基坑降水施工方案及技术措施

基坑降水施工方案及技术措施1总则1.1本方案适用于××市轨道交通×号线××站基坑工程，开挖面积1.2万m²，最大挖深18.7m，坑底高程16.3m，地下水位埋深2.1～3.4m，含水层为④2粉砂、⑤1细砂，渗透系数K=5.2×10⁻²cm/s，属强透水地层。1.2降水目标：将坑内水位降至坑底以下0.5m并维持至底板浇筑完成；降水引起的地面沉降≤15mm，相邻建筑物差异沉降≤1/500。1.3执行规范：《建筑基坑支护技术规程》JGJ1202012、《建筑与市政降水工程技术规范》GB504972019、《××市地下水管理条例》（2022修订版）、××地铁集团《深基坑降水管理红线制度》（Q/××DTAQ202307）。2水文地质复核2.1补充勘探：在初步勘察孔间加密12孔，孔距≤25m，取原状样进行三轴渗透试验，获取各向异性参数Kh/Kv=1.3。2.2抽水试验：布置3组多孔抽水，主孔Ø219mm，滤水管0.5mm桥式滤水，稳定抽水72h，利用Theis配线法求参，验证K=5.0～5.5×10⁻²cm/s，储水系数S=1.8×10⁻⁴。2.3水化学：Cl⁻=112mg/L，SO₄²⁻=285mg/L，pH=7.1，评价为微腐蚀性，对Q355B钢支护影响系数取1.1。3降水系统设计3.1降水方式：坑外封闭管井+坑内疏干井组合，形成“隔水帷幕+下降漏斗”联合体系。3.2井群布置3.2.1封闭管井：沿地下连续墙外侧1.5m布设，井距12m，井深25m（进入⑤3粉质黏土隔水层≥2m），共布井88口。3.2.2坑内疏干井：采用“梅花形”布设，井距20m，井深20m，共布井30口，滤水管长度8m，对应坑底0.5m下设沉淀管1m。3.2.3观测井：在基坑四角及长边中点各设1口，井深22m，滤水段位于④2层中部，用于实时水位监测。3.3井结构3.3.1开孔Ø600mm，下设Ø400mm实壁PVC井管，滤水段外包40目尼龙网+5mm砾石回填，环空0.5～2m段采用膨润土球封孔，防止垂直绕渗。3.3.2井口保护：浇筑C30混凝土井台300mm×300mm×200mm，设可锁闭钢盖板，防止人员坠落及地表水流入。3.4水泵选型3.4.1封闭管井：QJ型潜水泵，流量15m³/h，扬程38m，功率3kW，一井一泵，变频控制。3.4.2疏干井：QJ型潜水泵，流量10m³/h，扬程32m，功率2.2kW，每两口井并联一台变频柜，实现轮抽。3.5排水系统3.5.1主管道：DN200PE管（1.6MPa）沿围挡内侧环形布置，埋深0.8m，坡度2‰，坡向沉淀池。3.5.2沉淀池：三级沉淀，单级尺寸3m×2m×1.5m，采用C30钢筋混凝土，内壁涂刷2mm聚氨酯防腐层，总停留时间≥45min，出口SS≤70mg/L。3.5.3排水口：经三级沉淀后接入市政雨水管网，排放前安装超声波明渠流量计及在线浊度仪，数据实时上传××市水务监管平台。4施工工艺流程4.1测量放线→4.2钻机成孔→4.3井管下设→4.4砾石回填→4.5封孔止水→4.6洗井→4.7水泵安装→4.8试抽水→4.9联动调试→4.10正式降水→4.11水位监测→4.12降水结束封井。4.2钻机成孔4.2.1采用XY200型水文钻机，泥浆正循环工艺，泥浆密度1.08～1.12g/cm³，黏度25～30s，含砂率＜4%。4.2.2每钻进6m测斜一次，孔斜≤1%，超斜率＞1%时采用φ219mm导向套管纠偏。4.3井管下设4.3.1井管连接采用R型承插胶圈，插入深度≥50mm，接缝处缠绕3层PVC胶带防砂。4.3.2下设过程保持管内外水位平衡，防止上浮，每节管设1道扶正器，确保滤水段居中。4.4砾石回填4.4.1砾石粒径2～4mm，含泥量＜0.5%，沿环空均匀填入，填入速度≤0.5m/min，防止“架桥”。4.4.2回填高度超过滤水段顶端2m后，改用1～2mm粗砂过渡，再上部采用膨润土球封孔。4.5封孔止水4.5.1膨润土球粒径10～15mm，投入前浸水12h，膨胀率≥12倍，封孔段长度≥2m。4.5.2封孔完成后静置24h，再进行水泥浆注浆补强，水灰比0.6:1，注浆压力0.2～0.3MPa，稳压10min。4.6洗井4.6.1采用活塞+空压机联合洗井，先活塞提拉6h，再空压机吹洗，风量6m³/min，直至出水含砂量＜1/20000（体积比）。4.6.2洗井结束后进行试抽水，稳定降深≥5m，持续时间≥8h，记录Qs曲线，验证单井涌水量。5降水运行控制5.1启动顺序：先封闭管井，后疏干井，分三级阶梯降水，每级降深3m，间隔24h，防止瞬时减压引发流砂。5.2水位控制5.2.1坑内地下水位降至坑底以下0.5m为达标，允许波动±0.2m，超过阈值自动报警。5.2.2采用PLC+4G远传系统，每10min采集一次，数据保存≥3年，异常短信推送至项目经理、总监、水务监督员。5.3抽水量调节5.3.1变频柜设定下限频率25Hz，上限50Hz，根据水位动态调整，单井流量变化率≤10%/10min，避免水位骤升骤降。5.3.2夜间（22:00～6:00）降频运行，噪声≤55dB(A)，符合《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB125232011。5.4沉降监测5.4.1在基坑周边50m范围内布设沉降观测点48个，采用TrimbleDiNi03电子水准仪，精度±0.3mm/km。5.4.2降水前3d开始每日观测，降水期间每周2次，沉降速率连续3d＞2mm/d时启动应急预案。6应急预案6.1突涌砂预案6.1.1触发条件：坑内出现翻砂、支护缝渗水变浑浊，含砂量＞1/1000。6.1.2处置流程：①立即停挖，人员撤离；②坑内反压砂袋0.5m高；③坑外封闭管井全负荷抽水，降低水头差；④在渗漏点插打H型钢反滤板，注速凝水泥水玻璃双液浆（体积比1:0.6，初凝≤45s）。6.2过量沉降预案6.2.1触发条件：单日沉降＞4mm或累计＞15mm，建筑物倾斜＞1/500。6.2.2处置流程：①立即减泵50%抽水量；②启动回灌系统，回灌井6口，井深22m，回灌量≥抽出量的30%；③对建筑物采用袖阀管注浆抬升，注浆压力0.8～1.0MPa，注浆量由现场试验确定。6.3断电预案6.3.1现场配备250kW柴油发电机组2台，5min内自动切换；另配水冷式蓄水箱200m³，可维持≥2h应急供水冷却。6.3.2断电期间每15min人工观测水位，若水位上升＞0.5m，立即启动发电机，确保不断抽。7回灌与环境保护7.1回灌水源：经沉淀池处理后的降水井出水，浊度＜30NTU，不含游离氯。7.2回灌井结构：与抽水井相同，但滤水管外包60目不锈钢滤网，回灌前进行酸洗（5%HCl循环30min），防止堵塞。7.3回灌控制：采用恒压回灌，压力0.05～0.08MPa，单井回灌量≤8m³/h，每日回灌量占抽水量比例30%～50%，以沉降监测数据动态调整。7.4噪声控制：泵房采用彩钢夹芯板封闭，内衬50mm玻璃棉，夜间加设隔声帘，场界噪声≤55dB(A)。7.5废渣处置：沉淀池清掏的泥砂经压滤机脱水，含水率＜40%，外运至××市弃渣场，运输采用全密闭自卸车，严禁沿途洒落。8封井与场地恢复8.1封井条件：底板混凝土强度达到设计值100%，且上部结构荷载已传递至底板，经监理、水务两部门验收后方可封井。8.2封井材料：采用C35微膨胀混凝土，限制膨胀率2×10⁻⁴，抗渗等级P8。8.3封井步骤8.3.1提泵：先停泵24h，观测水位恢复，若水位上升≤1m，视为无突涌风险。8.3.2水下灌注：通过Ø89mm导管灌注，导管埋深≥1m，连续灌注，一次成桩，灌注高度至坑底以下0.5m。8.3.3割管：混凝土初凝后割除上部井管，采用PE热缩帽封口，再回填级配碎石至地表，最后浇筑C30混凝土盖板100mm厚，与地坪齐平。8.4场地恢复：拆除围挡、沉淀池、管线，采用3:7灰土分层回填，压实度≥93%，恢复原有道路及绿化，移交市政。9质量检验与验收9.1井身质量：成孔垂直度≤1%，井径≥550mm，滤料厚度≥50mm，采用井下电视检测，检测比例10%，不合格井重新成孔。9.2抽水试验：单井稳定流Qs曲线线性相关系数≥0.98，群井干扰抽水水位降深≥设计值110%。9.3水质检测：排放口每季度取样一次，检测项目SS、COD、BOD₅、NH₃N，指标执行《污水排入城镇下水道水质标准》GB/T319622015A级。9.4验收文件：降水竣工报告、水位监测汇总表、沉降观测报告、回灌记录、水质检测报告、影像资料，经总监理工程师、××市水务工程质量安全监督站签字盖章后归档。10组织机构与职责10.1项目经理部项目经理：全面负责，为第一责任人，拥有停泵、回灌、应急撤离的决策权。项目总工：负责方案编制、技术交底、变更审批，每日9:00组织水位会商会。10.2降水作业队队长1名，班长2名，泵工6名，电工2名，24h轮班，每班设1名水位观测员，持××市水务局颁发的“地下水作业证”。10.3第三方监测单位××市勘察院，负责水位、沉降、噪声、水质独立监测，数据直传政府平台，对异常数据30min内短信预警。10.4监理单位××地铁监理公司，设1名总监、2名监理工程师，关键节点旁站，未经验收不得进入下一工序。11工期计划11.1施工准备：5d（含设备进场、临电、临水、围挡、放线）。11.2成井施工：15d（每天完成6口井，交叉作业）。11.3试抽水及系统调试：3d。11.4正式降水：60d（与基坑开挖、主体结构交叉进行）。11.5封井及恢复：7d。总工期90d，关键路径为“成井→试抽→降水”，任何一口井未按期完成，启动夜间加班及备用钻机，确保节点。12成本测算12.1井费用：118口×平均深度23m×综合单价280元/m=75.9万元。12.2水泵及管线：潜水泵118台×3500元=41.3万元，PE管及电缆≈18万元。12.3沉淀池、回灌系统、变频柜、监测设备合计≈22万元。12.4人工、机械、电费、应急材料≈38万元。12.5总直接费195.2万元，加上10%暂列金，合同价214.7万元，控制在××地铁集团批复概算220万元以内。13经验总结（××地铁×号线××站实例）13.12023年3月—6月，××站采用本方案，累计抽水82万m³，回灌28万m³，回灌率34%，周边最大沉降12.3mm，建筑物倾斜1/820，未出现开裂、投诉事件。13.2通过变频+阶梯降水，较传统工法节电31%，电费节省约9.4万元；采用三级沉淀+在线监测，SS平均排放浓度42mg/L，低于标准限值70mg/L，获得××市水务局“绿色工地”称号。13.3教训：