施工降水.doc

第3章 施工降水3.1 降水方案及设计参数3.1.1 地下水影响分析3.1.1.1 车站地下水影响分析车站基底标高在潜水含水层底板以下，因此该站降水需将潜水疏干。由于基底深度已在承压含水层顶板以下0.2m左右，因此必须降承压水，将第一层承压水水位控制在结构底标高以下0.5m，以满足车站施工要求。3.1.1.2 区间地下水影响分析第一段（K3+103K3+223）、第二段（K3+223K3+691）：隧道上部有潜水，基底在承压含水层顶板以下，施工受潜水、承压水影响；第三段（K3+691K3+881）：隧道上部有潜水，基底在承压含水层底板以下，施工受潜水、承压水影响。其难度在于降水需将施工范围内承压水疏干；第四段（K3+881K4+041）：隧道上部有潜水，基底在承压含水层顶板以下，施工受潜水、承压水影响;第五段（K4+041K4+796）：隧道上部有潜水，基底在承压含水层底板以下，施工受潜水、承压水影响。其难度在于需将施工范围内承压水疏干。3.1.2 降水方案确定3.1.2.1 车站降水方案根据各方面条件分析，天坛东门站工程降水有如下困难：(1) 地面繁华，交通繁忙，施工对交通造成很大影响；(2) 地上线缆密布，降水施工将受很大制约；(3) 地下管线多，对布井影响大。针对以上条件有以下方案：方案一：采用封闭式管井井点优点：降水效果好，施工工艺成熟。缺点：降水施工期间对交通有影响。方案二：洞内水平井点与垂直井点相结合的降水方法优点：降水施工不会对交通造成大的影响，降水期间管理较封闭式管井井点方便。缺点：降水施工和车站主体施工配合很困难，双方在施工工艺、空间利用、施工进度等方面互相制约太多,工期难以保证。方案三：辐射井优点：降水施工不会对交通造成大的影响，降水期间管理较方便。缺点：施工难度较大，成本比以上两方案高，降水效果差。综合分析各种情况，设计采用封闭式管井井点降水方案。井点沿车站结构外墙布设，井点轴线距结构外墙距离2.4m。3.1.2.2 区间降水方案根据区间特点，采用线性管井井点结合辐射井降水方案，井点沿每条隧道结构单侧或两侧布设，井点轴线距隧道永中线距离5.3m，辐射井竖井中心线距隧道永中线距离6.5m，辐射井水平孔端部距隧道永中线距离必须5.0m。布井以现场实际为准，尽量减少对环境影响。3.1.3 降水设计参数经计算分析，最终确定的降水设计参数如下：3.1.3.1 站体降水设计参数车站站体降水参数表井类型井径（mm）井间距（m）井深（m）管径（mm）滤料承压水完整井70012.0-13.032.53252-4mm风亭竖井及通道降水设计参数井类型井径（mm）井间距（m）井深（m）管径（mm）滤料承压水非完整井70012.0-13.030.53002-4mm说明：(1) 井深以进入承压含水层底板以下4m为准；(2) 站体井管为钢管，风亭竖井及通道降水井井管为无砂水泥管；(3) 根据实际布井后，统计总井数为65眼（其中站体31眼，南侧风亭17眼，北侧风亭17眼）。实际布井数多于按优化总出水量控制降深的开泵井数，考虑作为储备井数。降水井平面布置详见“天坛东门站降水井、排水管线布置图”。降水井结构详见“天坛东门站站体/通道、竖井降水井结构大样图”。3.1.3.2 区间降水设计参数经计算分析，确定本区间各段的降水参数如下：(1) 第一段、第二段降水设计参数井类型井径（mm）井间距（m）井深（m）管径（mm）滤料承压水完整井70020双排布置28.103002-4mm说明：A 井深以进入承压含水层底板以下1.0m为准；B 根据实际布井后，统计总井数为58眼（其中东侧29眼，西侧29眼）。(2) 第三段降水设计参数A 竖井：井径3200mm，护壁水泥管管径（外径）3100mm，壁厚150mm，水泥管强度C20，配12mm钢筋网，竖井深度25m；B 水平孔：孔径89或114，管径60mm，长度50.60m；布二排，第一排在潜水含水层底板处，第二排在承压含水层底板处，每排布二眼水平孔，一眼平行于隧道，另一眼向外侧偏10度。辐射井平面布置见“蒲黄榆站天坛东门站区间降水井平面布置图”。辐射井结构见“蒲黄榆站天坛东门站区间（K3+881K4+041）辐射井布置断面、水平井横断面大样图”。(3) 第四段降水设计参数井类型井径（mm）井间距（m）井深（m）管径（mm）滤料承压水完整井70020双排布置24.503002-4mm说明：根据实际布井后，统计总井数为33眼；(4) 第五段降水设计参数井类型井径（mm）井间距（m）井深（m）管径（mm）滤料承压水完整井70020双排布置31.03002-4mm说明：A 井深以进入承压含水层顶板以下5.0m为准；B 根据实际布井后，统计总井数为158眼（其中东侧79眼，西侧79眼）。注：区间降水井采用无砂水泥管；由于井口三米以下全部填滤料，可以起到降上层滞水的作用降水井平面布置详见“蒲黄榆站天坛东门站区间降水井平面布置图”。降水井结构详见“蒲黄榆站天坛东门站区间降水井结构大样图”。3.1.4 排水设计方案3.1.4.1 站体排水设计方案根据计算，排水管主管（集水管）采用219mm钢管，沿封闭降水井点外侧1.0m以外，支管采用50塑料管穿89钢管。3.1.4.2 区间排水设计方案排水管主管（集水管）采用219mm钢管，沿封闭降水井点外侧1.0m以外，支管采用50塑料管穿89钢管。路口地段应将排水管和支管埋置在地面以下800mm。有条件的地方可将支管和集水管置于地面，但不能影响交通和行人。靠近南护城河段经向有关管理部门咨询，可将沉淀处理后的降排水排入护城河，补充景观水。3.2 降水施工3.2.1 施工流程施工流程挖探井-钻孔替浆下井管填滤料洗井工作井施工埋设管线及电缆下泵抽水降排水管理与服务。3.2.2 施工方法3.2.2.1 挖探井每眼降水井上钻前人工挖探井2.54m，见原状土，确认无地下管线，并下入护筒，护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土层，以防止钻井施工用水大量漏失及塌孔，必要时随挖随做混凝土护壁。如遇地下管线，需适当调整井位，重挖探井。3.2.2.2 围（挖）泥浆池根据场地条件围泥浆池，每23口井共用一个泥浆池。3.2.2.3 钻井降水井采用钻井机成井，井径不小于655mm，井孔应保持圆正垂直，孔深不小于设计值。3.2.2.4 辐射井辐射井是直径34m的大口井。辐射井人工开挖，用小型卷扬机立井架提升出土，水平孔采用地质钻机跟管钻进的方法施工。3.2.2.5 替浆井管下入前注入清水置换，砂石泵抽出沉渣并测定井深。3.2.2.6 吊放井管井管采用无砂水泥管，在预制混凝土底座上放置井管，同时水位以下包缠一层尼龙网，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用尼龙网裹严，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用2-4条30mm宽、长2-3m的竹条固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管高出地面不小于200mm，并加盖临时保护。3.2.2.7 填滤料井管下入后立即填入滤料，滤料沿井孔四周均匀填入，保持连续，将泥浆挤出井孔，填滤料时，应随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因，不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防下料不均匀或冲击井壁。洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1米处，其上用粘土封填。滤料为24mm干净石屑，杂质含量不大于3%。3.2.2.8 洗井由于是钻井机施工的降水井，采用下泵试抽洗井，用泵反复进行抽洗,直至水清砂净。洗井应在成井后8小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。洗井过程中应观测水位及出水量变化情况。3.2.2.9 排水管及电缆铺设各抽水井排水采用219mm钢管做总集水管与就近雨污水井或雨水管相连，挖槽宽30cm，深50cm，排水管与电缆合槽铺设，排水管向水流方向的倾斜以1为宜。3.2.2.10 工作井施工抽水井均做工作井，井室用砖和水泥砂浆衬砌，盖承重井盖，与路面平齐。3.2.2.11 抽降水管理降排水工程施工结束后，是较长时间的维持降水阶段，降水要延续到二次衬砌施工结束，抽降水管理要点是：(1) 定时巡视降排水系统运行情况，及时发现和处理系统运行中的故障和隐患，如水泵抽水出水情况，是否需要检修换泵；供电线路是否正常，排水的含砂情况及排水联络管道是否畅通；(2) 按要求观测水位，观测频次：降水前期一个月内2天1测之后5天1测，及时分析、了解降水过程中的水位变化情况并根据水位变化情况调整开泵地段和开泵数量，以减少地下水资源的无谓排放；(3) 随时下入土建结构施工的掌子面，了解掘进遇到的水情，随时对管理和服务工作加以改进，一般作法是暗挖地下结构开挖到什么地方，降水井开泵集中到什么地方。3.3 降水工程的辅助措施和补救措施3.3.1 建立沿线地下水动态监测网由于降水期较长，局部排水量较大，沿线地下水均衡关系将发生较大变化，必然对周边环境产生影响。为了较准确地掌握地下水动态变化。及时采取必要的处理措施，在降水工程实施的同时，应建立地下水动态监测网，监测点的布设应掌握以下原则：3.3.1.1 排水量较大的车站和区间周围，抽水影响半径以内呈放射状布设观测孔；3.3.1.2 抽水影响半径以内的重要建筑与抽水系统之间布设观测孔；3.3.1.3 不同含水层位布分层观测孔，取水样孔；地下水动态监测网提供的资料为：地下水位日监测数据、地下水质月监测数据、各站和区间的日排水量数据、排水含砂量数据。3.3.2 建立沉降监测网在降水工程实施之前，要根据降水设计中计算的抽水影响范围和该范围内的典型建筑（高大建筑、古建筑）布设沉降监测点，在抽水期间要进行连续沉降监测，若累计沉降量接近预警值（根据不同类型建筑确定的不同预警值）时，及时采取必要措施。3.3.3 局部异常水处理3.3.3.1 当遇到地下不明构筑物时不要盲目破坏，先查明构筑物性质，然后探明是否含水；3.3.3.2 当确定地下构筑物含水时，应先查明是否有补给水源，断其补给源（引排或封堵），然后将其中的水抽出排走；3.3.3.3 当以上工作需在基坑内或隧道内进行时，应事先准备好临时支护设施和紧急排水设施后方可进行。3.3.4 潜水残留水处理本标段车站及沿线部分地段都需将开挖范围内的潜水含水层疏干，但由于受潜水含水层底板凹凸不平的影响，在局部粘性土夹层或潜水含水层底板处会出现渗水线，这部分水若处理不好将带出地层中大量细颗粒物质，使基槽边坡土扰动出现坍塌，影响基槽开挖和基础施工。出现这种情况时，为了防止坑壁塌方，应放慢挖槽速度，及时在坑壁做盲管导流，并在槽边挖盲沟集水，再将集水排走。导流盲管一般采用0.5m的25塑料管，做成花管并缠80目尼龙纱网。盲沟一般贴坑壁挖，宽300mm，深300mm。为了防止水流将基坑底细颗粒物质带走造成基底土扰动，应在盲沟中填4-6mm砾石。3.3.5 局部加深部分的承压水减压处理当地下结构底板出现局部加深段时，必须分析是否要受到承压水压力水位的影响，若受到影响时必须采取减压抽水措施。可在槽底或隧道内针对需减压的部位设计减压抽水井，减压抽水结束后对减压井必须进行封堵处理。3.3.6 防止沉降的地下水回灌措施若通过沉降监测发现建筑物沉降已达到危险程度时，必须立即停止抽水，查明引起沉降的具体原因，当确认是因降水所引起时，应马上采取回灌措施。在沉降区域施工回灌井，回灌井与降水井之间的距离必须5.0m，回灌井点的具体设计应根据具体发生沉降的情况来定。3.3.7 备用电源措施由于本标段地下车站和部分区间都要进行承压水减压抽水，排水量大，