降水含水层的确切层位和岩性。终孔深度达到后，即可清孔，调浆宜慢，清孔后泥浆比重1.10左右，孔底沉碴≤10cm。 5、下井管，按设计井深事先将井管排列、组合，下管时所有深井的底部按标高严格控制，并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔、焊接垂直，完整无隙，确保焊接强度，以免脱落，为了保证井管不靠在井壁上和井管外有一定的填砾厚度，在滤水管上下各加两组扶正器，保证环状填砾间隙厚度大于150mm，过滤器应刷洗干净，缝隙清楚。下管要准确到位。自然落下，稍转动落到位，不可强力压下，以免损坏过滤结构，下好井管后，把井管居中固定。 6、填砾冲孔，下入钻杆至离沉淀管底50cm，井口加上补心进行换浆，逐步调稀泥浆到比重1.08左右时边填边测，一边填一边开小泵量泥浆循环。填砾达到要求深度后停止。 7、止水封孔，为了防止上部泥浆及降水直接渗入砾料内影响成井质量，等填砾结束20分钟后，上部填粘土。 8、洗井要求采用活塞和空压机联合洗井方法，缺一不可。要求洗井台班至少2个台班，确保洗井质量，直至井内出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大于20cm。 9、下泵试抽洗井结束后，待水位恢复可按设计下泵，下入深度宜在滤水管下半部分，以保证足够的降深。排水管道及电源线路一定要先连接好，试抽3个小时，测定井内水位及观测孔水位变化，安装水表测流量，预估降水试验运行途径，等水位恢复后，积极配合抽水试验。 10、合理安排排水及电缆电路原则上各井排水管和电缆一齐铺设，排水要畅通无阻，就近往南边随塘河排放，连接合理，电缆应绝缘有一定抗拉、抗压强度。 11、抽水试验为了确定该场地水文地质参数，根据设计要求，抽水试验必须在其它井点正式施工前进行，试验选用井位图上降水井作为抽水井，另一降水井暂作为观测井，采用深井潜水泵，井打好后，先各抽1－2天或更长时间，以确保抽水时流量稳定，待水位恢复，抽水开始前应测定孔内和潮水水位变化情况，则抽水试验应选择井内水位波动相对平稳的时段。开始进行抽水试验，观测前，测量2口井的初始水位，观测水位时间间隔，抽水开始0－10分钟，每分钟观测1次共10次；10－30分钟，每2分钟观测1次；，30－100分钟每5分钟观测1次；100分钟以后每50分钟观测一次。如48小时仍无法大致完整绘出S－lgt和lgs-lgt曲线，时间还可能继续延长，根据抽水试验得到参数分析，各层土可能存在的水力联系情况，选用合适公式确定相关水文地质参数，根据测得的水文地质参数，再重新进行井群计算，优化降水方案，选配适当流量的抽水泵，制定相应的降水运行方案。 12、抽水需要每天24小时派人现场值班，并做好抽水记录，每天报水位、流量。记录内容包括降水井涌水量Q和水位降深S，并在现场绘制S-T，Q-T，S～Q曲线与基坑开挖深度附近监测资料绘于同一图上，了解其相关关系，以掌握抽水动态，指导降水运行达到最优。选择有代表性的井及时抽干井内的水观测恢复水位，以准备掌握水位降深，又不过大影响降水正常运行。抽水运行期间还必须注意观测沉井进展情况，记录沉井标高，注意收集沉井监测资料变化情况。 4、施工保证措施 4.1 工期保证的组织措施 1、建立进度控制的组织系统，落实各层次的进度控制人员、具体任务和工作责任；按照工程的结构、工作流程等进行工程的分解，建立进度目标控制体系；形成控制进度的工作制度，如检查时间、方法、协调会议时间、参加人员等。 2、根据施工现场的环境特点和施工特点，抽调富有实践经验和管理技术水平的干部、有施工经验和战斗力强的专业施工队伍，配备足够、结构合理的专业施工人员和机械设备，承担本工程的施工。 3、加强现场施工组织指挥，做到指挥正确，指挥得力，效率高、应变能力强，切实确保施工进度。当实际进度落后施工组织设计要求时，及时提出加快施工进度措施。 4、建立、健全岗位责任制，施工人员定岗定责，严格技术标准、工艺措施、严明施工纪律，按设计要求施工。 5、完善项目管理模式，完善竞争机制和激励机制，实行全员风险承包任务层层落实。把工期效率和职工个人的经济利益挂钩，兑现奖罚，充分调动全体职工的生产积极性。 6、正确认识工期和安全、质量、效益的辩证关系，没有进度就没有效益，没有安全、质量保证的进度是负进度。 7、注重与业主、监理、设计单位和地方政府保持紧密关系，同心协力为本工程建设献计献策，顺利打赢这场意义重大的战役。 4.2保证工期的技术措施 1、分级负责，认真实施，并在实践中不断优化，方案的实现关键在于强化管理，要高起点、高质量、严要求。 2、在施工过程中狠抓施工的程序化、作业的标准化，通过合理的组织与正确的施工方法，提高施工进度。 3、充分应用网络技术，科学组织施工，根据施工情况的变化，及时分析控制工期的关键线路，全面调整工、料、机、财的配置，确保该工程按计划完成。 4、根据施工进度的要求，倒排工期，将施工任务分解到每一天，计划要下达到施工班组，责任落实到人，环节监控，强化目标责任制度的落实。 5、认真做好工程的统筹、网络计划工作，科学组织、合理安排、均衡生产。对工程进行动态控制。牢牢抓住关键工序的管理与施工，合理安排施工时间，控制循环作业时间，减少工序搭接时间，提高施工效率。优化施工方案，提高施工进度。 6、成立专门的机械维修班组，加强对机械的保养维护，保证施工机械的正常运转。 7、全面提高人员整体素质。加强技术培训，提高施工人员的操作技术熟练程度，所有参建员工必须经技术培训后方可上岗。项目经理部的人员要深入学习项目管理知识，规范操作行为。 8、在雨季，采取措施（调整工程施工计划等）将天气条件对工期的影响减小到最小。 4.3资源保证措施 1、组织精干、高效、富有创造力及充满活力的专业化管理机构及专业化作业队伍，按照项目法组织实施本工程的施工。在本工程任职主要管理人员和施工人员具有丰富铁路及类似工程的施工经验。 2、材料、配件采购计划具有超前性，在施工开元西路以前将工程所用的所有材料均进入现场，并经工程技术人员确认，防止材料、配件采购的种类、型号出现错误，避免出现采购不到位现象。 3、配备足够的挖、装、运等大型设备，组成机械化配套作业线，以先进的设备，保证施工顺利进行，确保工期目标实现。 4、配备足够的备用电源，防止因网电暂停而造成事故和时间延误。 5、设立专项资金用于材料的采购工作及工人工资的支付，确保材料的供应及人员的稳定，任何个人或部门均不得擅自挪用该资金。 4.4质量控制措施 1、建立健全质量保证体系由公司工程部对施工的全过程进行指导，项目部总工程师牵头，组成工地技术组、质检组、材料组、施工组、沉降观测组，对降水的全过程进行跟踪检查， 2、质量管理要求施工方案要进行可行性研究，施工过程要严格按照全面质量管理进行质量控制，每项工序严格执行质量验收制度，对每一道工序严格按照建筑与市政降水工程技术规范和供水管井技术规程进行施工，对施工中的各个工序，由富有经验的人组织事先指导、中间检查、成品验收的三环节的技术管理办法，并作好记录，把好每道工序的质量关，对出现的问题及时进行分析，采取改进措施，确保施工质量优良。 3、质量目标技术先进、资料准确、论据充分、措施具体；竣工资料和报告达到行业先进水平；培养一批在基础降水方面作风严谨的施工管理人员 4、认真执行工前技术交底制。开工前必须向全体施工人员进行设计意图、技术标准、施工方法、施工中的注意事项交底。并进行专项技术培训，使全体施工人员质量目标明确，标准清楚，施工方法得当，工艺操作符合要求。 5、各种检测仪器、仪表均按照计量法的规定进行定期或不定期的校验标定。工地设专人负责计量工作，设立帐卡档案，监督和检查。检测仪器设备由工地实验室指定专人送检和管理。 6、组织技术人员对工程进行详细全面的调查研究，，对本工程在人力物力、时间和空间、技术和组织做出一个更加全面合理的安排，以保证按照规定的工期、质量、安全优质地完成施工任务。 4.5安全及环境保护措施 1、对施工现场生产、生活用水的排放进行控制。施工前按实施性施工组织设计建好生产区和生活区排水沟。排水沟的宽度、深度、坡度满足排放要求，避免沟内积水。 2、分块设置过滤池和沉淀池，所有生活用水和生产用水均经过过滤、沉淀后方可排出。不定期对水沟、水池进行清理和冲洗，确保水沟、水池内无长期积水和垃圾。 3、控制扬尘,为减少施工作业产生的灰尘，应随时进行洒水或其他抑尘措施，使不出现明显的降尘。易于引起粉尘的细料、松散料、土方时应予遮盖或适当洒水润湿。运输时应用盖套覆盖。 4、加强机械管理，改进施工工艺，执行建筑施工场界噪声限值（GB12523-90）标准，减少施工过程中的噪音。优先选用噪声小的机械，对放置地点稳定的小型噪音机械，搭设隔音篷。夜间22时～早晨6时内严禁使用噪声超标机械，特殊情况下需超标施工的，首先向当地环保部门办理审批手续，并向周围居民公告。 5、认真细致地做好地下管线调查，施工过程中加强对有关管线的保护。对需拆迁的管线由专业施工队伍实施，对无须拆迁的管线制订专项管线保护措施，加强地面变形监控，杜绝重大管线事故。 6、在施工区域、生活区域落实做好危险品现场控制、防台防汛现场控制、消防应急现场控制。 7、加强职工的环保意识教育，树立全员环保意识。 8、由于管道内施工条件较差，工人常在振动、噪声、地下水、有害气体等不良环境中从事繁重体力劳动，加之顶管施工工艺操作要求高，组织施工时，更需做到文明施工和科学管理，从工程管理、规章制度、纪律教育、安全培训、机械设备的使用与保养等各个方面，建立安全施工责任制，抓好纪律教育、技术培训，不断提高各级施工人员的素质，同时采取奖惩制度，并创造安全、卫生、无害的劳动条件，严格按规定的工序、工艺施工，确保工程安全。按安全生产保证体系框图的规定，各负其责、各司其职，从思想、组织、检查、经济四个方面作好安全保证工作。 9、目测观察既省事作用又很大，对于开挖后未支护的土质情况，观察内容为土体的土质和分布，接触面填充物的性质、状态，涌水量和涌水压力，管道道顶部、侧部的稳定状态等。目测观察中应特别注意土质危险性较大引起塌方事故和渗漏涌水象征时，应停止开挖工作，及时采取安全措施，消除隐患后才准作业 5 安全、文明施工及环境保护措施 5.1安全施工措施 5.1.1钻机安全技术措施 1）现场钻机必须持证操作，挂牌负责，定机定人。 2）保持机械设备运转良好，无绳索锈蚀，齿轮及齿轮啮合处润滑良好。 3）操作人员进入现场必须佩戴安全帽，严禁穿拖鞋、赤膊进入施工现场。 4）施工现场的坑槽处必须设置明显标识标志，井孔或泥浆池部位设置防护栏杆。 5）夜间施工要有足够的照明设备，钻机操作台、传动及转盘等危险部位，主要通道不能有无光区。 6）不定期对机械设备及机具、夹具、吊具、索具等进行检查，确保用具在完好的情况下进行施工，清除安全隐患，确保安全施工。 5.1.2吊车安全技术措施 1）吊车钢丝绳在卷筒上排列整齐，尾部卡牢，工作中至少保留三圈以上。 2）吊车操作起吊钢筋笼，必须有专人指挥，起吊时起重臂下不得有人停留或通过。 3）起吊钢筋笼时应匀速起吊，禁止突然制动和变换方向，下落应匀速下放。 4）起吊时，操作司机及指挥人员不得离开岗位，路口等车辆主要通行部位设专人防护； 5）工作完毕起腿、回转臂不得同时进行，行驶时，应将臂杆放在支架上，吊钩挂在保险杠的挂钩上，并拉紧钢丝绳。 5.1.3施工现场安全用电技术措施 1）施工现场不得架设裸导线，严格乱拉乱接，不准直接绑扎在金属支架上。 2）所有电气设备的金属外壳必须有良好的接地或接零保护。 3）在潮湿的场所或金属构架等导电性能良好的作业场所，须使用安全36伏电压。 4）配电箱内开关、熔断器、插座等设备齐全完好，配线及设备排列整齐，压接牢固，操作面无带电体外露，电箱外壳设接地保护。 5）施工现场的分电箱必须架空设置，其底部距地高度不少于0.5m。 5.2文明施工 1）现场道路必须时刻保持干净、无泥浆洒落现象，设专人负责现场的便道保养、清理、洒水等事项，做好现场的文明施工工作。 2）由现场施工负责人督促检查工地文明施工工作，做好文明施工的实施及检查工作。 3）对土方或泥浆等出行的车辆设专人冲洗轮胎，防止泥浆污染道路给城市环境带来负面影响。 20 中国中铁北方投资公司