清水输水管道-降排水措施施工方案

清水输水管道-降排水措施施工方案本方案适用于平原区开槽施工的DN800DN2400钢筋混凝土清水输水管道工程，管线设计总长度12.6km，开槽施工段基底埋深范围3.2m9.6m，沿线工程地质自上而下划分为：①素填土层，厚度0.62.1m，压缩模量Es=4.2MPa，渗透系数k=5×10^-5cm/s；②粉质黏土层，厚度1.24.5m，压缩模量Es=6.8MPa，渗透系数k=3.2×10-5cm/s；③粉土层，厚度2.0~7.8m，压缩模量Es=11.5MPa，渗透系数k=2.1×10-3cm/s；④粉细砂层，厚度3.510.2m，压缩模量Es=13.2MPa，渗透系数k=1.8×10^-2cm/s；⑤中粗砂层，局部分布，厚度1.03.2m，渗透系数k=1.2×10^-1cm/s。沿线地下水为浅层潜水，稳定水位埋深0.72.6m，年水位变幅0.81.2m，管道基底全部位于地下水位以下0.5~4.2m，本次降排水核心目标为：将地下水位稳定降至管道基底以下不小于0.5m，保障干槽施工，控制边坡稳定，避免流沙、管涌、边坡失稳等风险，保护周边环境。

1降排水设计参数

1.1降水深度要求

根据《建筑与市政工程地下水控制技术标准》JGJ111-2016要求，沟槽降水深度按下式计算：

S=Hd-Hw+Δh

式中，S为设计降水深度（m）；Hd为管道基底埋深（m）；Hw为原稳定水位埋深（m）；Δh为安全超降深度，取0.5m（规范要求最小值）。

据此计算得，本工程不同埋深沟槽的降水深度要求：基底埋深3.25.0m浅槽，设计降水深度2.14.8m；基底埋深5.09.6m深槽，设计降水深度3.99.4m。

1.2渗透系数分区

根据沿线地质勘察结果，将全线划分为3个水文地质分区，对应降排水设计参数分区如下：

A区：k≤1×10-4cm/s，以素填土、粉质黏土为主，占管线总长18%；

B区：1×10-4cm/s＜k≤1×10-2cm/s，以粉土为主，占管线总长62%；

C区：k＞1×10-2cm/s，以粉细砂、中粗砂为主，占管线总长20%。

2降排水方案选型

结合水文地质条件、降水深度要求、工程经济性，分区确定降排水方案如下：

（1）A区：基底埋深＜5.0m的浅槽，采用明沟+集水井降排水，成本低，满足黏性土降水要求；基底埋深≥5.0m的深槽，采用单级轻型井点降水；

（2）B区：基底埋深＜5.0m的浅槽，采用明沟+集水井降排水；基底埋深5.0~7.0m的中深槽，采用单级轻型井点降水；基底埋深≥7.0m的深槽，采用二级轻型井点降水；

（3）C区：所有埋深的沟槽，均采用管井井点降水，适配砂层大渗透系数、大出水量的水文特点，从根源避免流沙发生。

3各类型降排水系统施工工艺

3.1明沟+集水井施工工艺

3.1.1布设参数

明沟设置于沟槽开挖坡脚外侧0.30.5m处，避免侵占开挖断面、影响边坡稳定性；明沟纵向坡度不小于0.2%，保证重力流可自流入集水井，无积水倒灌。明沟断面尺寸按汇水流量确定：汇水流量＜10m³/h的浅槽，采用梯形断面，底宽0.3m，沟深0.40.6m，边坡比1:1；汇水流量1030m³/h的深槽，底宽0.4m，沟深0.60.8m，边坡比1:1。

集水井沿沟槽纵向布置：A区黏性土间距3050m，B区粉土间距2030m，C区交界带间距不大于20m；沟槽转角、纵坡低点必须增设集水井，每段独立施工沟槽两端各设置1座。集水井直径不小于0.8m，深度比明沟底深0.51.0m，比设计降水水位深1.01.5m；井壁采用MU10砖砌筑或φ800mm钢筋混凝土管护壁，井底铺设0.30.5m厚粒径520mm碎石滤层，避免抽水时带走泥砂淤堵泵体、带动土体流动。

3.1.2施工流程

施工顺序遵循“先排水、后开挖”原则：先开挖低于原地下水位0.51.0m的排水沟与集水井，提前排出表层地下水，再分层开挖沟槽，分层厚度控制在1.52.0m，每开挖1层土体，同步将明沟、集水井向下延伸1层，始终保持排水系统领先开挖面0.5m以上，全程保障干槽作业。

排水设备选型：单井出水量范围525m³/h，配置流量1030m³/h、扬程10~15m的潜水排污泵，每井配置1台工作泵，每5井配置1台备用泵，满足故障切换要求。

3.2轻型井点降水施工工艺

3.2.1布设参数

轻型井点系统采用φ100φ127mm钢管作为降水总管，井点管采用φ38φ50mm无缝钢管，单级井点管长度57m，二级井点下层井点管长度57m、上层井点管长度45m；滤管长度不小于1.0m，本工程统一取1.21.5m，滤管孔隙率不小于20%，外包2层60目尼龙纱网，外绑φ2mm铁丝，绑扎间距15cm，防止泥砂进入滤管造成淤堵。

井点管布置于沟槽开挖上口线外侧1.01.5m处，避免沟槽开挖破坏井管、影响边坡整体稳定性；井点间距：B区粉土取1.21.6m，A区黏性土取1.6~2.0m；沟槽宽度＜6m、降水深度＜5m时采用单排布置，优先布置于地下水流上游侧；沟槽宽度＞6m或渗透系数较大时采用双排布置，沿沟槽两侧对称布置；降水深度＞6m时采用二级井点布置，先在上部布设一级井点降水，开挖至设计高程后，在槽底重新布设第二级井点，满足深度要求。

3.2.2施工要点

井点管埋设采用水冲法或振动沉管法，水冲法冲孔直径不小于300mm，冲孔深度比滤管底深不小于0.5m，避免泥砂沉淀堵塞滤管底端；井管就位后，周围空隙填充粒径0.5~2.0mm的粗砂作为滤层，滤层填至滤管顶以上1.0m后，顶部1.0m范围内填充黏土封堵密实，防止漏气降低真空度、影响降水效率。

井点管与总管之间采用高压软胶管连接，每根井点管设置独立控制阀门，可单独检修关闭；总管沿纵向坡向集水箱，坡度为0.2%0.5%，便于重力流排水；抽水设备采用射流泵，单套射流泵带动总管长度：单级井点70100m，二级井点50~80m，要求系统真空度不低于60kPa，保障降水效率满足设计要求。

3.3管井井点降水施工工艺

3.3.1布设参数

管井沿纵向布置间距：C区粉细砂层取1520m，中粗砂层取2025m；沟槽宽度＜4m、降水深度＜6m时可采用单排布置，布置于地下水流上游侧，其余工况采用双排布置，沿沟槽两侧对称布置；管井布设位置距离沟槽开挖上口线外侧不小于2.0m，避免影响边坡整体稳定性，防止井管随边坡位移破坏。

管井结构参数：成孔直径φ600mm，井管采用φ300mm钢筋混凝土滤水管，滤管孔隙率15%20%，滤管外先包2层100目铜纱网，再包1层40目尼龙网，用12号铁丝绑扎，绑扎间距0.5m，既保证透水，又阻挡细砂进入井内；井管底部设置1.0m长不透水沉砂管，井底深度比设计降水水位深不小于2.0m，满足沉砂要求，避免沉砂埋没泵体。井孔与井管之间的环形间隙填充粒径25mm的磨圆石英砂滤料，从井底连续填充至滤管顶以上1.0m，顶部填充黏土封井，封井厚度不小于3.0m，防止地表水渗入井内，降低降水效果。

3.3.2施工要点

成孔采用反循环回转钻机成孔，泥浆护壁，泥浆比重控制在1.151.20，保持孔壁稳定，避免塌孔；成孔垂直度偏差不大于1%，孔深偏差不小于设计深度，超深不大于0.5m，井径偏差控制在+50+100mm，满足下管要求。

成孔下管填滤料完成后，24h内必须完成洗井，采用活塞洗井+空压机洗井联合工艺：先下入活塞反复抽拉，破坏孔壁泥浆，清除孔内泥浆沉淀，再采用空压机送风洗井，直到出水变清，出水含砂量小于1/10000（体积比）为止，避免长期抽水带出砂层导致地面沉降。

抽水设备采用潜水泵，单井出水量范围1050m³/h，配置流量2060m³/h、扬程2030m的潜水泵，泵体安装在设计降水水位以下1.52.0m处，距离井底不小于1.0m，避免沉砂埋泵；每井配置1台工作泵，每10井配置1台备用泵。

4场外排水与防排水系统布设

4.1场内排水系统

所有降水排出的地下水、沟槽汇集的雨水、施工废水统一汇入沿施工便道一侧布设的主排水明渠，主排水明渠断面为梯形，底宽0.6m，顶宽1.2m，深度0.8m，纵向坡度不小于0.1%，局部低洼段设置中转集水井，采用泵提升排入主渠，避免局部积水。

主排水明渠末端设置三级沉淀池，总容积不小于50m³，其中一级沉淀池容积20m³、二级20m³、三级10m³，水流经三级沉淀去除泥沙后，澄清出水排入沿线现有市政雨水管网或天然沟渠；沉淀池每3天清淤1次，淤泥运至指定弃土场处置，避免堵塞排水管网、造成河道淤积。

4.2地表与边坡防排水

沟槽开挖边坡顶部，距离上口线1.0m处填筑挡水堤，挡水堤高度不小于0.3m，顶宽0.5m，防止地表径流流入沟槽冲刷边坡；开挖边坡采用无纺布+塑料膜全覆盖，防止雨水渗入边坡土体、降低土体抗剪强度，避免滑坡；沟槽顶部周边坑洼及时平整压实排除积水，施工便道做2%横坡排水，雨天在边坡设置横向排水槽，间距20m，将坡面积水引排至槽外主渠。

4.3应急排水设施

沿沟槽每100m设置1座应急集水井，深度比基底深1.5m，配置流量不小于50m³/h的备用潜水泵，雨季或地下水突增时启用；提前收集7天天气预报，雨天提前24h加大抽水力度，预降地下水位0.5m，预留水位上涨空间，槽内每50m预布设排水软管，随时可接入泵体抽排积水。

5降水运行与维护管理

1.试抽水：所有降水系统施工完成后，进行不少于24h的试抽水，检查出水是否正常，有无淤塞、漏气、真空度不足等问题，记录水位下降速度、出水量，确认周边无异常沉降后，方可正式运行。

2.提前降水：正式开挖沟槽前7~10d启动降水，待水位连续3d稳定降至设计要求（基底以下0.5m）后，方可开始开挖作业；开挖过程中降水连续运行，不得中断，直到管道安装完成、回填至地下水位以上1.0m后，方可停止降水，拔除井管。

3.日常监测维护：安排专人24h值班，每日早、晚各观测1次水位、出水量，记录数据绘制降深曲线；发现水位降深达不到设计要求时，立即排查原因，对淤塞井点进行疏通，无法疏通的补打井点；真空降水每日检测真空度，真空度低于60kPa时及时封堵漏气点；管井每日检查出水含砂量，含砂量超标时立即停抽检修，防止流沙带出引发地面沉降；所有水泵每月保养1次，备用泵每周试启动1次，随时可投入运行；施工区域配备1台50kW自备发电机，停电后15min内恢复供电，保证降水连续运行，避免水位回升引发边坡失稳。

6质量与周边环境控制要点

1.降水深度控制：稳定水位必须低于基底设计标高0.5m以上，严禁带水开挖，允许超降深度不大于1.0m，避免过度