深基坑管井降水施工方案

1 微山金源煤矿新建微山金源煤矿新建 0 45Mt a 选煤厂项目选煤厂项目 降水专项施工方案降水专项施工方案 编制单位 编制单位 中煤建筑安装工程有限公司中煤建筑安装工程有限公司 编编 制制 人 人 审审 核核 人 人 审审 批批 人 人 编制日期 编制日期 2 第一部分第一部分 概述概述 1 01 0 编制依据 现场勘查周边环境情况 该项目 岩土工程勘察报告 建筑地基基础设计规范 GB 50007 2002 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002 地基与基础工程施工技术规范 GBJ202 83 该工程基础平面图 基础详图等 危险性较大的分部分项工程安全管理办法 2009 87 号文 提供的其它降水资料 8 2 02 0 工程概况工程概况 拟建场地位于微山县西外环金源煤矿院内 本期拟建工程有主厂房 原煤仓 精煤仓 浓缩池 循环水池 生产办公楼等配套项目 室内外 高差 0 3 米 因单体工程较多 但工程基础埋深及地基处理方法较为相 似 开挖坑底标高在 4 1 6 0m 之间 本次以基坑最深的主厂房为代表 进行设计计算 其它单体工程均以此执行 3 03 0 场地工程地质条件及水文地质条件 3 1 地形地貌条件 拟建工程场地区属河湖相冲洪积平原地貌类型 地形比较平坦 地 面相对高程 34 00 36 62m 相对高差 2 62m 为暖温带半湿润季风区 大陆性气候 四季分明 历年平均气温 13 7 C 冬季平均气温 1 9 C 夏季平均气温 27 2 C 历年平均降水量 655 2mm 水量主要集中在 3 7 8 月 霜冻期一般在十月中旬至次年三月 无霜期 200 天左右 最大 冻结深度 0 48m 3 2 地层结构 勘探深度范围内揭露的地层均为第四系冲洪积物 其岩性主要为粘 性土和砂土 自上而下共分 8 层以及 2 个分层 分述之 1 杂填土 Q4ml 灰黑色 以煤渣和煤矸石为主 多数被碾压结实 未完成自重固结 该层场区普遍分布 厚度 0 50 3 00m 平均 1 31m 层底标高 31 75 35 62m 平均 34 21m 2 素填土 Q4ml 褐黄色 棕黄色 以粘土和粉质粘土为主 干强度及韧性高 可塑 场区内大部发育 厚度 0 40 3 40m 平均 1 48m 层底标高 32 22 34 09m 平均 33 17m 层底埋深 1 50 4 40m 平均 2 72m 3 粘土 Q4apl 浅灰色 干强度中等 韧性高 光泽反应光滑 摇振反应无 含有机质 软塑 可塑 该层在场地中局部发育 厚度 0 20 1 00m 平均 0 57m 层底标高 32 77 33 67m 平均 33 15m 层底埋深 0 90 3 50m 平均 2 41m 4 粘土 Q3apl 棕黄色夹浅灰色 干强度及韧性高 光泽反应光滑 摇振反应无 含铁 锰质物及小径姜石 硬塑 局部可塑 场区内普遍分布 厚度 0 70 2 80m 平均 1 98m 层底标高 29 88 31 65m 平均 30 94m 层底埋深 2 90 6 40m 平均 4 58m 经膨胀试验 该土层自由膨胀率 62 0 71 0 膨胀率 1 40 1 90 膨胀力 17 25Kpa 5 粉质粘土 Q3apl 浅黄色 灰黄色 干强度及韧性中等 光泽反应稍有光滑 摇振反应无 含 4 小径姜石 可塑 场区内普遍分布 厚度 1 30 2 30m 平均 1 94m 层底标高 28 42 29 58m 平均 29 00m 层底埋深 4 90 8 20m 平均 6 52m 6 粉质粘土 Q3apl 浅黄色 褐黄色 干强度及韧性中等 高 光泽反应稍有光滑 光滑 摇振反应无 含铁锰质物 含姜石 10 20 粒径 1 5cm 硬塑 场区内稳定发育 厚度 1 80 6 10m 平均 3 51m 层底标高 22 86 26 89m 平 25 50m 层底埋深 7 50 12 50m 平均 10 03m 7 中粗砂 Q3apl 褐黄色 饱和 砂质较纯 级配一般 较好 成分以石英 长石为主 少 量暗色矿物 中密 密实 该层底部一般发育厚约 0 1 0 4m 胶结姜石 层 质坚硬 场区内普遍分布 厚度 2 50 7 10m 平均 4 69m 层底标高 18 60 21 55m 平均 19 81m 层底埋深 15 00 17 50m 平均 15 71m 7 1 粉质粘土 Q3apl 褐黄色 干强度及韧性中等 光泽反应稍有光滑 摇振反应无 含姜石 10 20 粒径 1 5cm 硬塑 场区内仅局部发育 厚度 0 40 1 40m 平均 0 77m 层底标高 24 27 25 89m 平均 25 15m 层底埋深 9 30 11 60m 平均 10 80m 7 2 粉质粘土 Q3apl 褐黄色 干强度及韧性中等 光泽反应稍有光滑 摇振反应无 含姜石 10 20 粒径 1 5cm 硬塑 坚硬 场区内大部发育 厚度 0 70 2 40m 平均 1 31m 层底标高 21 16 23 45m 平均 22 41m 层底埋深 12 30 15 20m 平均 5 13 54m 8 粘土 Q3apl 棕黄色夹褐黄色 干强度及韧性中等 高 光泽反应稍有光滑 光滑 摇振反应无 含铁锰质物 含姜石 10 20 粒径 1 5cm 硬塑 场区内普遍分布 未揭穿 最大揭露厚度为 8 00m 3 3 场地水文地质条件 场区内地下水水位埋深 0 90 3 55m 平均 2 43m 水位标高 33 01 33 19m 平均 33 09m 地下水类型主要为第四系孔隙潜水 主 要含水层为 7 层中粗砂 其补给途径主要为大气降水和地表水体入渗 排泄途径主要为人工抽水和地下迳流 预计水位年变化幅度约 2 3m 建议抗浮设计水位按 35m 标高考虑 3 4 周边环境条件 该项目场地周边开阔 无需保护的建筑物及地下管线 4 04 0 本工程基坑支护与降水设计着重解决的问题本工程基坑支护与降水设计着重解决的问题 基坑开挖深度为 3 6 5 5m 基坑采用放坡 支护开挖方式 根据开 挖深度 工程地质于水文地质条件等 该基坑工程重点为 1 确保基坑四周安全稳定 2 提出合理的支护与降水方案 3 为后续的施工创造良好的条件 第二部分 降水工程 1 01 0 基坑降水方案 6 1 1 场地及周围环境分析 根据区域地质资料以及现场勘察情况 场区内无岩溶 塌陷 滑坡 崩塌 泥石流 采空区等不良地质现象 无全新活动断裂构造 地层基 本连续稳定 地基土强度总体较好 除 2 层素填土和 4 层粘土具弱 中 等膨胀潜势外 无其它特殊性岩土发育 场地稳定性较好 因此本场地 作为拟建场地适宜 1 2 降水方案选择 场地在勘探深度内地下水属于潜水类型 含水层为第四系冲洪积物 粘性土和砂土层 勘探期间实测地下水初见水位在地表以下 1 0 米左右 地下水补给来源主要为大气降水及地表径流 地下水年变化幅度在 2 3 米间 场地历史最高水位在现地表以下 0 9m 经现场勘察稳定水位在地 表下 1 0 米左右 根据以上分析及现场实际情况采用管井进行降水 由 于影响基坑降水的因素如开挖时间 开挖次序 工期安排及整体开挖基 坑的规模无法确定 因此场地基坑降水无法取得合适的边界条件 因此 该工程基坑降水方案的选择应根据具体条件进行降水设计 上部含水层 为粘土 粉质粘土弱透水层组成 下部为中粗砂土含水层 中粗砂为强 透水层 则整个含水层土的综合渗透系数取 25m d 1 3 基坑降水方案 根据提供的勘探报告 拟建场地在钻探深度范围内 地下水为潜水 勘察期间潜水地下水位埋深为 1 0m 左右 本基坑开挖深度在自然地面以 下 5 50m 在基坑开挖工程中 保证将基坑里的水位降至开挖面以下 0 5m 同时保证降水在达到设计要求同时 控制水位降深和降水速率 减少降水对周边原有建筑物的影响 根据本工程场地环境 工程地质水 7 钻机就位 放线钻孔 下 滤 管包扎滤管冲孔 换 浆 抽 水 填 砾 填土稳管 洗 井 配套安装 文地质条件等情况 本项目参照本地区经验采用管井降水降水方案 沿 基坑四周布设管井 勘测期间水位埋深 1 0m 左右 基坑开挖 5 5m 深 因此需要采取降水措施 拟采用大口径管井降水的方法将水位降到基坑 底部 0 5m 以下 1 3 1 采用管井基坑降水管井施工 1 管井成井流程 8 图 6 管井成井流程图 2 管井施工方法 1 管井定位 测量人员根据降水井的设计位置测设实际井位 并参阅基础施工图 纸 适当调整井位 井位偏差小于 50cm 2 挖井口 安装护筒 根据测设的降水井的位置 采用人工开挖井口 井口直径为 550mm 开挖深度为 0 8m 安装高 0 8m 的钢护筒 护筒的安装位置必 须准确 3 钻机成孔 采用正循环钻机成孔 一钻到底 井孔要求圆 直 垂直度 1 钻机就位必须准确 钻杆必须要垂直 钻机底座必须牢固 在钻至设计 深度以后停钻 用清水置换井内泥水即洗井 并测定孔深 满足孔深要 求之后 撤机 4 下井管 井管采用无砂混凝土滤水管 水位以下包缠尼龙网 缓缓下放 当 井管与井口相差 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 竖向用竹条和铁丝固定井管 为防止上下节错位 在 下管前将井管以井方向立直 吊放井管要垂直 并保持在井孔中心 为 防止雨污水 泥砂或异物落入井中 井管要高出地面不小于 200mm 并 加盖或捆绑防水雨布临时保护 5 填滤料 9 井管下部 2 米为沉渣段 其与孔壁之间用粘土封填 上部井管为滤 管 滤管与孔壁之间用滤料填充 填砾料时 滤料沿井管外四周均匀填 入 保持连续 要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内 架桥现象 洗井后滤料下沉及时补充滤料 要求实际填料量不小于 95 理论计算量 填料至自然地面 经洗井之后 密实后及时填补滤料 降 水井运行时 随水位下降 滤料会产生一定沉陷 及时采用粘土封闭 6 洗井 下管 填料完成后立即进行洗井 采用潜水泵反复进行抽洗 直至 水清砂净 7 设置水泵 水泵规格 4 0kw 离心式水泵 共计准备 8 台 扬程 24m 流量 10 30m3 h 在安装前 必须对水泵本身和控制系统做一次全面细致的检 查 在地面试转 3min 5min 后 若无问题 方可进行安设 安装完毕应 进行试抽水 满足要求方可转入正常工作 3 管井布井参数及质量要求 1 采用机械成井 参见降水井点平面布置图 具体位置由现场而 定 管井定位偏差小于 200mm 2 降水井孔径为 550 滤管外径为 450 的无砂水泥管 周围 滤料填充 滤料选用颗粒均匀 无泥砂污染的 粒径为 3 5mm 的米石 井深为 18m 3 降水自井口以下全部设为滤水管 4 抽出的水含砂量不超过 1 5 万 长期运行期间不超过 1 10 万 10 5 钻孔时一径到底不留沉渣 井孔要求正 圆 直 孔斜率 1 下管时井管居中 不偏不斜 6 严格控制水位 定期观测 使水位平稳 缓慢下降 防止过快 造成不均匀沉降 影响周边稳定 4 水位观测井 观测井设置要求 基坑中心设计 1 眼 井深 18m 井的其他设计参 数与降水井相同 观测井周边要用砌砖围起来 封盖好 防止落入杂物 堵塞 1 观测要求 记录观测水位 每天观测一次并记录数据 标 尺要垂直放在孔中 读数时视线与标尺刻度垂直 2 注意事项 超前设置观测井 及时观测水位变化情况是否影 响土方开挖 水位观测 每天记录观测数据 观察排水井水量 含砂 量大小 如有异常 及时反馈信息 加以调整 注意观察基坑边坡动 态 及时反馈信息 修正方案 确保基础施工顺利进行 定期检修抽 水设备 保障降水正常进行 1 4 基坑降水方案设计计算书 由于基坑较深 面积较大 本次按照主厂房考虑基坑降水方案 其 余基坑可参照主厂房管井间距布置 一 管井计算 管井井深 16m 因主要含水层为第 7 层饱和中粗砂层 平均厚度 4 69 m 下部滤水长定为 6 m 井底进入渗透系数较小的第 8 层粘土 11 Q3apl 层 则按潜水型完整井计算 管井外径 0 45m 内径 0 3m 四周布置在距离基坑边缘 2m 处 根据勘察报告提供的资料 综合考虑土层渗透系数取 K 25m d 降 水至基坑中心坑底下 0 5m 处 其水位降低值 S 5 0m 1 计算基坑等效半径 x0 根据平面布置可知 基坑在长度方向的最大尺寸是 53 1m 宽度方 向 尺寸为 27 1m 基坑长宽比不大于 5 可按基坑面积大小的等效圆计算基 坑等效半径 经计算 管井布置所围基坑面积为 1820 16m2 故由公式 得基坑的等效半径为 m F x07 24 16 1820 0 式中 x0 基坑等效半径 F 基坑面积 m2 2 抽水影响半径 R 基坑中心处水位降低值为 5 0m 含水层厚根据提供资料 I 含最大为 15 50m 则抽水影响半径为 mKHSR90 191255 15595 1 95 1 0 式中 R 抽水影响半径 S 水位降低值 m H0 含水层厚度 K 渗透系数 25m d 3 基坑系统总涌水量 12 整个管井降水系统的总涌水量按非承压完整井计算 总涌水量为 4926 37m3 d 0 0570 07 24lg 9 191lg 5 5 5 152 25366 1 lglg 2 366 1 00 0 xR SSH KQ m3 s 4 管井单位长度进水量 0010676 0 15 102 8935115 0 14 3 215 2 3 4 smxKrlq 5 管井滤水器总长度计算 管井滤水器总长度 L Q管 q管 53 40m 6 管井数量计算 群井抽水单个管井过滤器浸水部分长度按下式试算确定 nr x Kn Q Hh 02 0 ln 式中 Q 管井系统总涌水量 m3 d H 抽水影响半径为 R 的一点水位 m 管井个数 根 n 假想半径 m 0 x 管井半径 m r 取基坑中心处的 H 15 5 5 10 5m 当管井数量为 7 时 40 9 15 0 7 07 24 ln 72514 3 37 4926 5 10ln 2 0 2 0 m nr x Kn Q Hh 此数值符合 Q 管 q 管 53 4m 的要求 8 654 97 0 nh 由于本地土层不均质 综合渗透系数取定有一定的偏差 根据经验 当井距超过 15m 时 在排水时虽能满足总排水量要求 但为了降水均匀 13 故管井应在整个基坑范围内均匀布设 8 眼井 根据此计算理论 原煤仓 精煤仓 浓缩池 循环水池 生产办公楼等其他单体工程相应布设井点 平面布置详见附图 7 水泵的选择 单井出水量 q Q总 n 4926 73 8 615 84 m3 d 24 25 66 m3 h 查表得 采用 2B 31 型离心式水泵满足要求 1 5 现场排水总管的选择与布设 根据本项目情况 现场降水时间较长 必须将水泵抽出的地下水 源源不断有组织地排出施工现场 应建设单位的要求 所有抽出的地下 水必须进入煤厂院内的污水处理池内 因现场单体工程较多 避免影响 施工现场的交通 采用 800 的砖砌检查井作为地下水收集点 排水总 管选用 DN400 砼管埋设于地面以下布设于基坑周围 将地下水排出 具 体布设见附图二 1 6施工安全及文明施工措施 1 6 1 施工安全 工地施工应遵照国家颁发的 建筑安装工程技术规程 确保安全 并注意以下安全事项 施工现场要平整 脚手架搭设要牢靠 防止钻机及其它机械设备工 作时发生倾斜 滑动等现象 进入工地须戴好安全帽 穿劳保鞋 高空作业还须系好安全带 机器设备须有专人负责 非操作人员禁止上机操作 工地拆接电必须由电工操作 机械设备必须接地线避免发生漏电伤 14 人现象 拆卸钻杆人员必