车站主体结构基坑降水施工方案

车站主体结构基坑降水施工方案1总则1.1编制依据地下行包房设计图纸及相关技术文件《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-2016）（替代原JGJ/T111-98）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-2018）（替代原GB50299-1999）《供水水文地质手册》（第二册水文地质计算）本工程岩土工程勘察报告及地下水监测资料施工现场实际勘察资料及周边环境调查报告国家及地方现行安全生产、环境保护相关法律法规1.2编制原则严格遵循设计要求及现行规范标准，确保施工技术科学可行，满足现场施工条件及环境要求。以“安全第一、预防为主”为核心，保障基坑干作业明挖施工安全，避免基坑失稳、突涌等风险。合理规划施工流程及工期，优化资源配置，实现施工效率与工程质量的平衡。重点保护周边敏感构筑物（如南侧明城墙），控制降水引起的地面沉降，确保周边建筑物及地下管线安全稳定。在保证安全可靠的前提下，优化降水方案，降低工程造价，实现技术经济合理性。1.3适用范围本方案适用于车站地下行包房①～轴及西侧旅客地道基坑降水工程，涵盖降水方案设计、施工实施、质量控制、安全保障、监测预警及应急处理等全过程，指导基坑降水施工有序开展。2工程概况2.1基坑基本情况地下行包房①～轴位于7、8站台地下西侧，基坑呈长方形布置，总长224.6m，总宽40.7m，基坑面积9141.22m²。基坑采用明挖法施工，四周设置Φ800～Φ1000混凝土灌注桩作为支护结构，桩间布置Φ600旋喷桩形成止水帷幕，有效阻隔基坑外侧地下水渗入。2.2地质与水文地质条件2.2.1地质条件根据岩土工程勘察报告，基坑开挖范围内地层主要由第四系全新统人工填土、粉质黏土、砂质粉土及卵石层组成，下伏基岩为风化砂岩。各土层分布及物理力学性质如下：人工填土：厚度1.5～3.0m，松散～稍密，渗透性不均；粉质黏土：厚度3.0～5.0m，饱和，可塑性中等，渗透系数较小；砂质粉土：厚度4.0～6.0m，饱和，中密～密实，渗透系数K=50m/d，为主要潜水含水层；卵石层：厚度5.0～8.0m，饱和，密实，渗透性强；风化砂岩：埋深18～25m，为相对隔水层。2.2.2水文地质条件本区域地下水类型主要为潜水，赋存于砂质粉土及卵石层中，地下水平均埋深5.0m，受大气降水及周边地下水补给，水位年变幅1.0～1.5m。潜水含水层厚度约15m，底板埋深约20m，渗透系数K=50m/d，地下水水质良好，对混凝土无腐蚀性。2.3周边环境概况基坑南侧邻近明城墙，为重点保护构筑物；周边分布有地下管线（燃气、电力、通信等）及部分低矮建筑物。降水施工需重点控制地面沉降，避免对明城墙及地下管线造成不利影响。经现场勘查，降水影响范围内无高大建筑物，无需对除明城墙外的其他建筑物设置专项沉降观测点。3降水方案设计3.1降水目标通过管井降水系统，将基坑内潜水水位降至基坑底面以下0.5～1.0m，确保基坑开挖及主体结构施工在干燥环境下进行；控制降水引起的地面沉降，明城墙最大沉降量不超过3mm，周边地下管线沉降量符合相关规范要求；同时疏干上层滞水，消除潜水残留水对基坑施工的影响。3.2排水量计算3.2.1计算参数确定潜水含水层厚度H：根据有效带深度计算，H₀=18.5m；基坑水位降深S：S=基坑平均开挖深度-地下水位平均埋深+预留降深=12.5-5+1=8.5m；降水影响半径R：R=1.95×S×√(H₀×K)=1.95×8.5×√(18.5×50)=504.1m；基坑等效半径r₀：对于长方形基坑，r₀=√(A×B/π)=√(224.6×40.7/π)=53.7m（A为基坑长度，B为基坑宽度）；渗透系数K：根据勘察报告取50m/d；单井最大出水量q：q=65×πd×L×√K=65×π×0.4×1×√50=300.8m³/d（d为滤水管直径，L为滤水管有效工作长度）。3.2.2总涌水量计算采用潜水非完整井涌水量计算公式：Q=1.366K×(H²₀-S²₀)/lg(R/r₀)代入参数计算得：Q=1.366×50×(18.5²-8.5²)/lg(504.1/53.7)=17574m³/d3.2.3管井数量确定考虑1.1的安全系数，管井数量n=1.1×Q/q=1.1×17574/300.8=62.4根。结合现场实际地形及基坑布置，实际布设管井92眼，井间距10m，每100m²布置1眼，满足降水需求。3.3降水设计参数井类型井径（mm）井间距（m）井深（m）管径（mm）滤料规格（mm）井管材质潜水完整井Φ7001021Φ400Φ2～4无砂水泥管注：1.井深以进入潜水含水层底板以下3.0m为准，实际成孔深度根据地质情况调整为25～30m；2.滤料填充至地面以下2.0m，上部采用黏性土回填密实；3.管井同时起到降潜水及上层滞水的作用，通过全孔填砾料实现上层滞水的穿透引渗。3.4排水系统设计3.4.1排水管道布置主管（集水管）：采用2根Φ219mm钢管，沿基坑封闭降水井点外侧1.0m处布置，形成环形排水管网；支管：采用Φ50塑料管，外套Φ89钢管保护，连接各管井与主管；管道埋深：在影响交通的路口或地段，排水管及支管埋置于地面以下0.8m，避免机械碾压损坏；排水出口：经沉淀处理后接入市政雨水或污水管网，具体排放口根据现场实际情况确定，确保排水通畅且符合环保要求。3.4.2排水设施配置每个管井配备1台QD3-45/2-1.5kW潜水泵，额外备用3台，确保降水连续性；在主管沿线设置3个沉淀池（尺寸3m×2m×1.5m），拦截地下水中的泥沙，防止堵塞市政管网，沉淀池定期清理，确保排水水质达标。3.5降水对周边环境的影响分析3.5.1地面沉降计算降水引起的地面沉降主要源于降水面至原地下水位面之间土层的排水固结，采用公式估算：S=Δp×ΔH/E其中：Δp为降水产生的自重附加应力（Δp=γ×ΔH/2，γ为土层平均重度，取19kN/m³）；ΔH为降水深度8.5m；E为降水深度范围内土层的平均压缩模量（取15MPa）。代入参数计算得：S=（19×8.5/2）×8.5/15000=3mm，符合明城墙沉降控制要求，不会对其造成不利影响。3.5.2沉降控制分析砂质粉土及卵石层压缩模量较高，失水后沉降量较小；黏性土渗透性小，排水固结过程缓慢，可有效减少不均匀沉降；管井施工严格按供水标准控制过滤质量，确保出水中颗粒含量低于1/50000，避免因固体颗粒迁移加剧地面沉降；通过设置回灌井、优化降水速率等措施，可进一步控制沉降，确保周边环境安全。4施工准备4.1技术准备组织技术人员熟悉审查施工图纸、勘察报告及相关规范，明确降水设计要求及技术要点；进行现场踏勘，核实地下管线、构筑物分布情况，标注敏感部位，制定专项保护措施；编制详细的施工技术交底文件，明确各工序施工工艺、质量标准及安全要求；建立降水监测体系，制定水位、沉降监测方案，布设监测点并完成初始数据采集；进行施工测量放线，确定管井位置、排水管道走向及沉淀池位置，报监理工程师验收确认。4.2现场准备清理施工现场障碍物，平整施工场地，确保施工机械通行及作业空间；探明地下管线及构筑物位置，采用人工挖探槽方式确认，必要时进行迁移或保护；铺设临时施工道路，修建临时排水设施，确保现场无积水；搭建临时设施，包括项目经理部、材料仓库、设备停放区、泥浆池等；敷设临时供水、供电线路，确保施工用水、用电需求；设置安全警示标识，划分施工区域，实行封闭管理。4.3资源准备4.3.1劳动力配置工种人数（人）职责说明管理人员3负责施工组织、协调、质量安全管理技术人员2负责技术指导、测量放线、数据记录与分析测量工2负责管井定位、成孔深度测量、沉降观测钻机操作工8负责钻机就位、成孔施工井管安装工3负责井管下管、滤料填充、洗井作业电工1负责临时用电线路敷设、设备用电维护普工1负责现场清理、材料转运等辅助工作合计20-4.3.2机械设备配置设备名称型号规格数量（台）用途说明泵吸反循环钻机YKC20管井成孔空压机9m³/min5洗井、辅助成孔砂石泵组30kW/台15泥浆循环、清孔管子切断机直径Φ150mm3井管及排水管切割潜水泵QD3-45/2-1.5kW95基坑降水（92台使用，3台备用）吊车BQ-162井管吊装、设备转运水准仪DS052沉降观测、标高控制全站仪TS021管井定位、轴线测量发电机500kW1应急备用电源4.3.3材料准备井管：Φ400mm无砂水泥管，强度等级≥C30，孔隙率≥25%，进场前检查外观质量，无裂缝、破损；滤料：Φ2～4mm石英砂，含泥量≤1%，颗粒均匀，不含杂质，进场后抽样检验；排水管：Φ219mm钢管、Φ89mm钢管、Φ50mm塑料管，钢管壁厚≥5mm，塑料管抗压强度≥0.6MPa；其他材料：黏性土（用于井口回填）、密封胶、尼龙纱网（80目）等。4.4水电需求计划用电量：总功率450kW，采用三级配电、两级保护供电方式，设置专用配电房，配备应急发电机；用水量：150m³/d，主要用于钻机冷却、泥浆制备及现场降尘，采用市政供水接入，设置临时蓄水池。5主要施工工艺与技术措施5.1施工工艺流程测量放线→钻机就位→成孔→清孔→下管→滤料填充→洗井→排水管敷设→下泵→试抽水→正式抽水→降水监测→封井5.2管井施工技术措施5.2.1测量放线根据降水设计图纸及现场控制点，采用全站仪精确放出管井位置，并用木桩标记，桩顶标注井号及设计标高。管井位置偏差控制在±50mm以内，若遇地下管线或构筑物，经监理工程师同意后调整井位，调整幅度不超过1.0m。5.2.2钻机就位钻机运输至指定井位后，调整机身水平，确保钻机立轴垂直，偏差不大于1%。钻机底部铺设钢板，防止施工过程中不均匀沉降。井旁设置泥浆池及泥浆沟，泥浆池容积不小于10m³，深度不大于1.5m，确保泥浆循环通畅。5.2.3成孔采用泵吸反循环钻机成孔，自造泥浆护壁，泥浆比重控制在1.1～1.3之间。成孔直径Φ700mm，成孔深度25～30m（确保进入潜水含水层底板以下3.0m），成孔过程中实时测量孔深，达不到设计深度不得停止钻进。钻孔过程中做好施工记录，详细记录地层变化、钻进速度及泥浆指标。5.2.4清孔成孔完成后，采用砂石泵进行清孔，将孔内泥浆密度降至1.05～1.10之间，孔底沉渣厚度不大于100mm。清孔过程中持续补充清水，确保孔壁稳定，避免塌孔。5.2.5下管清孔合格后立即下管，避免孔壁坍塌。井管采用无砂水泥管，下管前检查管节质量，确保接口严密。采用钻机卷扬机吊装下管，管节连接采用水泥砂浆密封，外用竹片绑紧固定。下管时保持井管垂直居中，偏差不大于50mm，井底距孔底预留1.0m沉砂段。5.2.6滤料填充滤料从井口四周均匀回填，填充速度缓慢，避免挤压井管导致移位。滤料填充至地面以下2.0m处，上部采用黏性土分层回填压实，回填厚度不小于2.0m，防止地表水下渗污染地下水。填充过程中由质检人员全程旁站监督，确保滤料均匀、密实。5.2.7洗井采用空压机气举法洗井，洗井管从井管中心下入，距井底0.5m。启动空压机，从下至上逐节吹洗，将孔内泥砂及泥浆吹出，直至井口出水量稳定且水质清澈（含砂量低于1/50000）。洗井时间不少于4小时，确保含水层与井管畅通，洗井完成后及时加盖保护，防止杂物落入。5.3排水系统施工5.3.1排水管安装主管采用Φ219mm钢管，采用焊接连接，焊缝饱满无渗漏；支管采用Φ50塑料管，外套Φ89钢管保护，与主管采用三通连接，接口密封严密。管道安装坡度不小于3‰，确保排水顺畅。穿越道路的管道采用套管保护，套管两端超出道路边缘1.0m。5.3.2沉淀池施工沉淀池采用砖砌结构，尺寸3m×2m×1.5m，内壁采用水泥砂浆抹面防渗。沉淀池设置进水口、出水口及排污口，进水口与排水管连接，出水口接入市政管网，排污口定期清理沉淀物。5.4抽水作业5.4.3下泵洗井合格后，采用吊车将潜水泵下入井内，水泵底部距井底1.0m。水泵电缆采用防水绝缘电缆，固定在井管内壁，避免与井管摩擦损坏。每个管井安装独立开关及流量计量装置，记录单井出水量。5.4.4试抽水所有管井下泵完成后，进行试抽水，试抽时间不少于24小时。试抽过程中监测各井出水量、水位降深及水质，调整水泵位置及运行参数，确保满足设计要求。若发现出水量不足或水质浑浊，需重新洗井。5.4.5正式抽水试抽水合格后转入正式抽水，潜水泵24小时连续运行，不得擅自停机。安排专人每2小时巡查一次，记录各井运行状态、出水量及水位变化。定期清理水泵滤网及沉淀池，确保抽水系统正常运行。水位降至设计标高后，调整抽水频率，保持水位稳定在基坑底面以下0.5～1.0m。5.5封井施工5.5.1封井时机当车站主体结构施工至±0.000且回填土完成后，方可进行封井。封井前确保基坑周边回填密实，无地下水渗漏风险。5.5.2封井工艺拆除潜水泵及电缆，清理井内杂物；采用C30细石混凝土（掺5%微膨胀剂）从井底至地面分层浇筑，浇筑过程中采用振捣棒振捣密实，避免出现空洞；井口表面采用与周边地面一致的材料处理，确保外观平整。6辅助措施与补救措施6.1局部异常水处理措施施工过程中若遇地下不明构筑物，不得盲目破坏，先采用地质雷达探测其范围及性质，探明是否含水；若构筑物含水，先查明补给源，采取引排或封堵措施切断补给，再将内部积水抽出；若需在基坑内处理异常水，提前搭设临时支护设施及应急排水系统，确保施工安全。6.2潜水残留水处理措施基坑开挖过程中，若发现局部黏性土夹层或含水层底板处有渗水，立即放慢开挖速度，在渗水点设置导流盲管；导流盲管采用长0.5m的Φ25mm塑料管，做成花管并缠80目尼龙纱网，插入渗水点深度不小于0.3m；在槽边开挖盲沟（宽300mm、深300mm），盲沟内填充Φ4～6mm砾石，将导流盲管引出的水汇入盲沟，再通过潜水泵排入主排水管网。6.3局部加深段承压水减压处理对于地下结构底板局部加深段，分析承压水压力对基底的影响，若承压水压力大于基底土自重，需增设减压抽水井；减压井采用Φ500mm无砂水泥管，井深穿透承压含水层，滤料填充至承压含水层顶板以上2.0m；减压抽水过程中监测承压水位，确保基底抗突涌安全系数不小于1.2；减压井封井采用“分段注浆+混凝土回填”工艺，防止地下水渗漏。6.4地下水回灌措施若沉降监测发现明城墙沉降接近预警值（2.5mm），立即停止抽水，启动回灌措施；回灌井布置在降水井与明城墙之间，与降水井距离不小于5.0m，回灌井深度80m，回灌层选择第一承压含水层以下3～5m处；回灌水源采用经沉淀处理的降水，回灌压力控制在0.1～0.2MPa，避免回灌压力过大导致地下水位过高，增加基坑突涌风险；回灌过程中同步监测地下水位及沉降，调整回灌量，确保沉降稳定。6.5备用电源保障措施配备1台500kW应急发电机，与主供电系统设置自动切换装置，切换时间不超过10秒；定期对发电机进行维护保养及试运行，确保突发停电时能立即投入使用；制定停电应急预案，明确应急响应流程，确保降水作业不中断。7质量保证体系与措施7.1质量保证体系建立“项目经理负总责、总工程师技术把关、责任工程师现场管控、专职质检员全程监督”的四级质量保证体系。明确各岗位质量职责，签订质量责任书，将质量责任层层分解落实到人。7.2质量管理程序基本要素控制：人员素质控制（持证上岗、岗前培训）、材料质量控制（进场检验、抽样送检）、机具设备控制（定期检修、合格使用）、方案控制（审批后实施、动态优化）；施工过程控制：技术交底、样板引路、工序自检、交接检、专职检、监理验收，上道工序不合格不得进入下道工序；成品质量控制：降水效果检测、沉降监测、水质监测，及时处理质量问题，形成闭环管理。7.3关键质量控制措施成孔质量：严格控制孔位、孔径、孔深及垂直度，成孔后由技术人员验收，验收合格签署记录；下管与填砾：井管安装居中，接口密封严密，滤料均匀填充，质检人员旁站监督，做好记录；洗井质量：洗井直至出水量稳定、水质清澈，含砂量达标，洗井记录完整；抽水质量：确保水泵运行正常，水位降深符合设计要求，定期监测并记录水位、出水量及水质；封井质量：封井混凝土强度达标，浇筑密实，避免地下水渗漏。7.4质量问题处理若发现孔斜、塌孔等质量问题，立即停止施工，分析原因，采取纠偏、回填重钻等措施，整改合格后重新施工；若井管安装偏差超标或滤料填充不均，拆除井管重新安装或补充滤料；质量问题处理需书面上报监理工程师，4小时内提交详细报告，包括问题描述、原因分析、整改方案及整改期限，整改完成后报监理验收。8安全生产与文明施工措施8.1安全生产措施8.1.1安全管理体系成立以项目经理为组长的安全领导小组，配备专职安全员2名，各施工班组设兼职安全员，建立健全安全生产责任制及各项安全管理制度。8.1.2安全技术交底施工前对全体人员进行“三级”安全教育，各工序施工前进行专项安全技术交底，明确安全注意事项及应急措施，交底双方签字确认。8.1.3现场安全防护施工现场设置明显安全警示标识，管井成孔后未下管前，采用盖板覆盖，防止人员、物体坠入；施工人员进入现场必须佩戴安全帽，高空作业系安全带，钻机操作手穿戴防护手套及护目镜；钻机、吊车等机械设备作业时，设专人指挥，作业半径内禁止无关人员停留；临时用电线路架空敷设，不得拖地，电缆穿越道路采用套管保护，电气设备接地接零保护可靠；易燃易爆物品（如柴油、润滑油）单独存放，配备灭火器材，严禁明火靠近。8.1.4机械安全管理机械设备进场前进行安全性能检测，合格后方可使用，定期进行维护保养，做好记录；钻机、吊车等设备操作严格遵守操作规程，严禁超载、违章作业；机械设备运转过程中，操作人员不得擅自离岗，发现异常立即停机检查。8.1.5应急管理制定基坑坍塌、触电、机械伤害等应急预案，配备应急救援物资（如担架、急救药品、灭火器、沙袋等），定期组织应急演练，提高应急处置能力。8.2文明施工措施8.2.1现场管理施工现场划分责任区，分片包干到人，设置施工平面图、安全生产管理制度、消防保卫制度等标牌；施工场地及道路平整畅通，设置排水设施，确保无积水；材料、设备摆放整齐，井管、滤料等分类堆放，标识清晰；施工现场及时清理，建筑垃圾、泥浆等及时清运，做到“工完场清”。8.2.2降尘降噪措施钻机作业时洒水降尘，运输车辆加盖篷布，出场前冲洗轮胎，防止扬尘污染；合理安排施工时间，避免夜间（22:00至次日6:00）进行高噪音作业，若需夜间施工，办理夜间施工许可手续，并采取降噪措施；机械设备定期维护，降低运行噪音。8.2.3环境保护措施降水排水经沉淀池处理后再排入市政管网，避免泥沙堵塞管网；妥善处理施工废弃物，废泥浆、废滤料等按环保要求处置，不得随意排放；保护施工现场植被，避免破坏周边生态环境。9降水监测方案9.1监测目的实时掌握地下水动态变化及降水对周边环境的影响，及时调整降水参数，预警沉降超标风险，确保基坑施工及周边构筑物安全。9.2监测内容与频率9.2.1地下水位监测监测点布设：在基坑周边及降水影响半径内布设15个水位观测孔，呈放射状布置，其中明城墙附近加密布设5个；监测频率：降水初期（前7天）每天监测2次，水位稳定后每天监测1次，遇降雨或水位异常时加密监测频率至每4小时1次；监测方法：采用水位计测量，记录观测孔内水位标高，计算水位降深。9.2.2地面沉降监测监测点布设：在明城墙墙体上布设5个沉降观测点，采用膨胀螺栓固定，观测点间距10～15m；监测频率：降水前采集初始数据，降水初期每3天监测1次，水位稳定后每周监测1次