降水施工组织设计.doc
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1、- 1 -X XX X 路路越越江江隧隧道道工工程程(P PD D0 0P PD D3 3)基基坑坑降降水水工工程程 施施工工组组织织设设计计编写 审核审批编编写写单单位位:X XX X 建建设设发发展展有有限限公公司司- 2 -目目 录录一、工程概况.3二、地质条件.3三、工作量布置依据及工作量.5五、抽水试验.7六、深井的构造与设计要求.8七、降水对环境影响的分析和控制.9八、成孔成井施工工艺与技术要求.9九、深井降水运行技术要求.11十、工期保证措施.12十一、封井方案.13十二、施工机械配备.14十三、施工组织管理.14十四、质量保证措施.16十五、安全施工组织设计.16十六、附图.1
2、9- 3 -一、工程概况一、工程概况1、拟建工程从 XXX 路、XXX 路开始穿越 XXX 到 XX、XX,主要开挖工程为工作井与主线结构;2、本次降水施工的范围:XX 工作井 PD0 及 PD1PD3;3、基坑结构分为连续墙、SMW 工法桩和搅拌桩围护,最后到放坡开挖。基坑开挖深度、地下连续墙插入深度及相应的绝对标高分别为:工程部位基坑开挖标高(m)基坑开挖深度(m)围护深度标高(m)围护深度(m)浦东工作井 PD0-19.623.6-38.8643PD1-13.2-12.017.216.0-28.032.0PD2-12.0-10.916.014.9-26.030.0PD3-10.9-10.
3、114.914.1-24.028.04、本工程地面标高取+4.0m,方案所涉及的深度均以此绝对标高为准。二、地质条件二、地质条件拟建工程范围沿线主要为厂房建筑物和民房。一般地面标高在+3.64+4.80m 左右。拟建场地地貌类型为滨海平原。(1)土层特征根据勘察资料,拟建工程范围在 60m 深度范围内,主要由饱和的粘性土、粉性土、砂性土组成,属第四纪松散沉积物,按其土性不同和物理力学性质上的差异可分 7 个主要层次及分属不同层次的亚层,共计 15 个亚层,其中、层土为 Q4 沉积物,、层土为 Q3 沉积物。根据勘察结果,拟建工程范围分属正常沉积区(位于 XX 工作井的东北角)和古河道沉积区2
4、地质分区土层的构成与特征及部分物理力学性质见下表层号土层 名称层底标高(m)层厚 (m)含水量 w重度 r kN/m3渗透系数 Kh cm/s- 4 -1杂填土2.782.04 -0.570.901.87 4.601褐黄色粉质 粘土1.98 1.37 -1.770.60 0.90 1.3027.219.39.99E-072灰黄色粉质 粘土1.260.41 -0.100.401.04 1.5036.218.32.72E-06灰色淤泥质 粉质粘土-3.12 -3.98 -4.942.904.37 6.2042.017.49.64E-06灰色淤泥质 粘土-9.68 -0.31 -10.815.006
5、.33 7.4049.616.81.45E-061-1灰色粘土-12.64-13.28 -15.321.902.92 5.1041.517.71.01E-061t砂质粉土-18.58-21.41 -23.515.508.33 10.3031.218.24.84E-042灰色砂质粉 土-23.94-28.30 -32.222.706.99 11.0030.918.22.71E-043灰色粉质粘 土-34.56-38.30 -44.234.509.23 12.8033.217.94灰绿色粉质 粘土-39.76-39.76 -39.765.205.20 5.2025.119.4暗绿色粉质 粘土-23
6、.60 -23.86 -24.223.604.10 4.6023.119.83.36E-071-1草黄色砂质 粉土-30.00 -32.28 -35.144.507.37 11.2028.118.91.17E-041-2灰黄色粉砂-36.12 -37.24 -37.972.304.59 7.0027.018.81.74E-032灰黄色灰 色粉细砂未穿未穿25.719.11.15E-03 水文地质条件潜水:- 5 -拟建场地浅部地下水属潜水类型,主要补给来源为大气降水、XXX 和周边河道。潜水位埋深一般为地表下 0.31.5m,年平均地下水位为地表下0.50.7m。深部分布有1t、2 层微承压含
7、水层和层承压含水层,层为本地区第承压含水层,此层地下水位在市中心城区差异较大,承压水头一般呈周期性变化,1t、2 层和层在 XX 工作井处连通,承压水位互相影响。1t、2 层承压水位埋深一般为 36m;层承压水位埋深一般为 49m。勘察期间承压水观测表明1t 层的承压水位埋深 3.35m,相应的标高为 0.46m。根据本项目的地质灾害危险性评估,层土与下伏第含水层(层)沟通,因此层的承压水位受层承压水位的影响。三、工作量布置依据及工作量三、工作量布置依据及工作量1、设计依据XX 越江隧道工程XX 工作井XX 路岩土工程勘察报告(详勘)XX 越江隧道工程XX 段围护结构平面图、剖面图;岩土工程勘
8、察规范DGJ08-37-2002供水水文地质勘察规范GB500272001建筑与市政降水工程技术规范JGJ/T111-98供水管井技术规范GB5029699建筑基坑支护技术规程GJ120-99企业标准建筑与市政管井降水技术标准 2、降压井布置(1)基坑底板稳定性验算基坑底板的稳定条件:基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。即:Hs Fswh式中:H 基坑底至承压含水层顶板间距离(m);s 基坑底至承压含水层顶板间的土的重度(kN/m3);- 6 -h 承压水头高度至承压含水层顶板的距离,w 水的重度(kN/m3),取 10kN/m3;Fs 安全系数,一般为 1.01.2,本工
9、程取 1.1;依据勘察资料,浦东工作井及1t、2 层和层在 XX 工作井处连通,承压水位互相影响,成为大致统一的承压含水层,虽然暗埋段部分段2 层下部有3、4 层分布,但计算时同样以1-1 层底部为承压含水层的顶板。计算时工作井至 PD3 利用勘察报告中 J73 钻孔资料,则第1t 层的顶板标高分别为-12.64m;水头标高值取地表以下 5m(标高值为-1.0m)(2)计算结果:验算工作井PD3 段承压水的顶托力Fswh=1.110(12.64-1.0)=128.0kPa;工作井 PD0、部分 PD1 段基坑开挖深度将承压层顶板挖穿,因此需要将承压水头降低至底板开挖面以下 1m。未挖穿段则计算
10、其土压力验算结果详见下表工程 部位基坑开挖标高(m)土压力 Hs (kPa)是否需要降压需降低承压水 水头的高度(m)PD0-19.6挖穿是降至-20.6PD1-13.2-12.0挖穿11.3是降至-14.2/降低 11.7PD2-12.002-10.93411.330.8是11.79.7PD3-10.9-10.130.845.0是9.78.3同样,根据公式 Hs Fswh 的极限平衡条件计算:(13.08-H0)17.0=1.110(13.08-1.0)计算得 H0=-5.3m则,当基坑开挖标高小于-5.3 m(开挖深度小于 9.3 m)时,不需要降下部承压(微)水水位,基坑是稳定的。(3)
11、 以上计算结果的分析及降压井的布置:- 7 -根据上述验算结果分析:当本工程工作井基坑开挖至设计标高时,工作井部位下部承压水的顶托力大于土上覆土压力,需要进行降压处理,否则可能导致基坑发生突涌现象。本工程 XX 工作井及暗埋段 PD3 基坑内外布置 11 口降压井(Y1Y11);另布置 2 口观测井(G1G2)。具体布设位置及井结构详见后附降水井井位平面布置示意图及降水井井结构图。2、真空疏干管井布置真空疏干(混合)管井布置原则:一般根据基坑面积按单井有效抽水面积a 井的经验值来确定,而经验值是根据场地潜水含水层的特性及基坑的平面形状来确定。主体结构范围:一般为 150m2250m2,本次取
12、200m2/口;估算公式: n = A / a,根据基坑的实际形状,在坑内共布设 15 口疏干井,其中浦东工作井内 4 口,PD1PD3 段布设 11 口疏干井3、混合井的布置在工作井和暗埋段 PD1PD3 主线结构上,开挖深度大,承压含水层顶板埋深浅,要考虑基坑内下部承压(微承压)水对基坑的影响,故将 15 口疏干井加大井深来及时疏干下伏承压(微承压)含水层中的地下水,该类井此处称疏干混合井。4、工作量统计减压井 11 口,混合井 15 口,详见降水井井位平面布置示意图及降水井井结构图。五、抽水试验五、抽水试验工程施工前期已在浦东工作井处做了相关抽水试验数组,并对试验结果进行分析报告(详见抽
13、水试验报告),确定了端头降压井的数量和井结构,并且根据试验结果对已确定的降水方案做了三维数值模拟。降压井结构、数量不变,考虑围护结构中支撑和加固的位置,降水井避开支撑等位置略有调整。- 8 -在 PD3 处,对已经成井的 H11、H15 和 G2 进行简易抽水,并观测观测井的水位变化和抽水井的流量等。自 10 月 24 日观测至 11 月 1 日,记录观测井水头埋深变化绘图如下:水位埋深变化曲线0510150510时间d水位埋深m水位埋深m多项式 (水位埋深 m)由图中可以分析得出,原方案满足工程降水要求,原方案设计的混合井思路是合理的,方案不需要修改。六、深井的构造与设计要求六、深井的构造与
14、设计要求1、井口:井口应高于地面以上 0.50m,以防止地表污水渗入井内,一般采用优质粘土,其深度不小于 2.00m; 2、井壁管:井壁管均采用焊接钢管,降水井的井壁管直径 250mm;(内径);3、过滤器(滤水管):降水井分段设计,所有滤水管外均包一层 30目40 目的尼龙网,滤水管的直径与井壁管的直径相同;4、沉淀管:沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用,沉淀管接在滤水管底部,直径与滤水管相同,长度为 1.00m,沉淀管底口用铁板封死。5、填滤料(中粗砂):混合井从井底向上至地表以下 3.00m 均围填中粗砂;降压井的滤水管部位围填磨圆度较好的滤砂(中粗砂),填入部位从井
15、底向上至过滤器顶部以上 2.016m。6、填粘性土封孔:在粘土或滤砂的围填面以上采用优质粘土填至地表并夯实,并做好井口管外的封闭工作;- 9 -7、各井的结构及过滤器的安装部位见降水井井结构图。七、降水对环境影响的分析和控制七、降水对环境影响的分析和控制场地附近为 XX 拆迁地,降水环境要求不高,不过在降水实施过程中仍要及时监测水位变化情况,并采取一定的沉降控制措施。沉降控制措施:1、在降水运行过程中随开挖深度加大逐步降低承压水头,避免过早抽水降压。抽水时即时观测水位降深情况,合理控制承压水水位,在满足基坑稳定性要求前提下,防止承压水水位降低幅度过大,使降水对周边环境的影响减少到最低限度。2、
16、及时监测地下水水位及抽水流量,发现问题及时处理,调整抽水井及抽水流量,指导降水运行和开挖施工。3、及时整理基坑开挖和降水时的水位资料,建设单位的位移监测资料必须及时送交我现场项目部,以便绘制相关的图表、曲线,必要时调控降水运行。八、成孔成井施工工艺与技术要求八、成孔成井施工工艺与技术要求成孔施工机械设备选用 GPS-10 型工程钻机及其配套设备。采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管,围填填滤、粘性土等成井工艺。其工艺流程如下:1、测放井位:根据降水井点平面布置图测放井位,当布设的井点受地面障碍物或施工条件的影响时,现场可作适当调整;2、埋设护口管:护口管底口应插入原状土层中,
17、管外应用粘性土和草辫子封严,防止施工时管外返浆,护口管上部应高出地面 0.10m0.30m;3、安装钻机:机台应安装稳固水平,大钩对准孔中心,大钩、转盘与孔的中心三点成一线;4、钻进成孔:混合井开孔孔径为 550mm,降压井开孔孔径为 600mm,一径到底。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳,轻压慢转,以保证开孔钻进的垂直度,成孔施工采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆密度控制在 1.101.15,当提升钻具或停工时,孔内必须压满泥浆,以防止孔壁坍塌;- 10 -5、清孔换浆:钻孔钻至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底 0.50m,进行冲孔清除孔内杂物,同时将孔内的泥浆密度逐步调至 1.10,孔底沉淤3
18、0cm,返出的泥浆内不含泥块为止;6、下井管:管子进场后,应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。|下管前必须测量孔深,孔深符合设计要求后,开始下井管,下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径 5cm 的扶正器(找正器),以保证滤水管能居中,井管焊接要牢固,垂直,下到设计深度后,井口固定居中;7、填滤料(中粗砂):填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m0.50m,井管上口应加闷头密封后,从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步稀释泥浆,使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆,使孔内的泥浆密度逐步稀释到 1.05,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料,并随填随测填滤料的高度,直至
19、滤料下入预定位置为止;8、井口填粘性土封闭:为防止泥浆及地表污水从管外流入井内,在地表以下回填 3.00m 厚粘性土封孔;9、洗井:在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水,待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井,活塞必须从滤水管下部向上拉,将水拉出孔口,对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动,冲击孔壁泥皮,此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后,再用空压机抽水洗井,吹出管底沉淤,直到水清不含砂为止;10、安泵试抽:成井施工结束后,在疏干井、混合井内及时下入潜水泵与接真空管、排设排水管道、地面真空泵安装、电缆等,电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中不被挖
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