基坑降水施工方案.doc

*项目降水井施工方 案 编制： 审核： *集团股份有限公司2014年5月25日目 录1 工程概况- 1 -2 设计方案编写依据- 1 -3 场区工程地质与水文地质条件- 1 -3.1工程地质条件- 1 -3.2 水文地质条件- 4 -4降水井数量布置- 5 -4.1 疏干井的数量- 5 -4.2 降压井、观测井的数量- 5 -5 施工工艺及技术要求- 6 -5.1 工艺流程- 6 -5.2 设备选型- 6 -5.3 施工技术要求- 7 -6封井方案- 8 -6.1封井原则- 8 -6.2封井方案- 8 -7保证措施- 13 -7.1 质量保证措施- 13 -7.2 工期保证措施- 14 -7.3 安全保证措施- 15 -8附图- 18 -附图一 杭州武林地下商城降水井平面图附图二 地质剖面图 附图三 降水井结构图 I1 工程概况承压降水井为减压井，深入基底下承压水隔水底板顶以下1.50m，井径800mm，井深4143m，井管采用273mm4mm焊接钢管，侧壁设置梅花孔(25100)。潜水井为疏干井，深入基坑底下4m，井径800mm，井深2832m，采用273mm3mm焊接钢管，侧壁设置梅花孔(25100)。详见附图降水井结构图。2 设计方案编写依据1) 围护结构布置图；2) 详细勘察报告；3) 供水水文地质勘察规范（GB50027-2001）；4) 供水管井设计施工及验收规范（CJJ10-86）；5) 建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）；6) 可研报告；3 场区工程地质与水文地质条件3.1工程地质条件根据野外勘探结果，场地浅部土层主要为为海相沉积的软土，中部为河流湖相、海相和冲洪积相沉积的粘性土、砂性土和碎石类土，基岩为白垩系的泥质粉砂岩、侏罗系的凝灰岩。依据钻探取芯描述、结合室内土工试验、静力触探等原位测试试验，地基土依其沉积年代、成因类别和强度特征可分为12个工程地质层，细分为25个工程地质亚层，现将各岩土层的岩性特征自上而下描述如下：-1层：杂填土（mlQ）杂色，松散，稍湿。主要成分为碎块石、混凝土、三合土等，含量一般大于30%，径大小不均一，一般2.0015.00cm为主，下部含量变少，粘性土含量变高。全场分布。-2层：淤填土（mlQ）灰色深灰色，松软（软塑流塑），湿。主要成分为淤泥混少量碎砾石、碎砖、碎混凝土等，含量一般小于20%，径小于3.00cm。局部含少量粘性土。大部分地段分布。-1层：粉质粘土（l-hQ42）黄灰色灰色，软塑可塑，饱和。含氧化斑，局部粉性稍强，性质近粘质粉土状。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。局部地段分布。-2层：粘质粉土（l-hQ42）黄灰色灰色，稍密，局部呈中密状，饱和。含云母片，粘粒含量稍高，局部为粉质粘土含少量砂质。摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。局部地段分布。层：淤泥质粘土（mQ42）灰色，流塑，饱和。局部夹少量粉土薄层。无摇振反应迅速，有光泽，干强度中等，韧性中等。全场分布。-1层：淤泥质粉质粘土夹粉土（mQ41）灰色，流塑，饱和。含少量有机质和腐植物，夹较多粉土薄层，局部粉土富集，含少量贝壳碎屑。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。全场分布。-2层：淤泥质粉质粘土（mQ41）灰色，流塑，饱和。含少量有机质和腐植物，局部夹少量粉砂或粉土薄层，含少量贝壳碎屑。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。全场分布。-1层：粉质粘土夹粉土（al-lQ32）灰黄，局部夹青灰色，可塑，饱和。含较多氧化斑，夹30%左右粉土薄层，厚层0.200.50cm。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。局部地段分布。-2层：粘土（al-lQ32）粟黄色，硬可塑，饱和。含较多氧化斑和结核，性质较好，为超固结土，可见少量竖向裂纹。无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。全场分布。层：粉质粘土（mQ32）灰色，软塑，饱和。含少量腐植物，偶含砂。无摇振反应，稍有光泽，干强中等，韧性中等。部分地段分布。-1层：粉质粘土（alQ32）灰绿色，褐灰色，青夹黄，可塑，饱和。质不均一，局部粉砂含量较高。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。大部分地段分布。-2层：粉砂（alQ32）色较杂，以绿灰色、浅灰色、灰黄夹绿色为主，中密，饱和。主要成分为长石、石英，云母次之，含少量砾，局部含砾达30%左右。局部分布。层：粘土（mQ32）灰色，褐灰色，软塑可塑，饱和。局部含少量砂质，含少量腐木屑。无摇振反应，有光泽，干强高，韧性高。局部地段分布。-1层：粉质粘土（al-lQ31）浅灰色，绿灰夹黄色，肉红夹青，可塑，饱和。粉粘含量较高，局部以粉砂为主。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。局部地段分布。-2层：粉砂（alQ31）色较杂，以浅灰色、绿灰色为主，中密，饱和。质不均一，主要成分为长石、石英，云母次之，含少量砾，局部含砾1030%。局部地段分布。-3层：圆砾（al-plQ31）色较杂，以灰黄、青灰色为主，中密密实，饱和。砾石一般以圆形-次圆形为主，成分以石英砂岩、凝灰岩为主，砾径一般为0.503.00cm，少量大于6.00cm。含量4055%不等。钻进时钻机跳动明显，伴有声响。大部分地段分布。层：粘土（mQ31）灰褐色，青灰色，可塑，局部软塑，饱和。无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。个别地段分布。-1层：全风化泥质粉砂岩（K1c）灰绿色夹紫红色，岩性风化成土状及砂砾状，钻进平稳，干钻可以钻进。手易捏碎，具塑性。局部分布。-2层：强风化泥质粉砂岩（K1c）紫红色，岩性风化强烈，岩芯呈柱状，手易折断。钻进平稳，干钻可以钻进。-3层：中风化泥质粉砂岩（K1c）紫红色，岩芯呈碎块或短柱状，机械破碎严重，属极软岩，含少量砾，遇水易软化。局部分布。-1层：全风化凝灰岩（J3）灰绿色为主，局部混紫红色，岩石风化成土夹砂砾状，钻进平稳，干钻可以钻进。砾手易捏碎，灰绿色多为火山灰成分。大部分地段分布。-2a层：强风化（绿色）凝灰岩（J3）灰绿色，多夹紫红色，岩石风化强烈，岩芯呈碎块状、柱状，岩芯取出后失水易开裂。成分以火山灰为主。小刀易刻划，小刀易刮成微细粉末状。有滑感。干钻难钻进，三翼钻钻进时易“糊钻”。主要分布于场地西北角，杭州大厦附近。-2b层：强风化晶屑熔结凝灰岩（J3）棕红夹少量灰绿色，岩芯呈短柱状与碎块状，手不能折断，锤击易碎，可见晶屑和少量角砾。火山灰含量少。干钻难钻进。大部分地段分布。-2c层：强风化凝灰岩（J3）灰绿夹灰，少量棕红色，岩石风化强烈，火山灰含量高，小刀易刻划，有滑感，岩芯取出后多呈短柱状和碎块状，易开裂，风化不均一，夹较多中风化岩块。干钻不能钻进，三翼钻钻进时易“糊钻”。主要分布于场地西北角杭州大厦附近。-3层：中风化晶屑熔结凝灰岩（J3）棕红色，岩石呈大块状，岩芯取出时多呈碎块或短柱状。岩质致密坚硬，性稍脆，凝灰质结构，块状构造，熔结程度低。岩芯裂隙稍发育，多呈张性，节理裂隙面多见石英薄片。钻探揭示该层从北往南方向性质趋好。大部分地段分布。3.2 水文地质条件场地地下水主要为第四系松散岩类孔隙水、孔隙性承压水和基岩裂隙水三大类。（1）孔隙性潜水存在于本工程场地浅部地层的地下水性质属松散孔隙型潜水，主要赋存于层填土、层粘质粉土和淤泥质粘土夹粉土中，水量较小，联通性稍好。详勘期间在勘探孔内测得地下水位埋深在现地表下2.505.00m，相当于85国家高程的1.203.37m之间。（2）承压水场地中部为微承压水，主要赋存于-1层粉粉细砂、-2层圆砾。其含水层顶标高为-34.19-30.83m，含水层厚度为0.65.9m，地下水水量丰富（单井开采量约10003000m3/d），联通性好。主要受同层侧向地下水补给。地下水水位较为稳定。本次勘察Z18号孔测得承压水含水层（粉细砂、圆砾层）水头埋深约在地表下6.25mm，相当于高程0.58m，承压水头34.75m。（3）基岩裂隙水场地深部为基岩裂隙水，主要赋存于风化基岩的裂隙之中，通过钻探时揭示，该场地内基岩泥质、凝灰质含量高，风化裂隙不甚发育，相对上部微承压水而言为隔水层，地下水水量极小，地下水联通性极差，其主要受上部微承压水补给，水位稳定。其对工程建设和使用基本无影响。4降水井数量布置4.1 疏干井的数量本基坑场地地下水主要为孔隙潜水，其中孔隙潜水主要赋存于-1杂填土、层淤泥质粉质粘中。-1杂填土，松软，由软-可塑状粉质粘土组成，夹碎块，表层局部夹植物根茎，厚度不均，富水性一般，透水性一般。层淤泥质粉质粘土，厚度较大，富水性差、透水性差；主要受大气降水及地表水影响，以大气蒸发和向低洼处排泄为主。采用围护明挖法施工时，需要及时疏干开挖范围内土层中的地下水，降低围护范围内基坑中的地下水位，保证基坑的干开挖施工的顺利进行。因此，开挖基坑前，需要布设若干数量的疏干井，对基坑开挖范围内土层含水进行疏干。坑内降水井数量经验计算公式： n = A / a井式中：n 基坑内降水井数量(口)； A 基坑面积(m2)；a井 单井有效降水面积 (m2)；n = A / a井=25442.35/33476（口）。根据本地区工程经验，本工程基坑内土体含水量较大，渗透性较差，加之基坑进行加固处理，拟布置口真空疏干井，基坑开挖时，必要时可通过明排措施进行疏干降水。4.2 降压井、观测井的数量根据场地工程地质条件，尤其局部分布第-2层粉砂层，拟在基坑内布置16口减压井，坑外5口减压观测井。考虑地下连续墙的止水一般很难起到彻底的止水作用且承压含水层的渗透系数大、水量丰富，渗漏可能导致承压水水头恢复到初始状态。因此，在进场后进行专项抽水试验，确定降水目的层参数、水位等，对基坑降水方案进行调整或优化，并最终确定本工程承压水的减压井具体工作量。5 施工工艺及技术要求5.1 工艺流程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，围填填滤料、粘性土等成井工艺。降水井的直径为800mm。其工艺如下： 准备工作钻机进场定位安装开孔下护口管钻进终孔后冲孔换浆下井管稀释泥浆填砂止水封孔洗井下泵试抽合理安排排水管路及电缆电路试验正式抽水记录。5.2 设备选型本工程钻井设备选用北京斯通威乐钻探公司的GJ-200型水井钻机，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，使用这些钻头施工稳定性好，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。设备计划表设备名称型号规格单位数量工程钻机GJ-200、GPS-10套2空压机3立方台2泥浆泵3PN台47.5KW台4电焊机315台35.3 施工技术要求（1）准备工作落实材料和人员，合理安排人财物，与各相关单位保持密切协作。（2）材料到位专人负责进料，工程师核定，确保井壁管、过滤管、填砂、粘土等材料的质量。材料不到位，质量不符合要求不能开钻。（3）进出场、定位、埋设护孔管基础牢固，应放在硬粘土或碎石道渣上。钻机安放稳固、水平、护孔管中心、磨盘中心、大钩应成一垂线。埋设护孔管要求垂直，并打入原状土中10-20cm，外围用粘土填实夯实，井管、砂料到位后才能开钻，钻孔孔斜不超过1（对转盘采用水平尺校平），要求整个钻孔孔壁圆整光滑，钻进时不允许采用有弯曲的钻杆。（4）钻进清孔钻进中保持泥浆比重在1.11.2，尽量采用地层自然造浆，整个钻进过程中要求大钩吊紧后徐徐给进（始终处于减压钻进），避免钻具产生一次弯曲，特别是开孔口不能让机上钻杆和水接头产生大幅摆动。每钻进一根钻杆应重复扫孔一次，并清理孔内泥块后再接新钻杆，终孔后应彻底清孔，直到返回泥浆内不含泥块，返出的泥浆含砂量12%后提钻。（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，每节井管的两端口要找平，焊接时，确保焊接垂直，完整无隙，保证焊接强度，以免脱落。为了保证井管不靠在井壁上和保证填砂厚度，保证环状填砂间隙厚度大于100mm，过滤器应干净，过滤器缝隙应均匀，外包一层4060目滤网。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。井管到位后下钻杆泥浆稀释到1.20左右，在稀释泥浆时井管管口应密封，使泥浆从过滤器经井管与孔壁的环状间返回地面，稀释泥浆应逐步缓慢进行。（6）填砂稀释泥浆比重在1.15后关小泵量，将填砂徐徐填入，并随填随测填砂顶面的高度，不得超高。降压井填砂应严格填砂规格与级配，填砂为砾砂d50为地层砂d50的8-12倍，疏干井填砂采用粗砂或瓜子片，如果采用两者，以1：1比例混合。（7）止水为了防止上部土层中的水沿砂料进入抽水井内，基坑内的降压井在填砂顶部填5.0m厚的粘土球，以上再用粘土填实，一直填到地面，才能开始空压机洗井，疏干井上部4.0m左右用粘土填实就可以了。（8） 洗井采用空压机洗井，通过空压机向井内注入高压空气冲击孔壁泥皮，清除滤料段泥砂，反复进行到水清砂净为止。结束后下水泵抽水，检验洗井效果。（9）下泵抽水降压井：安装泵体要稳，泵轴垂直，连接好排水管及电源线路进行试抽水，测定井内水位变化及流量。疏干井：井施工结束后，用1-3T泵进行试抽水。6封井方案6.1封井原则根据计算可知，本工程在顶板施工完毕后，基坑各部位的土压力、结构自重产生的合计压力均大于承压水的顶托力，理论上可以停止降压井抽水并进行封井工作。安全起见，以上计算结果均为理论值，本工程中板施工完毕养护达到一定强度后，可先对降压井进行试停抽（一般至少为1周以上），若无异常情况发生，再实施封井工作，试停抽期间应掌握以下原则：1、试停抽期间降水井内抽水泵不应拔除，且应确保抽水泵可以随时正常开启；2、试停抽期间应密切加强基坑监测，若发生异常情况，则必须开启相应降压井以确保基坑抗突涌安全。以上停抽封井验算需由总包方、监理、设计方予以确认，最终以总承包方、设计方、监理方以及降水方共同确定的封井原则并形成的相关文件为准。6.2封井方案1、潜水井封井方案（1）封井时间：在结构达到抗浮要求，地下商城顶板覆土后封井。（2）封井施工工序：1）清理井管周围基底面；2）铺设找平层，井管周围焊一圈钢板，铺设防水板，并在接缝周围涂上止水腻子；3）铺设防水板保护层和底板钢筋，井孔处的内缘受力筋先断开并弯起，预留施工封闭钢板空间，浇筑底板混凝土并捣固密实；4）截断井管，用水泵大容量抽水，然后向井管内填入C15混凝土，封闭井口；5）焊接密闭钢板，连接底板内缘受力筋，灌注微膨胀混凝土。潜水封井示意图2、降压井封井措施坑内减压井井封井采取在井管内先填瓜子片然后压密注浆再灌注混凝土的封堵方法。基本操作顺序及有关技术要求如下：（1）预搅拌1.00m3左右的水泥浆，水灰比0.40.5。（2）井管内填入瓜子片，瓜子片的回填顶部在基坑底板以下5.00m6.00m左右。（3）井管内下入注浆管，注浆管的底端下入深度离瓜子片的回填高度以上0.50m左右。（4）在井管内设置二个压板，中间间隔0.5米，间隔内绕满海带，与注浆管连接并由注浆管送入井内。（5）正式注浆前井管口用钢筋作支撑，将注浆管固定，然后开始注浆，注浆时要求将水泥浆通过瓜子片的空隙渗入底部滤水管的周围将滤水管的缝隙堵死。封井步续1（6）注浆压力0.40.6MPa，根据实际调整。注浆完毕，水泥浆达到初凝的时间后，抽出井管内压板以上的残留水，并及时观测井管内的水位深度或标高的变化情况。一般观测24小时后，井管内的水位无明显的升高，说明注浆的效果较好。（7）当判定已达到注浆的效果后，管口周边混凝土面凿除4cm深，割去所有外露的井管。封井步续2（8）向井管内灌入混凝土，混凝土的灌入高度略低于基坑底板混凝土面约30cm。混凝土灌注结束，及时观测井管内水位的变化情况。（9）待井管内混凝土的初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后抽出多余的水，井管内23cm深处焊接6mm厚钢板，如漏水，再焊一块钢板，然后灌注混凝土。（10）井管内灌注完混凝土后，在管口要用铁板焊封，管口低于基底混凝土面以下2cm左右。（11）管口焊封后，用水泥砂浆填入孔洞抹平，封井工作完毕。大样图基坑外观测井，可作一般井封闭，只需在井内回填粘土至井管口下2m处，再回填素混凝土，井管口用钢板焊接封牢。坑外观测井封井示意图7保证措施7.1 质量保证措施及成品保护1、质量保证措施1）施工质量标准及技术交底工作要严格按供水管井技术规范降水方案设计要求的各项规定进行开工前进行技术交底；2）施工交接班质量检验要贯彻下岗检查的精神，严格执行“班组施工十不交制度”；3）施工现场必须坚持“三检”制度，即操作人员自检，班与班之间互检，质量员和监理专检，检查内容必须有记录和整顿措施；4）工程资料由技术人员和项目工程师统一收集、整理、存放，并按要求报有关单位；5）降水井质量验收标准（1）井深的弯曲度：井身应圆正，井的顶角及方位角不能突变，井斜不超过1度。（2）井管的安装误差：井管应安装在井的中心，上口保持水平。井管与井深的尺寸偏差不得超过全长的2，过滤管安装上下偏差不得超过30 mm。序号检验项目质量标准检查方法分包责任人成孔阶段井位500mm测量钻头质量员泥浆比重1.15-1.20比重计机长质量员沉渣厚度：300mm测 绳机长质量员成井阶段泥浆比重1.05-1.10比重计机长质量员井管及滤管长度500mm钢 尺质量员填砂厚度+1000mm测 绳机长质量员粘土厚度+1000mm测 绳机长质量员空压机洗井水清砂尽目 测项目工程师安装泵3m钢 尺质量员2、 成品保护措施1) 井点成孔口，应立即下井点管并填入豆石料，以防塌孔。不能及时下4井点管时，孔口应盖盖板，防止物件掉入井内堵孔。2) 井点管埋设后，管口要用木塞堵住，以防异物掉入管内堵塞。3) 井点使用应保持连续抽水，并设备用电源，以避免泥渣沉淀淤管。4) 做好标记，并对挖机司机进行交底，确保在土体开挖时保护降水井的正常运作。7.2 工期保证措施1）根据钻井施工工艺的特点，单井施工要求连续施工，即从开孔到洗井不间断的作业，为加快施工进度，提高施工工效，本工程采用24小时昼夜施工。依据本工程的勘察资料的分层情况及设计图纸的要求，同时参考各种不可预见的地下障碍物及恶劣的气候因素等情况，并结合本工程的施工工况，单机作业疏干井平均每天成井2口，降压井单机平均每天完成1口。2）施工计划进度本工程基坑工程分为三个场区数个工段，潜水降水井单机作业效率为一天两口疏干井，减压井单井作业一天一口。各场区或工段降水工期进度计划详见下表：A基坑降压井工期计划 表14-1 单位：天内容4812162024283236。进场成井试运行按需注：本阶段共需要施工坑内降压井16口，坑外降压观井5口，成井工期30天（包括钻机移位时间），拟计划安排成井设备1台，设备可以根据现场施工工作面实际情况及甲方的工期要求再进行投入。A基坑疏干井工期计划 表14-2 单位：天内容2814202632384248。进场成井运行按需注：本阶段共需要施工的潜水降水井76口,成井工期45天(包括钻机移位时间)，拟计划安排成井设备1台，设备可以根据现场施工工作面实际情况及甲方的工期要求再进行投入。3）赶工措施（1）制订目标，编制进度计划，上报批复进度计划。（2）进行施工实际进度和计划进度相比较，出现偏差及时采用措施调整。（3）协调与施工进度有关的部门、单位和施工作业机组之间的关系。4）工期控制措施：（1）落实各层次的进度控制人员，具体任务和工作责任，建立进度控制的组织系统，并对影响进度的因素进行分析预测。（2）采取加快施工进度的技术方案。（3）对责任降水组长签订施工工期保证书与有关进度计划目标相协调。（4）保证实现进度计划的资金落实。7.3 安全保证措施7.3.1安全管理目标严格按照施工现场安全文明标准化管理进行施工，做到无任何重大伤亡事故发生。7.3.2总体思路坚持“安全第一、预防为主”的指导思想，健全建立各级岗位安全生产责任制，组织好有项目经理、项目工程师、安全员、施工员及各班班组长参加的安全生产网络，制定主要工种的安全技术措施，加强安全技术交底和特种工的安全教育培训工作，根据建设部安全管理标准，严格实施建筑施工安全检查评分标准（JGJ59-99）和施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）标准进行施工用电，定期召开安全会议和定期组织检查，警钟长鸣，形成安全生产的新风气。7.3.3安全生产组织网络项目经理：胡方剑技术负责：吴永敏现场管理：李忠明安全员：王明通钻孔成井班电工降水运行班7.3.4主要安全措施（1）现场钻机必须持证操作，挂牌负责，定机定人；（2）保持机械设备整齐完好，无老油污，绳索无锈浊，磨损控制在标准范围内，齿轮及齿轮啮合处润滑良好；（3）钻机转动部分一定要有安全防护装置，开钻前要检查齿轮箱和其他机械传动部分是否灵敏、安全、可靠，启动时要看清机械周围环境，要先招呼后推闸；（4）禁止不戴安全帽、穿拖鞋、赤膊进入施工现场；（5）施工现场的沟、坑等处必须有防护装置或明显标志，护孔管埋好后必须加盖或设置警戒线，泥浆池要设置防护栏杆，挂好密目安全网；（6）施工前必须先摸清有关地下构筑物及地下电源、水、煤气管道的情况，及时按国家有关规定采取防护措施；（7）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，主要通道不能留有黑影；（8）钻机机长、班长兼安全员，钻机