百花岭站基坑降水试验方案.docx

南宁市轨道交通一号线一期工程19标百花岭站基坑降水试验方案中铁十九局集团有限公司南宁市轨道交通号线土建施工19标项目经理部2013年2月26日南宁市轨道交通一号线一期工程19标百花岭站基坑降水试验方案编制： 审核： 批准： 中铁十九局集团有限公司南宁市轨道交通号线土建施工19标项目经理部2013年2月26日1. 工程概况百花岭站是南宁市轨道交通一号线一期工程第23个车站，前站为埌东客运站，后站为佛子岭站。位于百花岭路与高坡岭路交叉路口南侧，车站沿高坡岭路敷设，呈南北走向。设有入段线连接屯里车辆段。车站有效站台中心里程YSK28+486.506，设计起点里程：YSK28+414.507，设计终点里程：YSK28+725.411，车站外包总长310.904m，标准段宽19.2m，东西两侧扩大端宽分别为22.9m和32.1m，站台中心顶板覆土厚度约3.0m，底板埋深16.3m，车站共设6个出入口、一个紧急出入口及2组风亭，由南向北设0.2%坡度（其中、号出入口为物业开发后期施工，不在本标施工范围）。车站主体为地下两层两跨岛式车站，由于车站所在场地覆土高差较大，局部结合物业开发段为三层三跨；采用现浇钢筋混凝土箱型框架结构，明挖顺筑施工方法。车站基坑开挖深度约15.0m22.7m，基坑底位于、粉砂岩、泥质粉砂岩层，局部位于、泥岩、粉砂质泥岩层。基坑挡土结构采用1000mm间距1300mm（局部1200mm）钻孔灌注桩加三道（局部四道）内支撑的支护形式，第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，第二四道支撑除两端头井外均采用609钢管支撑，端头井斜撑部分采用钢筋混凝土支撑，围护桩间挂网喷射混凝土。基坑开挖前采用基坑外深井降水。本站基坑支护工程安全等级为一级。2. 编制依据百花岭站主体围护结构施工图岩土工程勘察报告建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）基坑降水手册3. 工程地质及水文地质3.1场地条件本站场地位于南宁市青秀区凤岭片区，车站沿在施高坡岭路敷设。场区主要为剥蚀残丘地貌，丘陵最高海拔标高为134.45m，覆盖层为第四系坡残积土层为主，其下为近古系半成岩碎屑岩类；为泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩，以互层方式分布。场地内地势起伏很大，最大高差达11.22m。场地条件较复杂，车站主体部分穿越地貌为小型剥蚀残丘和冲沟。3.2岩土分层及特性根据详勘资料，百花岭站场地范围内出露的地层岩性主要为第四系和近古系地层。拟建场地第四系覆盖层较单一，主要为素填土和高坡岭路施工的人工填土；填土层下局部为第四系湖相沉积的淤泥质土和上更新统（Q3）的残、坡积粘性土。其下为近古系（P）湖相沉积的半成岩。本车站场地内揭示了填土层，残、坡积粘性土层和近古系岩层共三套地层，现分别对各岩土（石）分层及其特征分述如下：（1）填土（Q4ml）素填土2层：褐黄灰褐，松散稍密，稍湿湿，表层植物根系发育，含有机物质，偶见砖渣和碎石。人工填土4层：灰褐褐黄，中密，稍湿湿，道路工程路基填土，成份以粘性土和砂土为主。经施工碾压，具有一定密实度。填土层广泛分布于拟建车站的地表，层厚约为0.8012.60m，车站北端附近填土厚度最大，为12.60m。（2）第四系全新世沉积层（Q4l）淤泥质土1-2层：黑灰黑，软塑，湿饱和，含较多腐殖质，有腐臭味，局部湖矿沉积物。本层仅在少数钻孔出现，层厚约为0.504.45m。（3）第四系上更新统残、坡积层（Q3el+dl）粉质粘土1-1层：褐红棕褐，可塑，稍湿饱和，含少量铁锰质风化物及结核，局部见夹薄层粉土或粉砂，韧性中等，干强度中等，刀切面较光滑。（4）近古系岩层（P）近古系岩层（P）按不同岩性特性、状态分为7个亚层。泥岩、粉砂质泥岩1-1层：浅灰棕褐，未成岩，呈硬塑土状，标准贯入试验击数小于30击，含锰质结核，岩芯呈短中柱状，泥质结构，层理不明显，切面光滑，有蜡状光泽，干强度较高，遇水易软化，晒干易开裂，属于极软岩。泥岩、粉砂质泥岩1-2层：浅灰棕褐，成岩程度较浅，成硬塑土状，含锰质结核，岩芯呈长柱状，泥质结构，层理不明显，切面光滑，有蜡状光泽，干强度较高，遇水易软化，晒干易开裂。标准贯入试验击数为3050击，天然单轴抗压强度值0.9091.099Mpa，属于极软岩。泥岩、粉砂质泥岩1-3层：浅灰棕褐，成岩程度较深，土状光泽，岩芯呈长柱状，泥质胶结，硬度较小，局部夹少量炭质泥岩，切面光滑，手捏具有滑腻感，干强度较高，遇水易软化，失水易开裂。标准贯入试验击数大于50击，天然单轴抗压强度值1.2175.714Mpa，平均值2.994Mpa，属于极软岩。粉砂岩、泥质粉砂岩2-1层：灰色褐黄，尚未成岩，呈中密砂土或粉土状，含少量铁锰质结核，粉砂质结构，泥质胶结，胶结程度较差，岩质软，干钻难进尺，送水钻进岩芯易散碎，岩芯呈粉砂、细砂状，采取率低。标准贯入试验击数小于30击，属于极软岩。粉砂岩、泥质粉砂岩2-2层：灰色褐黄，成岩程度较浅，呈密实砂土或粉土状，含少量铁锰质结核，粉砂质结构，泥质胶结，胶结程度较差，岩质较软，送水钻进岩芯易散碎，岩芯呈粉砂、细砂状，少量呈碎块状；干钻时取出岩芯呈碎块状，用手易掰开，采取率较低。标准贯入试验击数为3050击，天然单轴抗压强度值1.4222.143Mpa，平均值1.707Mpa。粉砂岩、泥质粉砂岩2-3层：灰色褐黄，成岩程度较深，含少量铁锰质结核，粉砂质结构，泥质胶结，胶结程度较好，岩质软，干钻难进尺，送水钻进岩芯偶有散碎，进尺较快，岩体较完整。岩芯呈柱状，局部呈碎块状和粉砂状，采取率较高。标准贯入试验击数大于50击，天然单轴抗压强度值2.2906.195Mpa，平均值3.312Mpa。3.3地下水影响本站主体基坑深度超过15m，结构穿越填土层、粘土层、泥岩及粉砂岩层，其中基底大多处于粉砂岩、泥质粉砂岩层。勘查资料显示，本站范围内渗透性最强的是粉砂岩及泥质粉砂岩，渗透系数为1.4。各岩土层孔隙比及渗透系数见表5-4。表5-4 岩土参数一览表序号岩土分层岩土名称孔隙比渗透系数12素填土0.800.524人工填土0.700.531-2淤泥质土0.780.00141-1粘土、粉质粘土0.700.00151-1泥岩、粉砂质泥岩0.590.0161-2泥岩、粉砂质泥岩0.550.0171-3泥岩、粉砂质泥岩0.500.0182-1粉砂岩、泥质粉砂岩0.551.492-2粉砂岩、泥质粉砂岩0.551.4102-3粉砂岩、泥质粉砂岩0.501.44. 试验目的降水效果的成败、直接关系到整个工程的进度、质量，因此，在基坑正式降水前须按设计要求进行降水试验，为最终确定降水方案提供依据。通过抽水试验了解含水层富水性、查明含水层的地层结构、复核含水层的渗透系数。获取本地段综合地层渗透系数K，影响半径R等。确定单井出水量，预测基坑降水的实际涌水量，并根据涌水量和降深之间的关系选择合适的基坑降排水方案及降水深度及井间距。5. 试验方案5.1抽水井及观测井的设计与布置根据设计要求及现场条件，拟在主体基坑西北角布置一组试验井进行抽降水试验，包括1个抽水孔，2个观测孔，抽水孔与观测孔的距离按12.0、24.0m布置，详见图5-1“降水抽水试验平面布置图”。图5-1 降水抽水试验平面布置图试验降水井井深40m，外径为800mm，中心抽水芯管为600mm壁厚6mm钢管，在管底上500mm开20mm间距200mm200mm的圆孔，交错梅花型布置，管外包裹两层60木镀锌铁丝滤网；在钢管与孔壁间填充砾石滤水层，滤料采用直径为1020mm砾石，地面以下2m用直径2030mm的风干粘土球夯实至地面。降水井大样见图5-2。图5-2 降水井大样图5.2抽水试验流程旋挖成孔下滤管填砾并封孔洗 井下水泵并安装管线试 抽正式抽水水位观测并记录资料整理及评价抽水试验流程见图5-3。图5-3 抽水试验工艺流程图5.3抽水试验的方法抽水设备采用电潜水泵，出水量测量采用水表；水位观测采用自制水位计。抽水主井和观测孔的水位使用自制水位计量测，在量测前分别对各个试验井井口高程进行了校核，现场由一名指挥人员专门负责计时和发布观测指令，抽水主井和观测井的各次观测在同一时间进行。5.4抽水试验技术要求静水位观测正式抽水前，先观测井内静水位，水位观测应每30 min观测一次。2h内变幅不大于2cm，且无连续上升或下降时，即为静止水位。水位降深正式抽水试验在同一层的含水层中，按二三个降深要求进行，每次降深的差值宜大于1m。动水位、出水量观测对抽水井、观测井水位的观测在正式抽水试验开始后第1、3、5、10、15、20、30、60分钟各观测一次，以后每隔30分钟观测一次，直到水位稳定。恢复水位观测抽水试验结束或中途因故停泵，需进行恢复水位观测。观测时间间距为：1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min按顺序观测，以后每隔30min观测一次，并持续观测到水位稳定为止。观测精度抽水量观测：采用水表测量抽水量，测读精度为0.1m3。地下水位观测：在同一组抽水试验中，采用同一种工具和方法测量地下水位变化。抽水井的水位测读精度为0.02m，观测井的水位测读精度为0.01m。4、稳定水位观测5、抽水试验现场资料整理 抽水过程中，及时进行资料整理（抽水主井和观测井地下水历时曲线，QS曲线，St曲线和Slgt曲线等），以便发现问题，及时解决。稳定延续时间和稳定标准（1）岩土工程勘察中稳定延续时间一般为8h。稳定延续时间是指某一降深下，相应的流量和动水位趋于稳定后的延续时间。（2）稳定标准：在稳定延续时间段内，出水量波动值不超过平均出水量的3%，动水位波动值不超过5cm，观测孔水位波动值不超过3cm。若抽水孔、观测孔动水位与区域水位变化幅度趋于一致，则为稳定。抽水试验资料整理及评价（1）水文地质参数：根据采用抽水试验类型选择相应的参数计算公式，结合区域地质资料综合确定主要计算公式。本项目场内主要含水层为2层粉砂岩、泥质粉砂岩，该层地下水具有承压性，可按承压水稳定流完整孔抽水渗透系数计算公式：式中: 出水量（m3/d）；K渗透系数（m/d）r1抽水孔与观测孔1的距离（m）r2抽水孔与观测孔2的距离（m）s1观测孔1的水位降深（m）s2观测孔2的水位降深（m）sw抽水孔水位降深（m）M含水层厚度（m）R影响半径（m）（2）根据抽水试验的渗透系数，及含水层的厚度及分布情况，并结合围护桩施工后对含水层渗透性的影响，综合评定采用降水或疏水方案。抽水试验技术要求1、2、抽水试验要求正式开始抽水之前，要检查电源、水泵是否完好，校正测线，统一时