某熱電廠汽車卸煤溝降水工程監(jiān)控方案

新建2×330MW熱電聯(lián)產(chǎn)項目汽車卸煤溝降水施工方案2010年6月9日目錄HYPERLINK\l"_Toc265536511"1.序言1HYPERLINK\l"_Toc265536512"2.編制方案的目的及參考依據(jù)1HYPERLINK\l"_Toc265536513"3.項目概況2HYPERLINK\l"_Toc265536514"4.廠址區(qū)水文地質(zhì)條件2HYPERLINK\l"_Toc265536515"4.1區(qū)域水文地質(zhì)條件2HYPERLINK\l"_Toc265536516"4.2廠址區(qū)水文地質(zhì)條件4HYPERLINK\l"_Toc265536517"4.3抽水試驗成果統(tǒng)計、分析計算5HYPERLINK\l"_Toc265536518"5.降水井施工方案7HYPERLINK\l"_Toc265536519"5.1降水施工方案主導思路8HYPERLINK\l"_Toc265536520"5.2降水施工方案8HYPERLINK\l"_Toc265536521"5.3降水井和降水坑布置方案9HYPERLINK\l"_Toc265536522"降水井井深確定9HYPERLINK\l"_Toc265536523"降水井井距確定9HYPERLINK\l"_Toc265536524"降水坑10HYPERLINK\l"_Toc265536525"5.4降水井單井設計10HYPERLINK\l"_Toc265536526"5.5排水方法及措施11HYPERLINK\l"_Toc265536527"方法選擇11HYPERLINK\l"_Toc265536528"明溝的施工方法11HYPERLINK\l"_Toc265536529"6.降水施工預算12HYPERLINK\l"_Toc265536530"7.結(jié)論與建議12HYPERLINK\l"_Toc265536531"7.1結(jié)論12HYPERLINK\l"_Toc265536532"7.2建議131.序言****有限公司（以下簡稱業(yè)主）立項新建的熱電廠位于***部、***一分場六連東北側(cè)。廠址區(qū)處于***河西岸、山前沖洪積扇扇緣溢出帶，地下水水位較高,潛水埋深1.1～1.3m。新建電廠汽車卸煤溝基礎底面設計標高為±0.00以下-5.00～-13.50m，受較高的地下水水位限制，基礎無法施工。為趕工期、趕進度，保障汽車卸煤溝基礎順利施工，業(yè)主及施工總承包單位****集團提出采用基坑降水方案。****集團承擔新建電廠汽車卸煤溝基坑降水方案編制工作，負責基坑降水施工任務。2.編制方案的目的及參考依據(jù)編制降水方案的目的是通過對新建熱電廠所處地域的水文地質(zhì)條件分析，判明廠區(qū)地層結(jié)構(gòu)、含水層分布情況及其富水性，明確指出需降水目的含水層，有針對性的制定出施工可操作性強，經(jīng)濟合理，工期盡量短的降水施工方案，為業(yè)主及施工總承包單位最終決策提供依據(jù)。降水施工編制方案參考的主要依據(jù)如下:（1）《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》；（2）《市政排水設計規(guī)范》；（3）《供水管井技術(shù)規(guī)范》；(4)《機井技術(shù)規(guī)范》；(5)《水利水電工程鉆孔抽水試驗規(guī)程》；(6)本次施工的降水井鉆探資料；(7)***地勘院做的降水井抽水試驗成果資料；(8)***院做的電廠施工設計資料。3.項目概況新建熱電廠位于****西岸，夾河子水庫西約900m。汽車卸煤溝基礎為矩形，長度178.00m，基礎底面標高為±0.00以下-5.00～-13.50m。根據(jù)施工設計方案，基礎施工采用大開挖方案，基坑開挖臨時邊坡按1:1.0放坡，基坑開挖外輪廓線以建筑物紅線為基線外擴，基坑開挖外輪廓線三次放坡。按照基坑降水相關規(guī)范要求，經(jīng)過降水后的地下水水位應低于建筑物基礎底面標高以下-1.5m，因此，本次降水施工的地下水水位必須保證在±0.00以下-15.00m。4.廠址區(qū)水文地質(zhì)條件4.1區(qū)域水文地質(zhì)條件新建熱電廠處于***河山前沖洪積平原中下部，位于沖洪積扇緣潛水溢出帶。整體地勢東南高，西北低，地形平緩，自然坡降5.8‰～6.9‰。據(jù)現(xiàn)有水文地質(zhì)、物探資料及***地勘院資料，第四紀沉積物厚度超過400m，地下水類型均屬于第四紀孔隙水。在300m深度內(nèi)，地層結(jié)構(gòu)為粉土、沙礫石、粉質(zhì)粘土、中粗砂交互沉積。地下水類型上部為潛水、下部為多層結(jié)構(gòu)的承壓水。潛水含水層底板埋深為10～25m，底板巖性為粉土、粉質(zhì)粘土等，分布不穩(wěn)定，含水層巖性主要為砂礫石，中粗砂。越往北部下游地區(qū)，含水層巖性顆粒逐漸變細為細砂、粉細砂層。承壓含水層位于潛水含水層之下，隔水層頂板埋深15～30m。承壓含水層單層厚度5～10m，由于最近幾年上游開發(fā)地下水力度較大，引洪渠以南，承壓水已不能自流；引洪渠以北，由于地勢降低和承壓水的壓力頂板變厚，承壓水自流，水頭在+1.00～+3.00m。廠址所在區(qū)域地下水的補給源主要為來自上游含水層的側(cè)向徑流補給，該補給量主要進入承壓水含水層壓；其次是夾河子水庫水和瑪納斯河洪水期河水的滲漏補給以及灌溉水入滲補給，另外還接受少量的大氣降雨（雪）的入滲補給。特別在豐水年份，降雨和冰雪融化水對潛水水位的抬升影響較大。地下水的排泄除部分潛水通過沖溝、泉溪和排水渠排泄、潛水蒸發(fā)及通過下游斷面排泄外，人工開采已成為主要的排泄方式。地下水流自東南向東北方向徑流，水平方向徑流較好，水力坡度4.3‰～5.8‰，垂直方向上徑流相對較弱，局部區(qū)域存在承壓水通過天窗向潛水越流補給現(xiàn)象。潛水埋深自東南向西北變淺，一般1～3m。據(jù)地下水動態(tài)長期觀測資料，主動態(tài)類型要屬開采－氣候型動態(tài)，冬、春季水位較高，開采期水位逐漸降低。潛水水位年變幅為1.5m，今年春季受降雪量大的影響，潛水水位較往年有所上升。人工開采目的含水層主要為承壓水，近幾年隨著地下水開采量的加大，承壓水水頭呈下降趨勢，年平均水頭下降0.25～0.35m。4.2廠址區(qū)水文地質(zhì)條件為查明新建熱電廠址水文地質(zhì)條件，獲取降水施工所需的水文地質(zhì)參數(shù)，業(yè)主委托***地勘院進行了主廠房場地的水文地質(zhì)勘察工作。我公司負責施工降水試驗機井，協(xié)助***地勘院技術(shù)人員進行抽水試驗工作?？辈旃ぷ鞴彩┕ち?眼試驗井，設計深度均為30m，孔徑750mm，井徑426mm。4眼機井分布位置情況是：主廠房東南角，西南角各1眼，主廠房北側(cè)中段1眼，靠近汽車卸煤溝部位1眼（見降水井分布位置圖）。每個主井附近都施工了1～3眼觀測孔。施工過程中，首先施工的是ZK1、ZK4號井，查明主廠房場地在30m深度內(nèi)地層結(jié)構(gòu)大致分為5層：第一層為粉土（粉質(zhì)粘土），厚度1.8～5.0m；第二層為砂礫石、含礫中粗砂，頂板埋深1.8～5.0m，厚度4.0～8.2m；第三層為粉土（粉質(zhì)粘土），局部與細砂互層，頂板埋深9.0～10m，厚度5.0～8.0m；第四層為砂礫石、含礫中粗砂，頂板埋深15.0～18.0m，厚度6.0～9.0m；第五層為粉質(zhì)粘土，頂板埋深22～24m，沒有完全揭穿該層，施工至設計深度就終孔了（地層結(jié)構(gòu)見水文地質(zhì)剖面圖）。成井完畢后進行了多孔抽水試驗。抽水試驗結(jié)果表明，ZK1、ZK4號機井單井流量56～94m3/h，主井降深8.4～10.9m，觀測孔降深0.43～0.79m，單位涌水量1.8～2.4L/s.m，屬于中等富水區(qū)。***地勘院經(jīng)過對鉆探資料和抽水試驗結(jié)果初步分析認為30m勘探深度內(nèi)分布2層含水層，上部為潛水含水層，含水層巖性為砂礫石、含礫中粗砂，厚度4.0～8.2m；下部為承壓水含水層，含水層巖性為砂礫石、含礫中粗砂，厚度6.0～9.0m；抽水試驗是對潛水、承壓水混合含水層進行的試驗，單井流量較大，鑒于此，***地勘院調(diào)整工作方案并出具了設計變更，ZK2、ZK3號井施工只針對潛水含水層進行降水試驗，井深調(diào)整為12～15m，其它參數(shù)保持不變。通過對ZK2、ZK3號井施工、試驗，查明潛水含水層水位埋深1.1～1.3m，單井流量4～12m3/h，主井降深10.2～11.1m，觀測孔降深0.20～0.98m，單位涌水量0.33L/s.m，屬于一般富水區(qū)。4.3抽水試驗成果統(tǒng)計、分析計算抽試驗結(jié)果見表4-1。本次勘察工作分別對潛水含水層和潛水、承壓水混合含水層進行了抽水試驗，降水井所需水文地質(zhì)參數(shù)主要為滲透系數(shù)（K），單位涌水量（q），影響半徑（R），依據(jù)主廠房場地水文地質(zhì)條件，參考《水文地質(zhì)手冊》，水文地質(zhì)參數(shù)計算采用的計算公式如下：(1).潛水完整井參數(shù)計算公式①潛水完整井穩(wěn)定流多孔求參公式:（一個觀測孔）（二個觀測孔）②影響半徑的計算公式一：③潛水完整井影響半徑計算公式二：（一個觀測孔）（二個觀測孔）(2)潛水-承壓水完整井參數(shù)計算公式①潛水-承壓水完整井穩(wěn)定流單孔求參公式:②影響半徑的計算公式式中：H:潛水含水層厚度(m)；K:滲透系數(shù)(m/d)；Q:抽水井涌水量(m3/d)；S:抽水試驗井的降深(m)；S1、S2:觀測孔水位降深(m)；r1、r2:抽水孔至觀測孔的距離(m)；M:承壓含水層厚度(m)；R:抽水井的影響半徑(m)；rω:抽水井的井半徑(m)；水文地質(zhì)參數(shù)計算結(jié)果見表4-2。5.降水井施工方案通過對4眼降水試驗井勘探、試驗結(jié)果分析對比，查明了30m勘探深度內(nèi)分布2層含水層，潛水含水層頂板埋深1.8～5.0m，底板埋深9.0～10.0m,潛水含水層厚度4.0～8.2m；承壓水含水層頂板埋深15.0～18.0m，承壓水含水層厚度6.0～9.0m；兩層含水層之間由透水性較弱的粉土、粉質(zhì)粘土層相隔，水力聯(lián)系微弱，承壓水含水層富水性好于上部潛水含水層。依據(jù)設計資料，汽車卸煤溝基礎底面標高為-5.0～-13.50m，埋深較大，基坑最大降水深度達到了潛水含水層的底板以下，為滿足汽車卸煤溝基礎施工要求，不但要把潛水含水砂礫石層中的水疏干，還要把承壓水頂板的粉質(zhì)粘土層中的水部分疏干，根據(jù)主廠房抽水試驗結(jié)果，潛水含水層富水性一般，單井流量較小，承壓水含水層富水性屬中等富水，單井流量較大。綜合上述分析，本次降水施工方案針對潛水含水層和承壓水含水層兩層含水層。5.1降水施工方案主導思路本次降水施工的主導思路是依據(jù)水文地質(zhì)勘探、試驗資料首先確定降水目的含水層。前文已分析得出結(jié)論，潛水含水層富水性一般，埋藏淺，其補給水源主要為側(cè)向補給量、水庫滲漏補給量、河道滲漏補給量。承壓水含水層富水性屬中等富水，其補給源主要為上游地下水側(cè)向補給。由于汽車卸煤溝基坑挖深較大，為±0.00m以下-13.50m，基坑降水的關鍵是：不但要切斷汽車卸煤溝基坑周圍潛水含水層的補給水源，還要截斷層壓含水層的補給源，將承壓水水位降低，以達到把承壓水頂板的粉土或粉質(zhì)粘土層中的部分水疏干，因此，汽車卸煤溝基坑降水方案采用井點降水。5.2降水施工方案方案選擇：本工程采用單井點降水，在汽車卸煤溝基礎外廓線四周呈矩形布置2排降水井（具體見降水井布置圖）。通過井群抽水將汽車卸煤溝基坑外圍補給水源排走，逐漸形成降落漏斗，阻止水源進入基坑，從而達到降低地下水水位的目的。該方案的優(yōu)點是：降水井施工工期短，無需大型機械設備，施工力量容易組織；在抽水期間可與基礎施工同步進行，邊降水，邊開挖基坑，降水水位至基礎底面標高以下-1.50m即可進行基礎土建施工?；A施工至地下水位以上即可終止降水，對工期不會造成延誤。利用降水井抽水降低潛水位和承壓水位，抽水5～7天，基坑內(nèi)地下水位開始下降，首先排走潛水含水層砂礫石中蘊含的地下水，隨后隨著承壓水位的降低，在重力作用下逐步疏干承壓含水層頂板粉土和粉質(zhì)粘土層中的重力水，待地下水水位下降至-15.00m后，即可開展基坑開挖工作，此時基坑粉土層中會有部分重力飽和水未能完全疏干，解決辦法是在基坑地勢相對較低的北側(cè)開挖集水井（坑），用污水泵將積水排走，該項工作結(jié)合基坑開挖深度逐步開展，明水用水泵排走，土層中的部分飽和水通過晾曬蒸發(fā)排走。集水井（坑）的深度、位置可依據(jù)基坑內(nèi)積水情況隨時增減數(shù)量和調(diào)整位置。5.3降水井和降水坑布置方案降水井井深確定由于汽車卸煤溝基礎最大埋深為-13.50m，部分基坑深度為-5.00m，因此降水方案是針對潛水含水層和承壓水含水層兩層含水層，為截斷汽車卸煤溝基坑外圍的地下水補給水源，包括潛水來源和承壓水補給源，阻止水源進入基坑，由于承壓水富水性較好，補給源較豐富，因此必須在整個基坑周圍形成一個完整的降水漏斗，從而達到降低地下水水位的目的。根據(jù)卸煤溝的基礎埋置深度不同，在基礎埋深較大的部位中部和西部布置潛水-承壓水降水井（32眼），深度為27.00～30.00m；在卸煤溝東頭基礎埋深較小部位布置少量的潛水完整井降水井（4眼），深度為15.00m。5.3.2降水井井距確定根據(jù)抽水試驗結(jié)果，潛水完整井單井流量12m3/h，滲透系數(shù)（k）24.66m/d，影響半徑(R)27.92m；潛水-承壓水完整井單井流量60～90m3/h，滲透系數(shù)（k）13～40m/d，影響半徑(R)60～140m，降水井之間的井距依據(jù)降水井抽水試驗成果取得的水文地質(zhì)參數(shù)確定。降水井圍繞汽車卸煤溝基坑四周布設。第一排降水井之間的井距為15.7m～19.4m，在卸煤溝基礎西部緊貼基坑邊布置，井距為15.7m，在卸煤溝基礎東部降水井距基礎外邊線3.00～8.00m，井距為19.4m。第二排降水井之間的井距為30.0m，降水井距卸煤溝西部基礎外邊線15.75m(見降水井布置方案圖)。潛水-承壓水降水井32眼，井深27～30m；潛水完整井降水井4眼，井深131～5.0m；共需布置36眼降水井，排水量約3600m3/h。5.3.3降水坑現(xiàn)場降水主要采用井點降水外，汽車卸煤溝基礎在土方開挖過程中，由于粉土透水性差，粉土中的重力水降水過程較慢，計劃在汽車卸煤溝基礎開挖外廓線和降水井之間的北側(cè)設置2個5×5m的降水坑，將汽車卸煤溝基坑中的明水排入降水坑利用水泵抽水進行降水。5.4降水井單井設計潛水-承壓水降水井依據(jù)承壓水含水層底板埋深確定井深，設計井深27～30m，井深應穿透層壓含水層，進入承壓含水層底板的粉土、粉質(zhì)粘土層2～3m，水泵泵頭放置在承壓含水層以下2～3m，確保井內(nèi)水位降深達到-15.00m。受場地內(nèi)地層厚度分布不均的限制，在施工時井深應靈活掌握，其原則是不能穿透承壓水含水層底板的粉土、粉質(zhì)粘土層。潛水完整井降水井依據(jù)潛水含水層底板埋深確定井深，設計井深13～15m。井深應穿透潛水含水層，進入含水層下部的粉土層2～3m，水泵泵頭放置在含水層底板以下2～3m，其原則是不能進入承壓水含水層。施工機械為CZ-22或CZ-30沖擊鉆。開孔及終孔直徑不小于600mm，一徑到底。井管為直徑325×5mm的鋼卷管或螺旋鋼管?；ü芊胖迷诤畬硬课?，采用纏絲過濾器，絲距1～1.5mm，空隙率23～25%。潛水含水層中的濾水管長度6～8m，承壓水含水層中的濾水管長度6～10m，濾水管總長度為12～18m,可根據(jù)含水層實際厚度適當調(diào)整濾水管長度。濾水管下部設置與井管同徑的沉淀管，其長度為2～3m。洗井時間不少于2個臺班。潛水-承壓水降水井水泵配泵型號為200QJ80-40，濾料規(guī)格為4～6mm的河床砂，每眼井數(shù)量不少于10m3。潛水完整井水泵，水泵配泵型號為QY25-17-2.2，濾料規(guī)格為4～6mm的河床砂，每眼井數(shù)量不少于5m3。洗井時間不少于2個臺班。5.5排水方法及措施方法選擇本工程排水主要采用明溝排水，將抽出的地下水和汽車卸煤溝基坑內(nèi)的水匯入排水溝排走。在排水溝穿過道路處埋設600mm管徑的鋼管。明溝的施工方法排水溝采用上口寬800mm,下口寬500mm，先用挖掘機在降水井外圍2m外開挖排水渠，然后人工修整，溝底和溝壁用1:3水泥砂漿抹面，最后在整個排水溝內(nèi)鋪設一層防滲膜。6.降水施工預算降水施工預算包括降水井施工費、排渠開挖土方費、材料費、降水運行費四大部分。7.結(jié)論與建議7.1結(jié)論（1）通過降水井施工及抽水試驗基本查明場地地層結(jié)構(gòu)為：第①層粉土（粉質(zhì)粘土），厚度1