降水专项方案文档

引黄入冀补淀渠首段及北金堤闸工程施工1标施工降水专项方案工程概况（一）工程概况引黄入冀补淀工程自渠村引黄闸引水，经1#枢纽分水入南湖干渠后汇入第三濮清南干渠，沿第三濮清南干渠至金堤河倒虹吸，经皇甫闸、顺河闸、范石村闸，走第三濮清南西支至阳邵节制闸向西北，至清丰县苏堤村穿卫河入东风渠进入河北境内，河南境内全长约84km。（二）地质概况渠首段渠线位于河南省东北部黄河海河冲积平原区，地貌单元为冲积平原、砂丘和古河道等。地势平坦开阔，工程区内地层为第四系全新统和上更新统冲积层，少数为洪积、湖积的砂性土及粘性土，区内受黄河改口改道频繁之故，区内浅层岩性变化较大，分布局部不稳定，岩性主要为砂壤土、粉质壤土、粉质粘土和粉细砂。工程区位于华北断块区的华北平原断块拗陷亚区东濮凹陷构造单元内，为新华夏系第二沉降带的一部分，带内堆积巨厚的第四系松散堆积物，基底主要为晚中生代隐伏断裂构造，新生代以来仍在活动，构造形迹主要为：商丘～新乡北西向大断裂、封丘～新乡西侧的东西向断裂及封丘东侧的新华夏系北北东向断裂：包括长垣断裂、白壁集-淇门镇断裂、青羊口断裂等。工工程区的地震动峰值加速度为0.15g，动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度为Ⅶ度。工程区地下水类型主要为松散岩类孔隙水，根据赋存条件可分为孔隙潜水、孔隙承压水、粘性土含水带。地下水主要接受大气降水、黄河水补给，地下水以地下径流、蒸发和抽取地下水的方式进行排泄。勘察期间，工程区地下水位为58.8～59.1m，埋深0.4～9.3m。（三）施工平面布置（四）施工要求（五）技术保证条件二、编制依据：相关法律、法规、规章、制度、标准及图纸（图标图集）、施工组织设计等。三、施工工艺技术、技术参数、工艺流程、施工方法、质量标准、检查验收等。根据地质勘探资料，揭露地层为第四系全新统地层，主要为砂壤土、粉质粘土、砂壤土，为一般中低压缩性土，渗透等级为弱透水或微透水。工程区紧邻黄河主河道、又位于天然文岩渠河道内，含水层为孔隙型潜水含水层，主要接受黄河水、天然文岩渠水的直接补给，以径流排泄为主。施工降排水内容主要有基坑内经常性排水，基坑内深层降水和土料场排水沟排水。在开挖基坑时，土壤的含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内，如果不及时排走，不但会使施工条件恶化，造成土壁塌方，也会影响地基的承载力。因此在土方施工过程中，必须作好基坑的排水工作，使坑底保持干燥。（一）初期排水围堰合龙闭气后，首先集中排水设备抽取围堰内的集水，堰身和堰基的渗水。抽排中要时刻注意围堰的稳定性、渗透性，如果渗水量大，围堰边坡失稳，即可减少抽排水量或停止抽排，对围堰进行处理，处理后继续抽排，为基坑开挖、管井布置提供工作面。（二）正常排水正常排水包括围堰渗水、地下水、和施工弃水。围堰渗水和施工弃水、场地排水可以通过开挖的排水沟收集到集水井内，然后用泵抽排出去，对于地下水就要使用人工降水措施。根据施工地质图，河道内地下水位为61.20m，基坑底部开挖高程进口段为55.53m，出口段为55.27m。进口开挖深度（按滩面62.40m）为7m，出口开挖深度（按滩面61.8m）为6.6m。可以看出基底以上有6m的地下水，加上垫梁槽1m深，则有7m位于地下水位以下。（1）降水方案的确定要保证基坑开挖在相对干燥的环境中进行，根据规范要求，降水深度要控制在基坑底部高程0.5~1.0m以下，通过以上计算，降水深度要达到7.5m，才能保证开挖过程中，地下水不渗入基坑，保证基坑边坡的稳定。人工降水常用轻型井点降水和管井降水相结合的方案，采用轻型井点降水，一级降水深度为3~6m，不能满足要求，必须采取二级，但由于河道内土质差，降水效果又存在不确定性，恐怕达不到施工要求，给施工造成安全隐患，计划用管井降水配合。而管井具有排水量大、降水深(15～50m)、不受土质限制等特点，适用于地下水丰富，基坑深且占地面积大的工程项目。因此考虑以管井为主的降水方案，同时考虑到，由于底层属于层淤层砂地层，对管井的降水效果会有较大影响，另外采取明排作为降水的补充措施，最终保证地下水位不高于53.7m。（2）轻型井点降水一般情况下一级轻型井点降水深度在3~6m之间，可见需采取两级井点降水。另外，在穿堤闸地质剖面图上显示到57.8高程，往下进入2.2m厚的粉质粘土层，粉质粘土的渗透系数为0.001~0.05m/d，基本可以看作不透水层，这样把含水层分为不相连通的两层，也需要把降水分成两级来做。第一级放在临河地面61.8m高程，井点滤管伸入粉质粘土层0.5m，井点深度4.5m；第二级放在59m高程，把地下水位降至54m高程以下。涵洞1~4段降水地层和闸室段接近，虽地下水位逐渐下降1.4m，为保证降水效果，1~2段采用和闸室段一样的降水方法；3~4段根据现场情况考虑同一高程深浅双排降水或高低二级降水。涵洞5~17段，因为已过黄河大堤，地下水位按原地面考虑，高程只有58.4m，粘土环开挖至54.5m，地下水位考也虑降至54m高程，降水深度4.4m，此时粉质粘土层已消失，壤土和砂壤土的透水性都比较好，使用一级井点足以满足施工要求。井点参数：井管直径55mm、井点管间距1.2m~1.6m、每组井点管数量50根、安装长度60~80m。计划井点套数：经计算老渠村涵闸需采取井点降水的基坑边长约450延米，需8组井点；分水枢纽需采取井点降水的基坑边长约400延米，需7组井点，另计划2组备用。井点降水示意图（3）管井技术参数拟定1）经计算老渠村涵闸基坑上口宽77.3m，长220m。采用管井降水时，考虑井口离基坑边沿距离2~3m，由此算得周围布置管井的环形区域为宽83m，长225m，周长608m。计划布置管井28眼。2）工程地质剖面显示，南端53.1高程、北端52.3高程以下进入2~4.5m的粘土层，为避免打出承压水，打井深度以不穿透该不透层为宜，井深根据地质剖面结合现场情况取9~11m。管井成孔直径600mm，井管采用无砂混凝土井管，外径400mm、内径300mm；井管与孔壁之间填滤料，滤料为2-3mm豆石或干净砾石，井管口高出地面0.3m，并加井盖。3）井内放置2m3/h潜水泵，上游管井弃水通过埋管穿过施工便道送入上游河道；下游管井弃水先收集入集水池，然后集中排入下游河道。积水池大小为2m×2m，深1.5m，每3~4眼井共用一个，内衬塑料布防渗。管井降水示意图（4）管井降水计算1)主要参数确定a.基坑内水位总降深S’河道内堤下水位按61.20m考虑。底板最低高程为55.27m，局部开挖的粘土环槽深度为1.0m，按照《岩土工程勘测规范》，施工的下水位应保持在开挖基坑底面以下0.5~1.5m的规定，由于粘土环槽是局部开挖，本工程取最小值0.50m，则基坑内水位应降至基坑底部1.50m，即53.70m，那么基坑内地下水总降深为：S’=61.20-53.70=7.5（m）b.深透系数K53.3m高程以下为粘土地质，上部有壤土2~4m(渗透系数为8.55×10-5cm/s)、粉质粘土1.5~2.5m（渗透系数1.7×10-6）、砂壤土2~3m(渗透系数为9.82×10-5cm/s)、粘土2~4.5m（渗透系数1.87×10-6）,为保险起见，综合渗透系数按沙壤土的渗透系数9.82×10-5cm/s引用，通过换算K=0.085m/d。c.井群组的引用半径r0倒虹吸基坑按一次开挖完成，基坑尺寸为长A×宽B=210×73，由于A/B>2，所以式中p为布井轮廓线之周长，管井至基坑边沿每侧按5m考虑。d.单井的影响半径R式中s为原地下水位到井内动水位的距离，基坑底的降水深度保持在53.7m以下，最深到53.2m高程进入粘土层，打井深度为避免打入粘土层以下承压水层的风险，限定井底深度不穿透该粘土层。靠虑到井内涌水量不大，井内水位在没有试验的情况下最多只能取52.7m，也即s取8.5m；H为含水层厚度，取壤土和砂壤土累计厚度的平均值5.5m;K为复合地层选取的综合渗透系数0.085m/d。把以上数值代入公式得：e.井群的影响半径R’R’=R+r0=11.33+96.5=106.83m2)基坑总涌水量计算利用无压完整井环形井的计算公式计算③单井涌水量计算假设在基坑边沿每隔22m设一眼降水井，则降水井数n=608/22=28（眼）,设单井降深S=8.5m，代入上面公式得：Q=nQ’=28×1.07=29.96(m3/d)＜70.06m3,说明基坑渗水不能全部渗入管井内，可能需要明排辅助。由于没有做抽水试验，以上计算成果不一定符合实际情况。在实际中根据抽水情况在加密管井布设数量。(5)降水井结构设计井管采用无砂滤水管,含水层（细砂层）以上采用实管，管外径400mm,管径内径300mm，滤水管长度约5m，孔隙率不小于20%，外包80目尼龙网两层。降水井打到透水砂层底部粘土层中，深入粘土层1m，井底采用专用的井底管。滤料采用中粗砂。(5)水泵配备水泵选用型号为QY25-24-2.2的潜水泵，其功率2.2KW、扬程25m、流量24m3/h。QY25-24-2.2水泵共配备28台。（三）降水井施工（1）钻孔由于该地区表层土质较松软，在打孔时应采用回旋钻机成孔。（2）井管制作井管中的滤管段采用无砂滤水管，透水面积不小于20%。（3）下管及滤料井深达到设计要求以后，将孔内泥浆用清水逐渐循环稀释到比重为1.05以后，立即下管，下管需居中，不能偏向一侧，致使井管贴壁，应在井管上绑上扶正器垫块，确保井管居中；每节管的接头处外包两层尼龙网。下完井管以后，应立即下滤料，滤料的高程超过含水层的顶高程20~30cm。然后用粘土球封填。（4）洗井采用抽水法洗井。滤料填完以后，立即下泵进行抽水，抽至水清后再持续抽12小时，如水继续保持清澈即可认为是合格井。（5）下泵由于降水井布置的距离较大，而承压水头又较高，任何一台水泵不能正常工作都有可能导致水位上升，因此，应采用质量较好的水泵。（四）降水运行管理管井施工完成后，对管井设置明显标志，防止车辆、设备对管井造成破坏，配备足量的水泵和备用电源，在降水工作投入正常运行以后，尽量作到不停机，不使水位反弹。降水井设专人进行管理，定时检查出水量；出现其他异常情况，应分析原因，针对不同的情况进行处理。（五）停井及封井闸室底板、消力池浇筑