地铁10号线中间风井降水设计方案.doc

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莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂螈肅芇蚁羀芀芃蚀肂膃薂虿螂羆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀螇蚆膀膆螆螈羃蒄螅袁膈莀螄肃羁莆螃螃芆节螂袅聿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃袀蝿芃艿蒆袂肆膅蒆羄芁薄蒅螄肄葿蒄袆荿莅蒃羈膂芁蒂肁羅薀蒁螀膁蒆薀袂羃莂薀羅腿芈蕿蚄羂膄薈袇膇薃薇罿肀葿薆肁芅莅薅螁肈芁薄袃芄膇蚄羆肇蒅蚃蚅节莁蚂 南京地铁十号线d10d-ta03标土建工程中间风井基坑降水工程降水设计施工方案安徽水文地质工程地质公司南京分公司2011年1月目 录1工程概况12场地地质及水文地质条件12.1 场地地质22.2 水文地质条件43降水工作的重点难点53.1 降深大53.2 地面沉降量大53.3 回灌难度大54降水方案设计64.1 设计依据64.2 设计说明64.3 承压水降压的盖重分析64.4 承压水降水设计64.4.1 基坑围护设计模型74.4.2 水文地质概念模型74.4.3 降压井布置94.4.5承压水降水运行风险分析104.5 疏干井设计104.6 回灌井设计115 基坑降水对周边环境的影响控制措施115.1 降水产生的沉降量预算125.2减少沉降措施135.3 回灌条件下的沉降分析136降水井设计要求147降水施工组织157.1人员组织157.2设备组织167.3材料组织177.4施工工艺177.4.1 前期准备工作177.4.2 成孔施工188降水运行方案188.1降水运行188.2 降水运行保障措施198.2.1用电保障208.2.2排水设施208.3 降水运行管理措施208.4 坑内降水井井管保护技术措施219封井方案2110施工机械表2211附图23ii南京地铁十号线江心洲站滨江大道站中间风井基坑降水工程降水设计施工方案1工程概况江心洲站滨江大道站之间的中间风井（简称江北风井），又是过江盾构的始发井，设于纬七路过江隧道收费站旁，其东南方为浦口区第二自来水厂，与纬七路过江隧道并行，相距51.766.5m。中间风井距滨江大道站约530m，距长江江堤约350m。图1-1 拟建工程地理位置示意图中间风井起点里程右ck14+851.141，终点里程右ck14+971.141，总长122.4m。标准段开挖形状近似梯型,长度北侧86.662m，南侧86.6m，宽度西侧为14.917m，东侧11.67m；西端头井开挖宽度为20.5m,长度为14.8m；东端井长度21m，宽度为19.35m。整个基坑呈“哑铃”状，整个基坑底板从西端头井开始往下有个2.8%的坡度。开挖深度东端头约29.484m30.072m；西端头约23.333m23.748m；标准段约为22.3427.298m，标准段在里程左dk14+911.039左dk14+912.552处底标高从-17.175m降到-19.885m。该处为标准段中西侧普通段和东侧加深段的分界处。围护结构为厚1.2m的地下连续墙，西端头深46m，标准段深4452m，东端头深58m。地基加固采取旋喷桩裙边加固及抽条加固，加固深度为基坑底板下3m。现场周边环境复杂，在风井的东北侧为南京过江隧道，距过江隧道东侧竖井（风塔处）231m，距离过江隧道出口敞开段最近距离仅65m；在风井的东南侧为浦口自来水厂，距离水厂的平流沉淀池最近距离仅58m。由于含水层上部为高压缩的淤泥质粉质粘土，风井基坑开挖较深，其围护结构为半插入式未割断下部含水层，所以基坑内的降水将引起基坑外的水位下降，那么因水位下降将引起地面沉降，从而影响建筑物的安全。2场地地质及水文地质条件2.1 场地地质十号线沿线地表均为第四系地层覆盖，基岩未见出露。表层多为03m厚的杂填土；其下为第四系全新统（q4）河流湖沼沉积相粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉细砂；再下为第四系上更新统（q3）河床相含砾粉细砂、中粗砂、砾砂及卵砾石为主。第四系地层成因、厚度变化较大，在北部的岗地与漫滩交接部位厚度较薄，一般小于20m，在南部的漫滩区则厚度较大，一般在5075m间。下伏基岩为白垩系上统浦口组粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等。具体见表2-1。表2-1 中间风井地层情况简表时代成因层 号地层名称颜色状态特征描述层底埋深(m)厚度(m)层亚层q4ml1杂填土杂色，灰色、灰褐色稍密中密局部揭露于表层，表层多为混凝土地面或沥青路面，以下混较多碎石子、黏性土等。q4ml2素填土灰黄色、灰色松散稍密场区大部分地段表层均有分布，局部为耕植土，以粉质黏土、粉砂为主，含植物根系及少量生活垃圾。q4al1a2-3黏土灰黄色、灰褐色软塑可塑场区大部分地段浅部均有分布，厚度不大，含铁锰质结核及浸染，夹粉砂薄层。q4l+f2b4淤泥质粉质黏土黄灰色、灰色流塑场区连续分布，厚度变化大，靠近长江一侧厚度较小，靠近夹江一侧厚度较大，细腻光滑，含贝壳碎片及腐殖质，有腥臭味，夹粉砂、粉土薄层，单层厚0.11.0cm，具层理。q4al2d3-4粉砂、细砂灰色、青灰色松散稍密呈透镜体分布于浅部-2b4层土中，厚度小，含云母碎屑。q4al3b2-3粉质黏土黄灰色、灰色软塑可塑局部揭露，呈透镜体分布于-3d3-4层之中，土质不均，夹粉砂、粉土薄层，单层厚0.210cm，具层理。q4al3d3-4粉砂、细砂灰色、黄灰色、青灰色松散稍密场区大部分地段均有分布，厚度变化大，饱和，颗粒级配差，主要矿物成分以石英、长石为主，含云母及贝壳碎片，局部夹粉质黏土薄层，单层厚0.11.5cm，偶含腐殖质。q4al4d1-2粉砂、细砂灰色、青灰色中密密实场区连续分布，饱和，级配较差，主要矿物成分以石英、长石为主，含云母碎片，局部夹粉质黏土薄层，单层厚0.52cm，底部偶含石英质卵、砾石，粒径13cm，亚圆形，含量一般小于5%。q4al5d1粉砂、细砂青灰色、灰色密实场区连续分布，饱和，颗粒级配一般，主要矿物成分以石英、长石为主，含云母碎片，局部含石英质卵、砾石，粒径15cm，亚圆形，含量约占5%10%，局部夹粉质黏土薄层，单层厚0.12.0cm。q3al+pl4d1中砂、粗砂灰色为主，杂青灰色、黄灰色等密实呈透镜体分布于-4e1层之中，饱和，颗粒级配较好，混夹卵、砾石，2-50mm，含量约占10%20%，亚圆形，石英质，卵、砾石成分主要为石英砂岩。q3al+pl4e1卵石、圆砾、砾砂、含砾中粗砂杂色，以灰色为主密实场区大部分地段均有分布，饱和，颗粒级配好，含卵石及圆砾，卵石粒径20100mm，个别大于100mm，含量10%70%，圆砾粒径220mm，含量10%55%，据卵、砾石含量分为卵石、圆砾、砾砂、含砾中粗砂等，卵、砾石成分以石英砂岩为主，亚圆形，间隙以中砂、粗砂充填。k2pk2p2强风化粉砂质泥岩棕红色、蓝灰色泥质结构，块状构造，泥质胶结，胶结程度低，岩芯风化呈密实砂土状，质软，灰刀可切割，干钻不易进尺。65.276.67(局部揭露)k2pk2p3中等风化泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩棕红色泥、砂质结构，层状或块状构造，泥质胶结，胶结程度低，岩芯呈柱状，质软，灰刀可切割，敲击易碎，锤击声哑，遇水易软化，干钻不易进尺，。中间风井基坑开挖深度内地层主要为-1杂填土，-2素填土，-1a2-3粘土，-2b4淤泥质粉质黏土，-3d3-4、-2d3-4粉砂、细砂，见图2-1。图2-1 中间风井地质剖面图2.2 水文地质条件中间风井地貌为典型的长江冲洪积漫滩相，地面高程6.8m，地下水类型主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水，对中间风井具有影响的主要为第四系松散岩类孔隙水，根据其埋藏条件和水力性质，又可分为孔隙潜水及微承压水。（1）孔隙潜水由表层填土及2b4层淤泥质粉质粘土组成，底板标高-19.38-25.15m，局部夹粉土透镜体。地下水位埋深0.151.30m，水位变化受大气降水和长江水位的影响。（2）微承压水在长江漫滩、边滩及河道区广泛分布。其沉积物多呈二元或多元结构，上细下粗由3d3-4层粉细砂、4d1-2层粉细砂、5d1层粉细砂和4d1中粗砂、4e1卵砾石及含砾中粗砂等构成，底板标高55.0157.5m，厚度3135m，平均厚度取33m。其承压水位与长江水位一致，在汛期将高出3m多，枯水期在地面下2m左右。3降水工作的重点难点3.1 降深大基坑开挖深度最深达30.072m，下部承压含水层水头高，水头埋深接近地面，基坑水位降深31m，丰水期承压水头高出地面若干米，其降深需达31m以上。3.2 地面沉降量大由于风井周边地层上部为高压缩性土淤泥质粉质粘土，厚度为2530m，根据南京地区的降水经验，当水位降低含水层失水时，将引起较大的地面沉降。水厂沉淀池为长条形，长90多米，近端距风井点约58m，远端距风井点约150m。根据计算预测，基坑降水后沉淀池远端、近端水位降低分别为8m和12m，则其两端的沉降量将分别达64mm和144mm，差异沉降量将有80mm。3.3 回灌难度大通常情况下基坑抽出的水是不能直接回灌的，因为该工程地下水含铁锰较高，抽出后氧化将形成絮状沉淀，直接回灌将堵塞滤管，此外，抽出的水还含有气泡，也会堵塞滤管，故不能直接使用基坑抽出来的水，需要经过暴氧过滤处理。同时，在回灌过程中，由于水中含有细颗粒杂质，随回灌的时间增长，会逐渐降低在回灌井附近地层的渗透系数，减小回灌量。为加大单井的回灌量，回灌井采取大口径的无砂混凝土管，全孔滤管，全孔投滤料。4降水方案设计4.1 设计依据、jgj/t111-98 建筑与市政降水工程技术规范、gb50027-2001供水水文地质勘察规范、gb50296-99 供水管井技术规范、供水水文地质手册、南京过江隧道江心洲出口基坑降水工程等附近相关工程设计施工经验。、南京地铁10号线江心洲站滨江大道站(ak11+072（ak15+618)中间风井围护结构及地基加固相关图纸及资料。、南京地铁10号线（西延线）dw-xk01-0000-1006标岩土工程初步勘察报告(初稿)4.2 设计说明、疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业；、降低下部承压含水层的水头，防止基坑底板突涌，确保基坑底板的稳定；、采取回灌措施控制基坑外的水位降深。回灌井的布置根据单井的回灌能力确定，目前单井回灌能力按相当于抽水井的抽水能力的1/21倍考虑，具体数量根据现场抽水回灌试验确定。4.3 承压水降压的盖重分析由于基坑开挖深度较大，部分已经位于下部承压含水层中，故本次降水将把地下水位降到开挖面以下1m左右，不再利用上部淤泥质粉质粘土的重力作用，因此，不再根据盖重分析确定其降深。4.4 承压水降水设计地下连续墙插入目的含水层的深度大小直接关系到地下水绕流进入基坑的渗流路径的长短，本基坑的地下连续墙插入目标含水层的深度不一，地下水的渗流条件极其复杂，传统的解析法无法计算出基坑总涌水量。为分析地下连续墙对基坑降水的影响，采用了三维数值模拟方法进行计算分析，对水文地质条件进行概化，承压含水层顶板标高-23m，底板标高-57m，含水层厚34m。4.4.1 基坑围护设计模型图4-1 基坑维护结构及水文地质条件概化模型4.4.2 水文地质概念模型（1）地下水渗流控制方程式中：， 沿着x，y，z坐标轴方向的渗透系数（cm/s）； 源汇项（含井）（m3/d）； 点（x，y，z）在t时刻的水头值（m）； 储水率（l/m）；为立体时间域； 第二类边界条件； 第一类边界条件；点（x，y，z）处的初始水位（m） 边界的外法线沿x，y，z轴方向单位矢量。的上单位面积的侧向补给量（m3/d）。（2）模型建立根据基坑维护结构及场地水文地质条件的概化，建立数值模型，如图4-2所示。在垂向上首先根据地层进行剖分，再根据降水井滤管位置以及地连墙墙脚的位置进行剖分，整个模型剖分为29722210个网格。图4-2 三维数值模拟模型图（3）计算结果初始水位取标高6.0m，渗透系数根据经验取kx=ky=20m/d、ky=9m/d。通过模型计算，坑内承压水位可以降至设计要求，基坑总涌水量约为20400m3/d，基坑外的最大水位降深为11m，图4-3。图4-3 水位降深等值线图（m）4.4.3 降压井布置根据南京地区的降水经验，降压井单井出水量取1000m3/d，则需要基坑内布置22口降水井（含观测兼备用井），具体布置布置见附图1：降水井平面布置图。根据基坑围护结构的深度以及基坑开挖的深度，降压井的结构为：西端头降压井西端头和中部承压降水井深40m，东端头承压降水井深50m，井管为直径273mm的钢管，壁厚6mm，滤管为桥式滤管，壁厚6mm，长度均为10m，包单层80目锦纶滤网；泥孔径600mm，滤料为中粗砂，如图4-4 所示，详见附件2。图4-4 降压井成井结构图以上的计算为理论计算结果，计算过程中的相关参数采用了一些经验值，在现场施工时，必须进行抽水试验，检验降水方案的科学合理性，必要时调整降水井的数量和结构。4.4.5承压水降水运行风险分析在正式降水前，应进行现场试验，从单井的实测水量、水位降深、水位恢复速率、渗透性等确定承压水的风险情况。为了确保基坑开挖过程中降压井的连续运行，建议必须根据抽水状况配备备用电源，并确保备用电源与备用物资（水泵、电缆、排水管及相关材料）能及时投入使用。承压水是本基坑工程的重要风险，必须加以足够的重视。4.5 疏干井设计承压含水层上部的淤泥质层，为饱水夹薄层粉土、粉细砂，为方便开挖需要对该层进行疏干，即布置疏干井，疏干井布置一般根据单井降水面积计算，单井疏干面积一般在150m2250m2之间，本次计算取单井降水面积约为180m2，基坑的开挖面积约为1860.9m2，共布置了10口疏干井，疏干井平面布置详见附图1：降水井布置平面图。井结构见图4-5。图4-5 疏干井成井结构图根据纬七路隧道及附近工地的降水经验，淤泥质粘土层在开挖前20天左右进行降水，可以满足开挖要求。另外，本工程淤泥质粘土层的降水具备以下有利条件：基坑采用隔水的围护结构，潜水含水层坑内外失去了水力联系；基坑底采用了裙边+抽条加固，加固面积达到基坑总面积的60%以上。4.6 回灌井设计回灌措施是借助于工程措施，将水引渗于地下含水层，补给地下水，从而稳定和抬高局部因基坑降水而引起的地下水位降低，防止由于地下水水位降低而产生不均匀沉降。本工程预采取在基坑外围5m处沿基坑一圈布置回灌井，具体平面布置见附图1：降水井平面布置图。回灌井深度与降水井深度相同，东端头回灌井深50m，标准段和西端竖井回灌井深40m；回灌井全孔为无砂混凝土滤管，包单层80目锦纶滤网，井管内径400mm，外径500mm，泥孔径750mm，滤料为中粗砂。井结构如图4-6，详见附件2：疏干井、降压井、回灌井成井结构图图4-6 回灌井结构图5 基坑降水对周边环境的影响控制措施随着地下水位的降低，地基中原水位以下土体的有效自重应力增加，导致地基土体固结，进而造成降水影响范围内的地面和建筑物产生不均匀沉降、倾斜、开裂等现象，严重时可能危及其安全和正常使用。本工程基坑开挖上部地层为高压缩的淤泥质粉质粘土，基坑底板以下为粉砂、细砂地层。东端盾构井基坑开挖较深，局部揭穿粉砂、细砂层，穿透承压含水层。基坑工程实施过程中需要长时间抽降承压水，且基坑围护结构较深未完全隔断基坑底部承压水层的水平补给流径，因而降水将引起地层的失水固结沉降，从而影响建筑物的安全。本工程重点关注基坑降水对于南京长江隧道和自来水厂的影响，并采用措施进行有效的控制。5.1 降水产生的沉降量预算在降水期间，降水面以下的土层通常不产生明显的固结沉降，而降水面至原始地面的土层因排水条件好，会在所增加的自重应力下很快产生沉降。因此，可以用公式进行估算降水引起的沉降值：对于粘性土类： （6-1）对于砂土类： （6-2）式中 ：s-降水所引起的沉降值；-计算土层的压缩系数；-降水产生的自重附加应力；-降水深度；-水重度；-降水深度范围内土层的压缩模量。图5-1基坑与过江隧道及水厂沉淀池位置关系图在未采取回灌措施时，图5-1中各点的水位降深及预测沉降量如表5-1所示：表5-1 无回灌条件下各特征点水位及沉降预测值位置abcdefmn降深(m)8.277.228.357.247.416.586.794.75沉降（mm）68.452.169.752.4 54.9 43.3 46.1 22.6 5.2减少降水对周边环境（纬七路隧道及水厂沉淀池）的沉降措施降水引起的地面不均匀沉降，可能会对周边纬七路长江隧道及浦口区自来水厂沉淀池结构造成破坏，因此我方拟采取如下措施防范：(1)采用布置合理数量和位置的回灌井回灌的方法减少地面不均匀沉降。(2)防范抽水带走地层中的细颗粒。在成井时滤料选用中粗砂，不选择绿豆砂；在降水抽水时要随时注意抽出的地下水含砂量是否达到标准，若达不到标准应采取措施。特别是发现抽水变混浊，应立即停泵，报废该降水井。(3)对于深层承压水含水层，采用深井减压降水。对坑内承压水进行“按需减压”降水，根据减压井抽水量及减压观测井的承压水位，确定开启的减压井数量，合理控制承压水水位，将减压降水对环境的影响控制到最低程度。(4)降水施工前进行抽水实验，成井后及时做群井试验抽水，验证降水效果和现场降水电路、排水情况，根据验证结果对原有的基坑降水方案进行调整或优化。(5)在基坑内、外布置水位观测井，根据地下水位监测结果指导降水运行。(6)开挖过程中应确保减压降水井的不间断工作，避免造成下层承压水水位击穿基底对基坑工程及周边环境造成危害。（7）我方人员目前已经完成对纬七路长江隧道和浦口自来水厂沉淀池结构做观察和记录，并没有发现裂缝和沉降。在降水作业过程中，安排专人对长江隧道和水厂沉淀池做持续观察记录，如果发生地面过度沉降、构筑物结构裂缝超限等情况，马上停止降水并采取相应措施进行补救。5.3 回灌条件下的沉降分析采用回灌措施，将差异沉降控制在安全范围以内。通过模型模拟计算，结果表明，在回灌条件下，各井的抽水量会相应增加，水位达到设计水位时，基坑总排水量为27500m3/d，总回灌量为15500 m3/d。基坑外最大水位降深为6.5m，见图5-2。各点水位预测值见表5-2。回灌后坑外降落漏斗比较平缓，差异沉降量较回灌前大大减小。图5-2回灌条件下基坑水位降深等值线图表5-2 各特征点水位降深及沉降预测值位置abcdefmn降深(m)5.294.665.244.64.64.154.093.02沉降（mm）28.0 21.7 27.5 21.2 21.2 17.2 16.7 9.1 本次计算过程中取单井回灌能力为740m3/d，但实际回灌能力受地质条件的影响较大，现场施工前必须通过抽灌水试验确定。沉降量的计算只是理论预估值，实际降水过程中应该根据沉降观测资料随时调整降水工况，必须时采取其它技术措施。6降水井设计要求降水设计施工必须达到以下要求：（1）井口高度：井口应高于地表以上0.200.50m，以防止地表污水渗入井内；（2）回填滤料：疏干井及降压井滤料根据设计图纸进行充填；（3）粘土封孔：对于疏干井，在滤料回填面以上采用粘土填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作；对于降压井，在滤料回填面以上加填一段粘土球，之后采用粘土填至地表并夯实；（4）成孔偏差：井孔的平面误差1.0m，井深（孔深）偏差50cm；井孔应圆正；（5）井管偏差：井身应圆正，上口保持水平，井管的顶角及方位角不能突变，井管安装倾斜度不能超过1度；井管截面尺寸偏差2mm，井管长度偏差20cm； （6）出水含砂量：抽水稳定后，出水含砂量不得超过2万分之一(体积比)；（7）井内水位：抽水稳定后，井内的水位应处于安全水位以下。7降水施工组织7.1人员组织本工程采用作业层、项目层、公司层三级管理模式，通过各级的负责人负责各级工作，协作完成项目管理。项目施工组织管理网络图如下：图7-1 施工组织管理网络图表7-1 主要人员职责表岗位主要职责项目经理本工程施工的组织者，是工程质量直接负责人，对履行合同负责，杜绝质量安全事故，本工程一次交验合格，人员、材料、设备、工艺方法和施工等几个方面因素控制好，确保生产工序质量的稳定。对工程质量、安全、工期、文明生产领导责任，严格按质量计划作业指导书施工。组织工程竣工验收等工作。项目副经理本工程施工的组织者和管理者，是工程质量主要负责人，对履行合同负主要责任，杜绝质量安全事故，杜绝质量安全事故，本工程一次交验合格，对人员、材料、设备、工艺方法和施工等几个方面因素控制好，确保生产工序质量的稳定。对工程质量、安全、工期、文明生产领导责任，严格按质量计划作业指导书施工。项目经理不在时行使项目经理职责，配合工程竣工验收等工作，对项目经理负责技术负责对本项目技术质量工作负直径责任，核对业主提供的技术资料图纸，施工组织设计与成井报告的编写与送审，施工工序质量控制、签证、质量记录控制(原始资料收集整理、保存等)，统计技术应用，负责现场检验、测量、试验设备的控制以及纠正和预防措施指定，审查采购物资的技术要求，竣工报告编写送审和工程质量验收、资料提交。质检员工序质量监督检查与验收，填写开孔令，隐蔽工程验收，施工中一般合格项目评审与处置，材料检验、半成品状态标识及质量记录资料施工员总施工员负责生产调度，作业计划调整，保证均衡生产，总施工员填写施工日记，负责工序调度，组织，相关纠正、预防措施督促执行，事故预防与处理、器具搬运。安全员检查督促安全与文明生产措施落实，纠正不安全行为，生产设备检验、安全装置的检查。现场员工安全教育培训，上岗证书检查，安全日记填写。材料员确保材料，对材料质量进行初检、进程材料物资签收、发放、登记保管。测量员严格按施工图纸进行测量放样，记录测量成果，控制井位放样偏差，同时对以后的井位进行复测。7.2设备组织本工程成孔采用正循环自然泥浆造浆，泥浆护壁回转钻进成孔，钻头选用带保径圈的三翼钻头。根据施工经验，使用此钻头施工稳定性好，能确保成孔质量，能有效控制成孔中的缩径现象，为确保工程质量奠定基础。根据施工顺序、设计工程量及现场用水、用电量等因素综合考虑本工程计划进2套钻机。表7-2 成井设备表 序号设备名称规格型号数量设备能力1成井钻机8qzj-130型2台15kw2泥浆泵4xs-122台15kw3电焊机zxf1台5.5kw7.3材料组织降水运行投入的材料：表7-3 降水运行投入材料表序号名称规格数量功率或性能1钢管直径273mm,壁厚6mm按需2无砂混凝土管1内径400mm，外经500mm按需3无砂混凝土管2内径300mm，外经400mm300m4滤料中粗砂按需5滤网80目锦纶按需6水泵qs50-40-7.5qs50-40-13.5按需7.5kw13.5kw7电缆线95mm23+45mm22400m8