承压水控制措施施工方案

承压水控制措施施工方案1总则1.1目的本方案用于指导××市轨道交通6号线××站基坑工程在承压水地层中的全过程控制，确保基坑底板抗突涌安全系数≥1.3，周边地面累计沉降≤20mm，单点沉降速率≤0.3mm/d，地下水位波动控制在±0.5m以内。1.2适用范围适用于开挖深度18.3m、底板埋深22.1m、承压水头18.7m的粉细砂与粉质黏土互层地层；同时可作为公司同类深基坑承压水治理的标准作业书。1.3编制依据（1）《建筑基坑支护技术规程》JGJ1202012（2）《地下水控制工程技术规范》GB510042015（3）《××市地下水管理条例》2021修订版（4）××站详细勘察报告（编号KC2022036）（5）××集团《深基坑风险红黄牌管理办法》2023版2水文地质再确认2.1补勘加密原勘察孔距40m，现按20m×20m网格补钻23孔；每孔做3次抽水试验，稳定时间≥8h，降深≥5m，获取渗透系数K、储水系数S、导水系数T。2.2水力联系判定采用NaCl示踪法：在观测孔B12投加20kgNaCl，电导率仪每30min自动采样，若下游孔B13在6h内电导率突升≥15%，判定存在水平越流通道，须追加封堵。2.3参数取值经统计，承压含水层平均K=3.2×10⁻³cm/s，S=1.8×10⁻⁴，T=0.58m²/min；水头埋深2.1m，高出基坑底0.6m，存在突涌风险。3控制目标量化3.1水位降深坑内降至基坑底以下1.5m，即目标水位≤20.6m（绝对高程）。3.2出水量单井出水量≤15m³/h，总出水量≤450m³/h，回灌率≥80%。3.3环境变形周边建筑物倾斜率≤1/1000，地下管线差异沉降≤10mm。4技术路线比选4.1方案A：全封闭落底式地下连续墙+墙底注浆优点：截水彻底；缺点：造价高、工期+25d。4.2方案B：悬挂式地连墙+坑内管井降水优点：造价低、工期12d；缺点：降水影响半径大。4.3方案C：地连墙+水平封底+减压井经Plaxis3D有限元计算，方案C底板隆起量7mm，周边沉降14mm，满足目标，且造价较A节省18%，确定为实施方案。5减压井系统设计5.1井群布置采用“环形+格栅”混合布置：（1）环形井：距支护桩3m，井距12m，共18口；（2）格栅井：坑内按20m×20m设9口；（3）观测井：在坑角、中部、对侧各1口，共4口。5.2井结构井径φ600mm，井管φ273mm×8mm桥式滤水管，滤料13mm石英砂，止水段采用膨润土球+水泥浆，封至地面以下2m。5.3水泵选型采用潜水泵QDX15201.5，额定15m³/h，扬程20m，功率1.5kW，变频控制，一井一泵一表。5.4动态控制算法编写Python脚本，每10min读取观测孔水位，采用PID算法自动调频：u(t)=Kp·e(t)+Ki∫e(t)dt+Kd·de(t)/dt其中Kp=0.8，Ki=0.05，Kd=0.02，控制周期300s，超调量≤5%。6回灌系统6.1回灌井布置在影响半径1.5倍处（约80m）设回灌井12口，井距25m，井深同减压井。6.2水质要求SS≤10mg/L，pH6.58.5，Cl⁻≤250mg/L，不含油污；设置旋流除砂器+5μm袋式过滤器。6.3回灌压力控制在0.050.08MPa，采用恒压罐+变频回灌泵，流量与抽水量联动，回灌量实时上传至监控平台。7封底加固7.1水平封底厚度计算按《GB51004》附录F，抗突涌安全系数Fs=(γ·t+γs·hs)/(γw·hw)取γ=20kN/m³，t=3.0m，γs=18kN/m³，hs=0.8m，γw=10kN/m³，hw=0.6m，得Fs=1.34＞1.3，满足。7.2注浆参数采用P.O42.5水泥水玻璃双液浆，体积比1:0.6，水泥浆水灰比0.8:1，水玻璃模数2.4，注浆压力0.30.5MPa，注浆量按q=πR²·n·l·α，R=0.6m，n=0.35，l=1.5m，α=1.2，单孔注浆量0.71m³。7.3注浆顺序跳孔施工，先外后内，间隔≥2孔，注浆速率10L/min，地面隆起≥2mm时停注。8施工工艺流程（可直接照做）8.1前期准备（1）放线：全站仪放样井位，误差≤20mm；（2）地下管线探测：地质雷达+人工挖探沟，沟深1.2m，宽0.6m；（3）临水临电报验：380V动力箱接地电阻≤4Ω，沉淀池容积≥50m³。8.2成孔（1）旋挖钻机φ800钻头开孔，垂直度≤1/200；（2）每2m测斜一次，超差立即扫孔；（3）终孔后换浆，比重≤1.08g/cm³，含砂率≤2%。8.3下管填砾（1）井管连接采用φ273×8mm螺纹+“O”型圈，扭矩≥1800N·m；（2）滤料一次填至滤水管顶以上1m，填入速度≤0.1m/s；（3）止水段投球直径2030mm，投球高度2m，再注0.8:1水泥浆。8.4洗井（1）空压机+活塞联合洗井，先空压机吹洗30min，再活塞提拉20次；（2）出水含砂量≤1/50000（体积比）方可结束。8.5试抽（1）连续试抽72h，记录Qs曲线，若s＜0.5m且Q＞15m³/h，重新洗井；（2）试抽合格后安装变频泵、电磁流量计、水位计，接入PLC。8.6正式降水（1）按“单井单控”原则，先开外环井，后开内格栅井，间隔≥30min；（2）第1天降深控制在目标值的50%，第2天75%，第3天100%，防止突降引起地面塌陷。8.7封底注浆（1）基坑挖至底标高+0.3m时，铺设0.3m厚碎石找平层；（2）按1.5m×1.5m梅花形布设注浆孔，孔径φ50mm，入土深度3.5m；（3）注浆顺序从四周向中心，跳孔施工，注浆量达到设计值或压力突升≥0.2MPa时停注；（4）注浆结束24h后钻芯取样，强度≥0.8MPa方可进行垫层施工。8.8回灌同步（1）抽水量＞100m³/h时，回灌泵自动启动；（2）每2h人工校核回灌井水位，若水位上升＞1m，减少回灌量10%。8.9监测与预警（1）水位：自动采集频率1次/10min，人工比对2次/d；（2）沉降：周边建筑物布设沉降点42个，精度0.1mm，1次/d；（3）预警值：水位降幅＞2m/d、沉降速率＞0.5mm/d、差异沉降＞5mm，立即启动黄色预警，降深＞2.5m/d或沉降速率＞1mm/d启动红色预警，停抽并回灌。9组织机构与职责9.1领导小组组长：项目经理（全面负责）副组长：总工（技术）、安全总监（安全）、环境总监（环保）成员：降水队长、监测组长、回灌站长、注浆队长。9.2职责清单（1）降水队长：确保单井出水量≤15m³/h，水泵完好率100%；（2）监测组长：每日8:00前提交《水位沉降日报》，延迟≤30min；（3）回灌站长：回灌率＜80%时，2h内书面说明原因并整改；（4）注浆队长：注浆量、压力、芯样强度三项指标，任一不合格立即补浆。10质量管理制度10.1三检制自检：操作者完成工序后当场检测并记录；互检：下道工序对上道工序100%复查；专检：质检科按10%抽检，不合格点返工率100%。10.2材料进场水泥、水玻璃、滤料必须随车提供合格证，现场取样复检：水泥凝结时间、滤料含泥量，不合格一律退场。10.3设备校准电磁流量计、压力表、水准仪每半月送检一次，误差超±1%立即停用。11安全管理制度11.1动火审批降水现场禁止动火，确需动火（如切割井管）必须办理三级动火票，监火人、灭火器、接火盆三到位。11.2临边防护井口高出地面0.3m，设φ48钢管护栏，高度1.2m，立杆间距2m，横杆两道，挂密目网。11.3有限空间下井作业前检测O₂≥19.5%、H₂S≤10ppm，填写《有限空间作业票》，监护人全程在岗，救援三脚架、安全带、送风机齐备。12环保与文明施工12.1泥浆处置设置三级沉淀池，上清液回用，底泥含水率≤40%后外运至政府指定弃渣场，严禁排入市政管网。12.2噪声控制空压机加隔音罩，昼间≤70dB，夜间≤55dB，夜间施工办理《夜间施工许可证》。12.3地下水保护回灌水质每月送第三方检测，报告公示栏张贴，接受居民监督。13应急预案13.1突涌应急（1）发现坑底冒砂混水，立即启动Ⅰ级响应：停挖、撤人、堆码砂袋反压；（2）30min内开启全部回灌井，抽水量减半；（3）2h内补打φ89钢管注浆孔，双液浆注浆，压力0.4MPa，注浆量不少于设计1.5倍。13.2地面塌陷（1）设置警戒区，封锁道路，交警配合；（2）塌陷区回填级配碎石，分层夯实，每层厚≤0.3m，压实度≥95%；（3）同时加密沉降监测至1次/2h，直至连续3d沉降速率＜0.1mm/d。13.3水质污染（1）发现回灌水污染物超标，立即停灌，切换至市政污水管临时排放；（2）4h内查明污染源，更换滤料或洗井，复检合格后方可恢复回灌。14信息化平台14.1硬件布设4GDTU模块31套，太阳能供电，阴雨天续航≥5d；云端服务器阿里云ECS，8核16G，数据保存≥3年。14.2软件自主开发“深基坑承压水监控V2.0”，功能：实时水位曲线、沉降等值线、短信预警、微信小程序推送。14.3数据标准水位单位m，保留小数点后2位；沉降单位mm，保留小数点后1位；时间采用UTC+8，格式yyyyMMddHH:mm:ss。15验收与移交15.1分阶段验收（1）成孔验收：孔深、孔径、垂直度、含砂率四项，全部合格后方可下管；（2）降水验收：连续72h水位稳定在目标值以下，坑底无渗水；（3）封底验收：芯样强度≥0.8MPa，注浆量≥设计值，抽芯点数≥5%。15.2竣工资料包括：竣工图、材料合格证、注浆记录、水位沉降汇总表、第三方监测报告、影像资料，纸质+电子双份，移交档案馆。16成本控制16.1材料节超水泥按设计量+5%采购，实际消耗控制在设计量+3%以内，节余按50%奖励施工班组。16.2电费变频控制后，单井平均功率由1.5kW降至1.1kW，降水90d，节电=0.4kW×24h×90d×31口=26,784kWh，按0.85元/kWh，节省22,766元。17经验总结（××公司地铁事业部，2023）17.1数据本工程2023年3月5日开工，6月12日完成底板封闭，累计降水87d，总抽水量938,400m³，回灌量765,200m³，回灌率81.6%，周边最大沉降13.2mm，未发生投诉。17.2方法采用“PID变频+回灌联动”后，水位波动由±1.2m降至±0.4m；通过“跳孔注浆+跳孔降水”叠加，底板隆起控制在7mm，较传统顺作法减少55%。17.3工具Plaxis3D2022版、Python3.