降水施工方案.doc

新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 0 目录目录 1 工程概况 工程概况 1 1 1 工程位置与环境 1 1 2 基坑开挖支护形式 1 2 方案设计的编制依据 方案设计的编制依据 1 3 场区工程地质及水文地质条件 场区工程地质及水文地质条件 2 3 1 地形地貌 2 3 2 地层岩性 2 3 3 水文地质条件 3 3 4 场区周边建筑位置关系 4 4 基坑降水设计 基坑降水设计 5 4 1 基坑特点分析 5 4 2 设计思路 5 4 3 水文地质参数选取 6 4 4 深井降水井设计 7 5 降水施工 降水施工 9 5 1 施工部署 9 5 2 施工进度计划 12 5 3 主要施工工艺流程及主要施工方法 13 6 安全质量保证措施 安全质量保证措施 18 6 1 安全保证措施 18 6 2 质量保证措施 21 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 0 1 工程概况工程概况 1 1 工程位置与环境工程位置与环境 新建武汉至孝感城际铁路天河机场 2 明洞位于武汉市黄陂区 拟建 2 明洞地表主 要为荒置水田及林地 场地周边无高大建筑物 后续因机场三期建设场坪大面积施工 原始排水系统破环严重 明挖基坑周边填土较高 1 2 基坑开挖基坑开挖支护形式支护形式 天河机场 2 明洞起讫里程为 DK21 396 9 DK23 800 汉孝二标标尾 其中围护 桩支护开挖段里程为 DK21 396 9 DK23 490 因 DK22 943 DK22 991 段隧道上方 为天河机场 110kv 变电站通道 该段改为暗挖法施工 全放坡开挖段里程为 DK23 490 DK23 800 根据现场实际情况及设计要求 DK22 000 DK23 800 段需 采取降水措施后方可组织基坑开挖及主体结构施工 1 DK22 000 DK23 490 围护桩支护段 该段采用三级放坡开挖 围护桩 内支撑支护开挖 长 1490m 放坡坡率为 1 1 坡面设置 22 L 2m 挂网锚钉 2mx2m 挂 8 钢筋网 20cmx20cm C20 喷砼 10cm 厚 围护采用 1m 1 3m 钻孔灌注桩 第一道支撑采用 0 8x0 8m 的钢筋混凝土撑 纵向间 距 6m 第二道支撑采用壁厚 16mm 的 609mm 钢管撑 间距 3m 该支撑根据不同段 落和工况采用换撑设计 该段基坑底宽为 14 3 16 9m 坑底有一定坡度 起点 DK22 000 处基坑底标高为 12 351m 开挖深度 25 0m DK23 490 处基坑底标高 7 148m 开挖深度 13 7m 2 DK23 490 DK23 800 全放坡开挖段 该段采用三级放坡开挖 长 310m 放坡坡率为 1 1 放坡坡面设置 22 L 2m 挂 网锚钉 2mx2m 挂 8 钢筋网 20cmx20cm C20 喷砼 10cm 厚 该段起点 DK23 490 处基坑底标高 7 148m 开挖深度 13 7m DK23 800 处基坑底标高 11 9m 开挖深度约 9 0m 基坑重要性等级为一级 2 方案设计的编制依据方案设计的编制依据 1 中铁第四勘察设计院集团有限公司新建铁路武汉至孝感城际铁路天河机场 2 号明洞 DK21 396 9 DK23 800 围护结构设计图 2 中铁第四勘察设计院集团有限公司新建铁路武汉至孝感城际铁路天河机场 2 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 1 号明洞 DK21 396 9 DK23 800 DK22 943 DK22 991 变更设计 3 新建武汉至孝感城际铁路天河机场隧道工程勘察报告 4 地下铁道 轻轨交通岩土工程勘察规范 GB50307 1999 5 供水水文地质勘察规范 GB50027 2001 6 供水管井技术规范 GB50296 99 7 建筑工程施工质量验收规范 GB50300 2001 8 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 2012 9 建筑与市政降水工程技术规范 JGJ T111 98 10 基坑工程技术规程 DB42 T159 2012 11 基坑管井降水工程技术规程 DB42 T830 2012 3 场区工程地质及水文地质条件场区工程地质及水文地质条件 3 1 地形地貌地形地貌 拟建 2 明洞位于长江 III 级阶地 地貌类型主要为冲积平原陇岗区及岗坳地区 原地面水塘密布 水塘水深为 0 5 2m 淤泥厚 0 5 3m 由于天河机场三期工程场坪 填筑施工 破坏原有地貌 现地表高程介于 20 29m 37 74m 之间 最大高差 17 45m 3 2 地层岩性地层岩性 区内出露地层主要为第四系全新统冲洪积 Q4al pl 层 第四系中更新统冲洪积 Q2al pl 层和白垩系 下第三系东湖群 K E 基岩 由上至下分述如下 2 1 Q4al pl 粉质粘土 分布于地表 层厚不大 2 2 Q4al pl 粘土 灰褐色 黄褐色 可塑 以由粘粉粒为主组成 局部含铁 锰质结核及少量角砾 多出露于谷地表层及第四系中上部 层面标高 19 91 37 75m 层厚 0 50 17 10m 平均 4 73m N 6 19 击 平均 14 16 击 级 0 150kPa 3 1 Q2al pl 粘土 粉质粘土 棕红色 黄褐色为主 局部夹浅灰色 灰白色 硬塑 不均匀分布铁质结核 角砾 且夹有不均匀的高岭土团块或条带 具有一定的 膨胀性 遇水易软化 场地内分布广泛 多出露于第四系中下部 局部夹可塑状粘土 层面标高 11 45 38 12m 层厚 2 00 21 00m 平均 8 86m N 18 42 击 平均 24 98 击 级 0 200kPa 3 2 Q2al pl 粘土 粉质粘土 褐灰色 褐红色 可塑 以由粘粉粒为主组成 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 2 局部不均匀分布有铁锰质结核及少量角砾 DK21 800 DK22 400 出露于第四系中下 部 层面标高 3 57 33 39m 层厚 1 00 12 90m 平均 5 80m N 12 28 击 平均 21 77 击 级 0 180kPa 4 1 K E 泥质粉砂岩 粉砂岩 含砾砂岩 黄褐色 浅灰色 灰白色 全 风化呈砂土状 局部含少量砾石 夹少量的块状 岩质极软 手捏易碎 浸水易软化 崩解 层面标高 12 47 21 88m 揭露厚度 5 15 26 6m N 19 67 击 平均 35 击 N63 5 10 78 击 平均 27 击 级 0 250kPa 3 3 水文地质条件水文地质条件 本场地地下水分上层滞水和基岩裂隙水 勘察期间分时段对混合地下水进行了量 测 2008 年 12 月份 孔内量测地下水埋深一般在 7 3 9 8m 2009 年 2 3 月份的稳 定水位埋深为 0 3 18 1m 一般稳定水位埋深为 1 2 3 4m 2009 年 4 6 月份的稳定 水位埋深为 0 3 10 4m 一般稳定水位埋深为 0 8 1 7m 明洞段范围内钻孔混合水位如下表 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 3 根据 天河机场隧道不同岩组稳定水位变化图 可以发现 总体上 09 年 4 6 月 份的混合水稳定水位线高于 09 年 2 3 月份的混合稳定水位线 09 年 2 3 月份的混 合水稳定水位线高于 08 年 12 月份的混合稳定水位线 该规律与该地区的降雨量相关 性极大 局部不一致 应系粘土层内裂隙不发育引起地下水不发育所致 基岩内含水层具弱承压性 本区地下水位随季节性影响较大 3 4 场区周边建筑位置关系场区周边建筑位置关系 3 4 1 周边建筑物周边建筑物 2 明洞 DK22 000 22 400 段线路左侧有天发市场等群落低层层建筑 DK22 400 处线路左侧距离线路左线约 150m 处有一机场雷达站 DK22 900 处线路右侧距离线路 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 4 左线 60m 90m 范围处为机场 110kv 变电站 3 4 2 周边道路周边道路 2 明洞于 DK22 350 处下穿既有银鹰路 银鹰路为原有乡村道路 混凝土路面 路面宽度约 6m 于 DK22 943 DK22 991 段采用暗挖方式下穿 110kv 变电中心进出 道路 110kv 变电中心进出道路为混凝土路面 路面高程约为 28m 路面宽度约 14m 3 4 3 周边管线周边管线 2 明洞于 DK22 792 3 处下穿机场输油管道 输油管道与城际铁路线路斜交 角 度约为 48 输油管道直径约为 20cm 管顶高程在 27 21 27 7 处 目前已采取悬挂 方式防护 于 DK22 943 DK22 991 下穿 110kv 变电中心输电线缆 输电线缆位于 110kv 变电中心进出道路两侧路肩 该部位不目前未进行暗挖施工 4 基坑降水设计基坑降水设计 4 1 基坑特点分析基坑特点分析 2 明洞明挖 DK22 000 DK23 800 降水段长 1800m 围护桩支护段基坑宽为 14 3 16 9m 坑底有一定坡度 起点 DK22 000 处桩顶标高为 26 0m 基坑底标高为 12 351m DK23 490 处桩顶标高为 20 248m 基坑底标高 7 148m 开挖深度 13 1m 全放坡段 DK23 490 处基坑底标高 7 148m 开挖深度 13 7m DK23 800 处基坑底标 高 11 9m 开挖深度约 9 0m 基坑开挖深度内主要地层有 2 1 粉质粘土 2 2 粘土 3 1 和 3 2 粘土 粉质粘土以及 4 1 全风化泥质粉砂岩 粉砂岩 含砾砂岩 坑底直接坐落于 4 1 层中 其下伏 4 1 层未揭穿 根据地勘报告 基坑开挖深度范围内 2 1 粉质粘土 和 2 2 粘土均属不透水层 坑底以下的 4 1 全风化泥质粉砂岩 粉砂岩 含砾砂 岩层为含水层 中等透水 具弱承压性 故需采用中深管井井点降水方式对该段明洞 基坑进行疏干降水 4 2 设计思路设计思路 经查地勘报告和区域地质资料 武汉市基岩地质图 本线路里程 DK23 公里附近 有一物探推测断层所在 该断层呈北西 南东向展布 断层性质不明 长度超过 50 公 里 两端延伸出图 东南 18 公里处切长江 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 5 根据场地地下水特性确定降水方式 依据地勘报告及抽水试验成果确定水文地质 参数 对基坑总涌水量 Q 降水井数 降水井结构等进行设计 合理布设降水井平面 位置 观测不同时间水位降深情况 通过信息化施工指导基坑土方开挖 并确定开启 合理的降水井数量 鉴于本明挖段较长 按 250m 为一施工段分段进行降水设计 取代表性地段 DK22 750 DK23 000 段和 DK23 490 DK23 800 段采用天汉降水软件验算 4 3 水文地质参数选取水文地质参数选取 4 3 1 渗透系数渗透系数 K 根据 4 口单井及群井抽水试验成果 本明挖线路段渗透系数分别为 0 69m d 0 38m d 0 49m d 1 20m d 和 0 88m d 综合考虑区域地质特征则小里程端 渗透系数取值 0 5m d 大里程端渗透系数取值为 1 0m d 中间段适当过度 4 3 2 影响半径影响半径 R 影响半径 R 按 水文地质手册 公式计算如下 kSR10 承压水稳定水位按 18 5m 考虑 混合稳定水位按勘察报告所附表对应里程查取 降水目标取坑底以下 1 0m DK22 000 处水位降深 S 需 22 0m DK23 490 处水位降 深 S 需 12 4m DK23 800 处水位降深 S 需 7 6m 则 R 介于 76 220m 场地水文地质勘察与抽水试验结果 R 介于 189 228m 考虑到本基坑段岩性特征 降水深度和降水运行时间等影响因素 本次降水设计 影响半径综合取值 90m 4 3 3 基坑概化半径 等效半径基坑概化半径 等效半径 r0 采用 大井法 狭长矩形基坑 按 基坑管井降水工程技术规程 DB42 T 830 2012 附录 C 其概化半径参照下式计算 0 4 ab r a 基坑的长度 按分段长度取值 b 基坑的宽度 取 20m 系数 依据 b a 按 基坑管井降水工程技术规程 查附录 C 2 表 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 6 则各分段基坑概化半径见表 4 3 3 1 表表 4 3 3 1 2 明洞降水分段基坑概化半径统计表明洞降水分段基坑概化半径统计表 分段 里程 DK22 000 DK22 250 DK22 250 D K22 500 DK22 500 D K22 750 DK22 750 D K23 000 DK23 000 DK23 490 DK23 490 DK23 800 概化 半径 7272727213288 4 4 深井降水井设计深井降水井设计 4 4 1 基坑总涌水量估算基坑总涌水量估算 基坑涌水量计算按远离边界承压完整井井流模型 计算公式为 0 0 2 73 lg KMS Q Rr r 式中 K 含水层平均渗透系数 M 承压含水层厚度 S 基坑水位降深 R 影响半径 r0 基坑等效半径 4 4 2 降水井数量降水井数量 根据抽水试验结果 干扰井群单井出水量按每口井 110m3 d 考虑 本降水基坑为 一级基坑 安全系数取 1 3 则需降水井数量为 n 1 3 Q q 具体见表 4 4 2 1 表表 4 4 2 1 2 明洞降水分段基坑降水井数量计算表明洞降水分段基坑降水井数量计算表 序号 分段 里程 DK22 000 DK22 250 DK22 250 DK22 500 DK22 500 DK22 750 DK22 750 DK23 000 DK23 000 DK23 490 DK23 490 DK23 800 1K0 50 50 7111 2M202018202224 3S201918171510 4R909090909090 5r07272727213288 6Q155014731758263539902142 7q110110110110110110 8n181720314726 由上表可知 2 明洞 DK22 000 DK23 800 段经计算需要降水井 159 口 加上备 用井及观测井共计 180 口 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 7 4 4 3 深井降水结构设计深井降水结构设计 降水井井身结构系依据降水地段地质岩性构成 水文地质条件 钻孔工艺 施工 要求及有关规范规定设计 管井深度与过滤管安装深度以开采含水层 段 的埋深 厚度 渗透性 富水性及其出水能力等因素来综合确定 经场地岩土工程和水文地质 勘察表明 埋藏基坑坑底下面的下部承压含水层以 4 1 层为主要取水层 其孔径和 井管管径则按反滤层厚度 排水含砂量要求及安泵深度 泵型决定 综合考虑上述因 素 降水井结构设计如下 1 降水井钻探孔径为 450mm 14m 20m 及 23 0m 三种孔深 其中底部 2m 预留沉淀管 2 井管 实管 沉淀管 直径 200mm 井管采用钢质焊缝井管 壁厚 5mm 3 滤管 采用钢管 直径 200mm 为穿孔垫筋包网 60 目 结构 4 滤料 井管下部 7 23m 环填 1 3mm 圆砾滤料 井管上部 0 7m 环填粘 土球封闭 需要说明的是 DK22 943 DK22 991 段为暗挖 则降水井需自现有地表标高起 算 预估井深 35 0m 其结构差异体现为滤管长度 24 0m 5 0m 以下填砾 其余同 4 4 4 降水井布置降水井布置 降水井布置时主要考虑以下几个方面 1 井数一定时 降水效果最优化 保证坑内任一点的降深均满足基坑开挖要求 2 避开各种拟建构筑物位置 不影响结构施工 降水井呈两排对称坑外布置 3 考虑地下水来源与特殊地质结构 尽量减少降水对周围环境的不利影响 4 便于铺设排水管道 不影响坑内土方开挖 降水井均布置于围护桩顶平台内 5 DK22 943 DK22 991 段考虑避开既有道路 降水井两侧加密对称布置 降水井间距控制在 10 15m 6 DK23 027 泵房基坑局部加深段考虑增加降水井 本基坑为疏干降水 综合考虑明洞基坑施工及降水井维护等因素 降水井呈两排 均布置于围护桩顶第一级平台 井管设置在坡脚 中心距离围护桩中轴线垂直距离 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 8 4 0m 降水井纵向一般井间距 20 0 30 0mm 4 4 5 封井措施封井措施 降水结束后 根据 以砂还砂 以土还土 的原则 在井管内填入相应的止水材料 并焊封井口 5 降水施工降水施工 5 1 施工部署施工部署 5 1 1 施工组织机构施工组织机构 针对天河机场 2 明洞降水施工的特点和重要性 项目部委托具有降水施工资质的 武汉市立诚岩土工程有限公司成立专业施工队伍进驻施工现场施工 其施工组织机构 图如图 5 1 1 1 所表示 图图 5 1 1 1 施施工工组组织织机机构构图图 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 9 5 1 2 作业班组设置和施工任务安排作业班组设置和施工任务安排 1 施工队伍设置 根据本工程的工作内容 设置 3 个专业班组 即钻孔成井班 抽水班 监测测量 班负责基坑降水各分项工程施工 各专业班组由降水施工队负责人直接领导 2 施工班组任务安排见表 5 1 3 1 所表示 表表 5 1 3 1 施施工工班班组组任任务务安安排排表表 序号施工班组施工任务安排 1钻孔成井班 负责本工程所有降水井的钻孔 安装等所有工作 2抽水班负责本工程的所有抽排水系统的施工及日常维护等工作 3监测测量班 负责本工程的所有降水数据的收集以及临近建筑物 道路 管线的 变形监测 5 1 3 主要机械设备及资源投入主要机械设备及资源投入 合理的资源配置是实现目标控制的关键因素 根据本工程进度目标 施工过程中 所需的各种机械设备见表 5 1 4 1 所表示 各种辅助材料投入见表 5 1 4 2 所表示 表表 5 1 4 1 主主要要投投入入机机械械设设备备表表 序号设备名称规格 型号单位数量 1汽车吊25t台5 2钻机 台15 310m h台159 4 水泵 50m h台10 5发电机200kw h台4 6供应水位传感器SK22C套180 表表 5 1 4 2 主主要要材材料料投投入入一一览览表表 序号项目内容单位数量备注 1砖砌集水井个 m323 161 948 2PVC 管m3500直径 400 3钢管m4040直径 400 4钢制集水坑个 t8 16 2 4排水管支撑架t21 18 钢筋焊接 5土方开挖m33060 6土方回填m32900 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 10 7混凝土灌注m345 8跨路防护钢板T29 5 1 5 施工布置施工布置 1 降水井布置 DK22 000 DK23 800 段降水井呈两排均布置于围护桩顶第一级平台 DK23 490 DK23 800 段布置在两侧 3 级放坡平台上 井管设置在坡脚 中心距离围 护桩中轴线垂直距离 4 0m 降水井纵向一般井间距 20 0 30 0mm 降水井不知横断面 见图 5 1 5 1 2 所表示 图图 5 1 5 1 围围护护桩桩段段降降水水井井设设置置断断面面图图 图图 5 1 5 2 全全放放坡坡段段降降水水井井设设置置断断面面示示意意图图 2 抽排水系统布置 基坑两侧降水井采用 400mm 钢管作为纵向连接 每 10 口井作为一个连接段 基坑左侧的降水直接抽排至桩顶平台的钢制集水箱内 基坑右侧的降水井通过 400 钢管纵向连接后再从支撑梁上折向左侧排入基坑左侧的钢制集水箱内 钢制集水箱长 宽 高为 4m 2m 1 5m 每个集水箱内设置一个抽水泵集中抽排入位于线路左侧 边坡坡顶的主排水管道 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 11 工程量统计见下表所示 序号项目单位工程量备注 1 400mm 钢管 m3600顺线路 基坑左右 2 400mm 钢管 m240跨基坑引排水 3钢制集水坑个 t8 16 2 3 降水用电布置 项目部分别在 2 明洞 DK22 200 DK22 900 DK23 490 三处设置了 500kvA 变 压器 未避免与其他施工干扰 从变压器引出降水用电专线至各部位二级配电箱 配 电箱每 10 口井设置一个 4 施工道路布置 2 明洞目前主要利用 S110 省道作为纵向施工便道 再辅以横向施工施工便道 能 够相应的施工要求 5 2 施工进度计划施工进度计划 根据设计要求 为防止地下水对主体结构产生上浮影响 降水持续时间应直到 2 明洞主体结构全部完成 土方回填完毕后停止 根据湖北城际铁路有限责任公司下达 的工期目标和 2 明洞目前实际施工情况 计划于 2015 年 6 月 30 日完成所有主体结构 施工 2015 年 7 月 31 日完成基坑回填工作 因此降水施工应持续至 2015 年 7 月 31 日 降水井施工计划从 2015 年 1 月 25 日开始降水施工 2015 年 2 月 15 日完成 降 水从 2015 年 2 月 1 日至 2015 年 7 月 31 日 工期 188d 5 3 主要施工工艺流程及主要施工方法主要施工工艺流程及主要施工方法 5 3 1 主要施工工艺流程主要施工工艺流程 降水施工工艺流程图如图 5 3 1 1 所表示 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 12 图图 5 3 1 1 降降水水施施工工工工艺艺流流程程图图 5 3 2 坡顶排水系统施工坡顶排水系统施工 天河机场三期建设范围内原为荒置林田 基坑排水为散排方式 随着机场三期场 平施工 原自然排水系统遭到破坏 2 明洞基坑汇水面较大 加之后续降水井抽水约 800m3 h 须修建一条主排水管道 减少汇水渗入基坑 根据现场实际情况 总排水管 道布置在基坑左幅边坡坡顶 起止里程 DK22 030 DK23 780 出水口位于 S110 省 道处的旁的排水沟内 整体排至范泗桥河 5 3 2 1 主排水管道管径计算主排水管道管径计算 1 暴雨强度计算 据 GB50014 2006 室外排水设计规范 雨水设计流量应按下列公式计算 Qq F 设计暴雨强度 Q 径流系数 一定汇水面积内地面径流水量与降雨量的比值 非铺砌土路面 取 0 25 0 35 本设计计算取 0 25 汇水面积 hm2 F 设计暴雨强度q 查得武汉汉口区设计暴雨强度可取 0 56 983 1 0 65lg 4 p q t 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 13 为设计降雨的重现期 重现期一般采用 0 5 3 年 本设计计算取 3 年pp 2i ttmt 其中 降雨历时 min t 地面集水时间 min 视距离长短 地形坡度和地面铺盖情况而定 一般 i t 采用 5 15min 本设计计算取 15min 折减系数 在陡坡地区 折减系数 m 1 2 2 本设计计算取折减系数 m 2m 管渠内雨水流行时间 min 本设计计算取 10min 按管渠长 2km 2 t 15 2 10 35min 2i ttmt 所以 165 528 L s hm2 0 56 983 1 0 65lg 4 p q t 则 165 528 0 25 23800 22000 60 10000 446 9 L sQq F 2 管径计算 本设计计算管径尺寸取 d 为 0 4m 排水管渠的流量 应按下列公式计算 QAV 设计流量 m3 s Q A 水流有效断面面积 m2 0 126m2 2 4AD 流速V 2 排水管渠的流速 应按下列公式计算 2 31 2 1 VRI n 流速 m s V 水力半径 m 圆管水力半径 R d 4 0 1m R 水力坡降 本设计计算水力坡降取 0 004I 粗糙系数 混凝土管取 0 009 0 01 本设计计算取 0 013n 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 14 1 0 009 0 1 2 3 0 004 0 5 1 52m s 2 31 2 1 VRI n 雨水管道和合流管道在满流时最小设计流速为 1 52m s 最大设计流速为 2 2m s 满足 2 2 0 126 1000 277 2L s 设置两根 400PVC 管QAV 277 2 2 554 4 446 9L s 满足要求 Q 5 3 2 2 主排水管道的布设节点要求主排水管道的布设节点要求 主排水管道规格 PVC 管径型号较多 从工程角度的可操作性及快捷性角度比选 管径选择 400mm 的 PVC 管 根据管径计算结果需要需要两根 400mm 的 PVC 管 作 为主排水管道 前期为保证基坑周边汇水及时排出 进行土方开挖及围护桩施工 抢 先施做 1 根排水管 后续根据施工任务的安排及组织 再补充另外的 1 个排水管 主排水管的敷设坡度不应小于 4 沿线通过相关排水节点连接 确保排水通畅 1 边坡集水井 由于主排水管道长度较大 1750m 为方便基坑周边的排水 沿线每隔 80m 设置一处集水井 集水井分为两种类型 在重大汇水点处集水井尺寸为 6m 4m 一般位置集水井尺寸为 2m 2m 集水井为 24cm 厚砖砌体 双面抹灰 为保证管道小于 4 的坡度 个别集水井的 基础采用填土抬高 集水井的结构见下图所示 2 地面较高处管道布设 在地势较高的位置 开挖沟槽敷设主排水管道 沟槽 尺寸按宽度 1 4m 考虑 开挖高度务必保证沟槽底部有 4 的坡度 开挖设备选择采用 小型反铲 主要开挖地段 DK23 100 DK23 300 处 开挖沟槽形式见下图所示 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 15 3 跨路处管道布设 机场三期建设范围内施工单位多 施工道路布置密度较大 2 明洞多处与施工道路交叉 主排水管道在此部位处采用 400 钢管 施工方式 在夜间车辆比较少的时段临时封闭道路 反铲开挖沟槽 埋设钢管 回灌混凝土 在上部铺设钢板 待混凝土强度满足要求后 可将钢板撤出 见下图所 示 2 明洞与道路交叉部位统计见下表所示 序号交叉道路名称部位路面宽度路面形式 1银鹰路DK22 30016混凝土 2施工便道 1DK23 20012混凝土 3施工便道 2DK23 51020混凝土 4S110 省道DK23 75016混凝土 4 地势低洼段布设 在地势特别底的地段可通过设置倒虹吸 注意倒虹吸的两 端须设置集水井以方便排水 在局部比较低洼的部位可通过安装钢筋支架 回填土基 础等方式通过 见下图所示 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 16 5 主排水系统工程量统计见下表所示 序号项目单位工程量备注 1砖砌集水井个 m323 161 948 2 400mmPVC 管 m3500 3钢管m200 4排水管支撑架t21 5土方开挖m33060 6土方回填m32900 7混凝土灌注m345 8跨路防护钢板T29 5 3 3 降水井施工降水井施工 1 降水井施工要求 降水井需在围护桩施工完成 7d 后方可进行施工 或明挖至第一级平台后进行降水 井施工 2 钻孔 降水井成孔采用冲击钻成孔 钻孔时钻机安装平稳 确保钻孔圆正 垂直 孔斜 不得超过 1 为提高钻探进尺和成孔质量 钻探采用回转反循环或清水冲击钻探成孔 工艺 并应符合下列要求 保证孔壁的稳定 减少对含水层渗透性和水质的影响 提高钻进效率 减少孔底沉渣厚度 3 安装井管 井 孔 管安装前 应做好下列准备工作 根据井 孔 管的结构设计 进行配管 检查井 孔 管质量 并应符合设计要求 下管前 测量孔深 使井 孔 管安装符合设计要求 为减少井 孔 管安装时间 应先在附近地面将每节井 孔 过滤器包扎好 然 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 17 后用 25t 汽车吊吊装 在孔口再次焊接入孔 并采取烧伤防护措施 为确保井 孔 管在入孔后位于钻孔中心 使井 孔 管与孔壁间的环形间距厚 度均匀 井管每间隔 12m 设置扶中器 4 填砾与管外封闭 井 孔 管安装并符合设计要求后 及时进行填砾 填砾前应做好下列准备工作 向井管内送入清水 使孔内泥浆稀释 砾料粒径规格符合设计要求 砾料应纯净 不含泥土和杂物 备足砾料 使之能一次填筑完成 备好填料运输工具 尽可能缩短填筑时间 填砾时 砾料应沿井 孔 管四周均匀连续填入 随填随测 当发现填入量及深 度与计算有较大出入时 应及时找出原因并排除 5 水位报警装置的安装 降水井施工完毕 放置深井潜水泵后 安装供应水位传感器 该套传感器主要由 二线式水位传感器 螺旋式水位感应线 SK22C 型数显水位自动控制报警器组成 具 有水位显示 水位自动控制 水位报警和故障报警功能 采用 AC220V 电源供电 可有 效防止单井出水量少时潜水泵烧泵 6 降水井检查验收 降水井在钻孔 井管安装 填滤料等工序中由分包单位提出 施工单位组织 监 理单位参对降水井检查验收 验收项目见附表所示 5 3 4 洗井与试验性抽水要求洗井与试验性抽水要求 1 当井 孔 管安装与填筑砾料 粘土完成后 应及时进行洗井 洗井的目的 是清除井内泥浆 破坏井壁附着的泥皮 钻探渗入含水层中的泥浆和细小颗粒 使过 滤器周围形成一个良好的透水人工过滤层 以增加井的出水量和透水性 2 采用水泵抽水洗井 洗井至水清砂净 出水量满足设计要求为止 洗井时应 同步进行降水井与水位观测井的水位观测 3 洗井结束后 应测量管内沉淀物厚度 当沉淀物过多时 应采用泥浆泵吸法 捞取 4 单井洗井结束后 进行单井试验性抽水 以初步确定单井出水量及动水位深 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 18 度 为施工降水的运行提供监控依据 5 全部水井施工结束后 正式降水运行前 进行群井抽水试验 验证降水降深 效果 并检验供电排水系统的负荷能力 进一步验证降水相关参数 5 3 5 抽水 监测记录抽水 监测记录 当降水井 集水系统及坡顶排水系统全部形成以后 开始抽水 抽水时每个降水 井均安装自动记录仪 抽水时安排监测测量班组专门人员记录抽水井中抽水量以及观 测井水位 每半小时读数一次 并用专门表格做好记录 降水运行期间 抽排水的含砂量应符 JGJ T111 98 规范中的有关规定并满足小于 1 100000 5 3 6 降水与主体施工工序间关系及注意事项降水与主体施工工序间关系及注意事项 1 严格遵循 先降水后开挖 的原则 施工平台处土方开挖完成后首先进行降 水井的施工 下部土方开挖前开启降水井确保基坑水位低于基底 1m 2 基底土方开挖长度控制在 15 30m 开挖完成验槽后及时封闭基底 并做好 端头的排水设施 避免基底被水浸泡 软化基础 3 主体结构施工期间基坑降水不能随意停止 结构底板施工完成待监控数据稳 定 方可进行侧墙及顶拱的施工 待基坑回填完成后方可停止降水作业 4 土方开挖和主体结构施工时 要对施工人员和施工机械加强教育 派专人现 场监督保护降水井及排水管路 特别是挖土机械在降水井四周施工时 坚决避免破坏 降水井井壁而造成降水井报废的事故发生 6 降水预测及降水动态控制降水预测及降水动态控制 以 DK23 490 DK23 800 明挖段为例 其降水预测及动态控制如下 6 1 降水水位预测降水水位预测 基坑降水期间 坑内外任意点处的水位降可视为群井在该点水位降叠加 并以此 预测降水水位 水位降深预测采用公式为 ri R m i ir Q mk Q Slglg 366 0 1 式中 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 19 Sr 含水基坑内 外任意距离处水位降 m K 渗透系数 m d M 含水层概化厚度 m Qi 单井排水量 m3 d R 降水影响半径 m ri 任意点距抽水井的距离 m 6 2 降水动态控制降水动态控制 为降低减压降水对基坑周边环境的影响 在减压降水运行过程中应务必做到按需 降水 降水运行时开启减压抽水井数量和抽水量大小 应根据基坑开挖深度和对应的 安全承压水头埋深进行控制 降水运行时 随开挖深度的逐渐加大 逐步降低承压水 头 以尽量减少减压降水引起的相邻地面沉降 简要说明控制步骤如下 1 启动时间 当场区地下水位为 18 5m 时 降水井井群应在基坑开挖至地面下 5 0m 绝对标高 15 8m 时逐渐启动 如地下承压水位绝对标高高于 18 5m 则需提前启动降水井 反 之则应延缓开启降水井 具体开启时间可根据土方开挖期间地下承压水位确定 2 降水井运行控制 根据地下水位的变化情况 土方开挖及结构施工的总体安排 考虑不同的施工工 况 将降水运行分为 3 个施工段 具体运行方案如下 第一阶段开挖 土方开挖深度在 0 0 7 0 绝对标高 20 8 13 8m 该工况需 开启部分降水井 第二阶段开挖 土方开挖深度在 7 0 13 7m 绝对标高 13 8 7 1m 范围内 降水井需全断面开启 先于开挖速度向开挖方向推进 必须将水位控制在坑底 1 0m 以 下 当基坑开挖至设计底标高 底板结构施工时 明洞进入结构底板浇筑阶段 需 开启全部降水井 时刻关注地下水水位 必要时开启一定数量的备用井 基坑底板施工完毕并达到一定强度后 为减小降水井井管对结构施工造成影响 以及减弱长期抽水对周边产生的影响 根据施工季节的地下水位 在充分考虑底板混 凝土强度并满足抗浮设计的基础上 合理调配开启井群的数量 待结构自身压重与承 压水的顶托力平衡后才可停止全部深井降水 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 20 7 施工监测施工监测 由于 2 明洞跨越区间较大 区间内有雷达站 110kv 变电中心等重要附属设施 且有 48m 的暗挖段下穿 110kv 输电线路及出入 110kv 变电中心道路 因此降水过程中 的监测尤为重要 以防止降水期间沉降过大对周边重要构筑物造成影响 根据降水设计对地面沉降模拟计算 DK22 000 DK23 800 段最大沉降约 26 32mm 其不均匀沉降率小于 1 但为安全起见 在降水运行前 应在地面和建 构 筑物布置沉降观测点 安排 监测测量班组专业人员在降水运行期间加强沉降监测 及时反馈沉降信息 采取预防 应急措施 以确保建 构 筑物的安全 7 2 监测内容监测内容 包括建 构 筑物 含地面 变形监测和降水监测两个部分 变形监测主要为基 坑支护结构位移和沉降变形监测以及邻近建 构 筑物的沉降与变形监测 由项目部委 托的中科院武汉岩土所负责 降水井排水流量 水位 排水含砂量及水位观测孔水位 监测 由降水单位负责进行 7 2 1 变形监测变形监测 在降水施工过程中 施工前先确定监测规模 内容 项目及测点的布置 沉降观 测点布置在基坑以外 1 2 倍开挖深度范围内 重点监测该建筑物的沉降和变形 在监测过程中 建筑物沉降量和变形一旦超过数据警戒值 立即根据所测数据及 时调整量测测点布置和影响范围 增加监测频率和观测次数 监测内容和控制标准参 数 沉降监测由项目部委托的中科院武汉岩土所负责 在基坑降水施工之前进行第 一次监测 施工期每天监测一次 监测要求三固定原则 固定观测人员 固定仪器 固定观测路线 保证每次观测的权相同 为确保观测质量 在第一次观测前 用皮尺 选量好仪器观测位和标尺定位 并做好标志 以后观测按固定的位置 秩序同精度观 测两次 当通过沉降监测发现建筑物沉降已达到预警标准时 应及时查明引起沉降的 具体原因 并应根据建筑物沉降的情况确定处理方案 7 2 2 降水监测降水监测 1 降水运行前应统测 1 次井内水位和各井出水量 2 抽水开始后 在水位未达到设计降水深度以前 每天观测 3 次水位 水量 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 21 3 当水位已达到设计降水深度 且趋于稳定时 可每天观测 1 次 4 如遇降雨 观测次数宜每日 2 3 次 5 对水位 水量监测记录应及时整理 绘制水量 Q 与时间 t 和水位降深值 S 与 时间 过程曲线图 分析水位水量下降趋势 预测设计降水深度要求所需时间 t 6 根据水位 水量观测记录 查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因 及时提出调整补充措施 确保达到降水深度 7 在结构底板施工完成后 注意加强监测底板标高 待其稳定后方可进行侧墙 及顶板施工 8 降水井保护及维护措施降水井保护及维护措施 8 1 降水井的保护措施降水井的保护措施 1 将降水井布置在围护桩桩顶平台或第一级边坡坡顶平台内 且靠近二级边坡 坡脚 远离重型机械设备施工 2 降水井及其连接出水管道均设保护标志 确保人为及机械因素对其造成破坏 8 2 降水维护降水维护 1 降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查 每天检查不应少于 3 次 并应观测记录水泵的工作压力 电流 电压 出水等情况 发现问题及时处理 使抽 水设备始终处在正常运行状态 2 抽水设备应进行定期检查保养 如水泵出现故障 应时更换 3 经常检查排水管 沟 防止渗漏 4 应备有发电设备 当发生停电时 应及时更换电源 保持降水连续正常进行 确保基坑施工安全 5 施工期间应注意地面和基坑内的引排水 施工时 现场必须准备足够的抽水 设备 及时抽 排水 确保工程的安全和设备的正常运转 做到大雨后能立即启动 确保基坑不积水 9 确保降水正常进行措施确保降水正常进行措施 9 1 现场人员准备措施现场人员准备措施 安排专业人员看管排水设施 加强变形监控制 为基坑施工提供安全依据 施工 降水开始后 观测地下水位变化情况 基坑开始降水后 应不间断监测基坑变化 根 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 22 据监控和观察 保证降水工程顺利进行 9 2 备用电源措施备用电源措施 为了保证降水期间抽水持续作业 防止因停电造成水位回升 影响施工 降水期 间我们采取如下措施 1 施工现场应有两路工业用电 降水运行中应保证一路工业用电停电后另一路 工业用电能及时使用 保证停电 10 分钟内 具体可根据抽水试验确定 能将确保降水 井正常运转 避免影响降水效果甚至危害基坑安全 2 拟配备 200KW 柴油发电机 4 台 为了保证柴油发电机处于完好状态 还应 定期 1 2 周 试运行一次 发电机进行模拟演习 保证应急时柴油发电机必须能够 即时发动供电 同时建议总包在电路设计时采用双向闸刀 确保工业电与柴油发电机 供电自由切换 保证应急时必须全部发动供电 同时在线路设计时必须保证在 10 分钟 内能将降水井的电源全部得到更换 保证在基坑开挖过程中降水不得中断 9 3 抽水设备储备抽水设备储备 备足井管材料 抽水设备 做到小数量险情工地库存随时提供 大数量险情 5 小 时内厂家及时供给 9 4 电路系统应急措施电路系统应急措施 为了防止大面积停电的突然发生以及现场电路系统故障 集水井运行的整个过程 中都必须提供双电源保证措施 当有一路正常工业用电的同时配备柴油发电机 同时 在电路设计时采用双向闸刀 确保工业电与柴油发电机供电自由切换 在提供双电源保证的情况下 应对双电源电路进行认真布设 电路布置主要考虑 线路负载以及降水电箱负载两个主要方面 每级电路所用电线必须达到负载要求 电 箱同样必须达到负载要求 同时电箱必须作为降水专用电箱 其它用电设备不能随意 接入 9 5 雨季降水施工措施雨季降水施工措施 雨季施工到来之前 现场的所有临时设施必须做全面检查 防止渗漏 1 排水通道要随时检查疏通 防止排水不畅影响降水排水 2 所有的配电箱 机电设备必须要搭防雨棚 要经常检查接零 接地保护 机 械设备要防水 防漏电 随时检查漏电装置功能是否灵敏有效 新建武汉至孝感城际铁路 HXSG 2 标 天河机场 2 明洞 DK22 00 DK23 800 段基坑降水方案 中国葛洲坝集团股份有限公司汉孝二标项目经理部 23 3 在施工场区范围 对杂填土较厚的地段应做好地面防雨水渗漏 防止地面因 雨水浸泡产生塌陷 4 现场储备编织袋 黏土物资 必要时在低洼边坡处设置挡水坎 防止汇水进 入基坑 影响降水效果 10 安全及质量保证措施安全及质量保证措施 10 1 安全保证措施安全保证措施 10 1 1 人身安全保证措施人身安全保证措施 所有参建职工均进行岗前安全教育 要认真