降水工程施工組織設(shè)計(jì)方案

/一、工程概況（略）二、設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)三、地質(zhì)條件四、降水目的五、工作量布置依據(jù)及工作量六、降水井構(gòu)造和設(shè)計(jì)要求七、成井（孔）施工工藝和技術(shù)要求八、降水運(yùn)行九、投入主要機(jī)械設(shè)備十、施工管理人員及勞動(dòng)力配備十一、附圖表一、工程概況（略）二、設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)擬建車(chē)站總長(zhǎng)160兩端頭井寬為23主車(chē)道（標(biāo)準(zhǔn)段）寬為18.404、車(chē)站結(jié)構(gòu)接受鋼筋混凝土地下連續(xù)墻加鋼支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，連續(xù)墻刃腳深：端頭井為26.00m左右，相應(yīng)確定標(biāo)高為標(biāo)準(zhǔn)段為23.00m左右，相應(yīng)確定標(biāo)高為-19.81m；5、依據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程的結(jié)構(gòu)施工（包括挖土施工），接受明開(kāi)挖依次法施工?；娱_(kāi)挖深度分別為：(1)主體通道（標(biāo)準(zhǔn)段）：開(kāi)挖深度為12.48～12.74m，基底確定標(biāo)高為-9.29～-9.55m(2)西端頭井：開(kāi)挖深度為14.25m左右,基底-11.06(3)東端頭井：開(kāi)挖深度為14.57m左右-11.38(4)出入口開(kāi)挖深度8.00m左右，基底確定標(biāo)高為-4.81m,出入口開(kāi)挖深度相對(duì)較淺。故本次降水不考慮布置降水井。6、本方案接受地面確定標(biāo)高為+3.19m。

三、地質(zhì)條件（一）地層狀況層序地層名稱層頂標(biāo)高（m）層頂埋深（m）厚度γm重度γkN/m3①-1層雜填土+2.400.800.80①-2層素填土+1.801.400.60②-1層褐黃色粉質(zhì)粘土0.003.201.8018.60②-3a層灰色粘質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土-5.208.405.2018.10③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土-6.509.701.3017.30④層灰色淤泥質(zhì)粘土-12.9016.106.4016.70⑤-1灰色粘土-16.1019.303.2017.30⑤-1b層灰色粉質(zhì)粘土-20.8024.004.7018.00⑤-2層灰色砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土-35.3038.5014.5017.90⑤-3層灰色粉質(zhì)粘土鉆至40.00m未穿19.30（二）水文地質(zhì)條件1、依據(jù)上述地層狀況，按其水文地質(zhì)特性，地下水類型為潛水型，地下水位主要受大氣降水、蒸發(fā)的影響的而變更，地下水位平均深度為0.50～0.70m左右，相應(yīng)的確定標(biāo)高為+22、由于受鉆探孔深度的限制性，在地表以下40m的范圍內(nèi)未鉆見(jiàn)上海地區(qū)普遍分布的第⑦層砂質(zhì)粉土及粉細(xì)砂層（第Ⅰ含水層），故沒(méi)有本場(chǎng)地承壓含水層的水文地質(zhì)資料，因此，只能參考區(qū)域的水文地質(zhì)資料。經(jīng)查本場(chǎng)地的第⑦層承壓含水層頂板的埋藏深度一般在45m以下。其滲透系數(shù)K值一般在10-4～10-3cm/s的范圍內(nèi)，按其特性屬透水性較好的含水層，承壓水水頭高度一般在地表以下8.00～10.00m左右，其相應(yīng)的確定標(biāo)高為-5.00～四、降水目的依據(jù)本工程的基坑開(kāi)挖及基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)施工的要求，本次降水的目的：1、通過(guò)降水剛好疏干開(kāi)挖范圍內(nèi)土層的地下水，使其得以壓縮固結(jié)，以提高土層的水平抗力，防止開(kāi)挖面的土體隆起。2、在基坑開(kāi)挖施工時(shí)做到剛好降低連續(xù)墻內(nèi)基坑中的地下水位，保證基坑的干開(kāi)挖施工的順當(dāng)進(jìn)行。對(duì)本場(chǎng)地基坑底部發(fā)生突涌的可能性作出評(píng)價(jià)。五、工作量布置依據(jù)及工作量（一）基坑底突涌的可能性評(píng)價(jià)1、基坑底板穩(wěn)定性評(píng)價(jià)條件：承壓水上覆不透水層的厚度H應(yīng)滿足下式要求：H·≥Fs·γw·h/γs式中：H—承壓水上覆不透水層的厚度（m）,基坑底板深度為19.00m，承壓含水層的頂板深度為28.50m，則：H=9.50m;γs—基坑底以下不透水層的土的加權(quán)平均重度（KN/m3）,取18.15KN/m3；h—承壓水頭高于承壓含水層頂板的高度（m），承壓含水層的頂板深度為45.00m，承壓水頭高度取地表以下10.00m，則：h=45.00-10γw—水的重度（KN/m3），取10KN/m3；Fs—平安系數(shù)，一般為1.0～１.2,取1.1；2、評(píng)價(jià)結(jié)果：H≥1.10×10.00×35.00/18.15=213、評(píng)價(jià)結(jié)果分析依據(jù)上述驗(yàn)算結(jié)果分析：當(dāng)本工程基坑開(kāi)挖至地表以下15.00m左右時(shí)，若上覆承壓水不透水層的厚度大于21.20m時(shí)，基坑底不會(huì)發(fā)生突涌，而本工程的上覆不透水層的厚度要大于30m，故基底是穩(wěn)定的，因此，本工程對(duì)承壓水可不考慮實(shí)行減壓抽水措施。（二）降水井工作量布置依據(jù)1、基坑內(nèi)抽水量的估算1）地下水容積儲(chǔ)存量的計(jì)算：計(jì)算式：W=μ·V或W=μ·A·h式中：W—容積儲(chǔ)存量(m3)V—含水層體積(m3)，V=基坑面積A×降水深度h（即潛水靜止水位至基坑底板以下1.00m）；μ—含水層的給水度（粉砂和粘土給水度閱歷值為0.10～0.15）(供水文地質(zhì)手冊(cè)\其次冊(cè))，本次依據(jù)上部土層的性質(zhì)取：μ=0.10。a.基坑面積（A）計(jì)算①東端頭井面積：320.92ⅱ②西端頭井面積：32ⅲ③主車(chē)道面積：24基坑面積A=3078m2b.降水深度（h）計(jì)算h=基坑開(kāi)挖平均深度13.60m+1.00=14.1由上述參數(shù)計(jì)算地下水容積儲(chǔ)存量如下：W=μ·A·h=0.10×3078×14.10=4340m2）地下水垂直補(bǔ)給量的計(jì)算：計(jì)算式：Qj=kZ·A·I式中:Qj—地下水垂直補(bǔ)給量（m3/d）；kZ—垂直滲透系數(shù)（m/d），粘性土的滲透系數(shù)依據(jù)閱歷取0.05m/d(供水水文地質(zhì)手冊(cè)\其次冊(cè))；A—逕流補(bǔ)給斷面積(m2)，即基坑面積；I—水力坡度，I=（h2-h1）/L，其中：h1—下伏含水層水頭高度（m），依據(jù)閱歷取地表以下10h2—基坑底板的深度（m），取平均深度13.60L—補(bǔ)給含水層頂板至基坑底板的距離(m)；取10.4則：水力坡度I=（13.60-10.00)/10.40=0.35；由上述參數(shù)計(jì)算地下水垂直補(bǔ)給量Qj如下：Qj=Kz·A·I=0.05×3078×0.35=54m3）基坑抽水量的確定原則本基坑的出水量主要包括地下水的儲(chǔ)存量、地下水的垂直補(bǔ)給量和降雨量，由于對(duì)降雨量目前無(wú)資料估測(cè)，且依據(jù)上部潛水含水層的透水性較弱的特性，在短時(shí)期內(nèi)因降雨滲入地層內(nèi)的滲入量不會(huì)很多，因此，本次對(duì)基坑的抽水量確定、井?dāng)?shù)設(shè)計(jì)和抽水泵的選擇只考慮地下水的儲(chǔ)存量和垂直補(bǔ)給量，對(duì)于降雨量的排出，接受明排水的施工措施來(lái)解決。2、坑內(nèi)降水井?dāng)?shù)量的布置n=A/a井式中：n—井?dāng)?shù)(口)；A—基坑降水面積(m2)；a井—單井有效抽水面積(m2)；依據(jù)我公司的降水施工閱歷在上海地區(qū)第⑦層以上的以粘性土為主的潛水含水層的特性單井有效抽水面積a井一般為150m2～250m2即：n=A/a井=3078/200=15.39則擬定16口。3坑內(nèi)降水井工作量設(shè)計(jì)結(jié)果分析1）由上述計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)如下：①地下水容積儲(chǔ)存量W=43②地下水垂直補(bǔ)給量Qj=54m3/d③降水井16口；2）抽水量計(jì)算當(dāng)選用QDX3-20-0.75型流量為3.0m3/h的潛水泵抽水時(shí)：每天抽水量Q抽=3×16×24=1152m其中包含每天的垂直補(bǔ)給量Qj=54m3因此每天抽取地下水的儲(chǔ)存量W抽為：W抽=Q抽-QJ×1天=1152–54=1098m3）抽水天數(shù)計(jì)算抽水天數(shù)t=總儲(chǔ)存量W÷每天抽取的儲(chǔ)存量W抽=4340÷1098=4天4）從以上計(jì)算結(jié)果可知：當(dāng)16口降水井全部抽水時(shí)，4天后就能將基坑內(nèi)的地下水疏干，但由于本場(chǎng)地的潛水含水層的滲透性較差，地層內(nèi)每天的出水量難以滿足每臺(tái)泵72m3/d的抽水實(shí)力的要求，即每臺(tái)泵的抽水將是間續(xù)抽水，因此按每天抽水12個(gè)小時(shí)計(jì)，則經(jīng)抽水8天后基坑內(nèi)的地下水即可疏干，因此,上述布置的井?dāng)?shù)完全能滿足（三）工作量布置依據(jù)本次降水目的和要求、水文地質(zhì)條件及基坑開(kāi)挖的深度等因素，并對(duì)本工程基坑內(nèi)的地下水的出水量進(jìn)行了計(jì)算以及對(duì)基坑底板突涌的可能性進(jìn)行了評(píng)價(jià)驗(yàn)算，本次降水工作量的布置只在基坑內(nèi)布置疏干降水井，不需布置減壓抽水井。疏干降水井布置如下：共布置16口降水井，詳見(jiàn)“降水井平面布置圖”（圖1）。1、主體通道：布置12口降水井，井深17.00m，見(jiàn)“降水井結(jié)構(gòu)圖”（圖22、東、西端頭井：布置4口降水井，井深19.00m,見(jiàn)“降水井結(jié)構(gòu)圖”（圖3六、降水井構(gòu)造和設(shè)計(jì)要求1、井口：井口應(yīng)高于地面以上0.50m，以防止地表污水滲入井內(nèi)，一般接受優(yōu)質(zhì)粘土或水泥漿封閉，其深度不小于4.00m；2、井壁管：井壁管均接受焊接鋼管，井壁管直徑為φ250mm；（內(nèi)徑）；3、過(guò)濾器（濾水管）：接受橋式濾水管，濾水管外均包一層30目～40目的尼龍網(wǎng)，濾水管的直徑和井壁管的直徑相同；4、沉淀管：沉淀管主要起到過(guò)濾器不致因井內(nèi)沉砂堵塞而影響進(jìn)水的作用，沉淀管接在濾水管底部，直徑和濾水管相同，長(zhǎng)度為1.00m，沉淀管底口用鐵板封死；5、填礫料（綠豆砂或瓜子片）：從井底向上至地表以下10.00m圍填瓜子片，在瓜子片圍填面以上圍填顆粒磨圓度較好的4#砂（綠豆砂），填至地表以下3m6、填粘性土封孔：在綠豆砂的圍填面以上接受優(yōu)質(zhì)粘土圍填至地表并夯實(shí)，并做好井口管外的封閉工作；7、各井的結(jié)構(gòu)及過(guò)濾器的安裝部位見(jiàn)“降水井結(jié)構(gòu)圖（圖2～圖3）。七、成井（孔）施工工藝和技術(shù)要求成孔施工機(jī)械設(shè)備選用QJ150-1型工程鉆機(jī)及其配套設(shè)備。接受正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)泥漿護(hù)壁的成孔工藝及下井壁管、濾水管，圍填填礫、粘性土等成井工藝。成井工藝流程如下：1、測(cè)放井位：依據(jù)降水井平面布置圖測(cè)放井位，當(dāng)布設(shè)的井點(diǎn)受地面障礙物或施工條件的影響時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可作適當(dāng)調(diào)整；2、埋設(shè)護(hù)口管：護(hù)口管底口應(yīng)插入原狀土層中，管外應(yīng)用粘性土和草辮子封嚴(yán)，防止施工時(shí)管外返漿，護(hù)口管上部應(yīng)高出地面0.10m～0.30m；3、安裝鉆機(jī)：機(jī)臺(tái)應(yīng)安裝穩(wěn)固水平，大鉤對(duì)準(zhǔn)孔中心，大鉤、轉(zhuǎn)盤(pán)和孔的中心三點(diǎn)成一線；4、鉆進(jìn)成孔：開(kāi)孔孔徑為φ500mm，一徑原委。鉆進(jìn)開(kāi)孔時(shí)應(yīng)吊緊大鉤鋼絲繩，輕壓慢轉(zhuǎn)，以保證開(kāi)孔鉆進(jìn)的垂直度，成孔施工接受孔內(nèi)自然造漿，鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿密度限制在1.10～1.15，當(dāng)提升鉆具或停工時(shí)，孔內(nèi)必需壓滿泥漿，以防止孔壁坍塌；5、清孔換漿：鉆孔鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在提鉆前將鉆桿提至離孔底0.50m，進(jìn)行沖孔清除孔內(nèi)雜物，同時(shí)將孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)至1.10，孔底沉淤小于30cm，返出的泥漿內(nèi)不含泥塊為止；6、下井管：管子進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)檢查過(guò)濾器的縫隙是否符合設(shè)計(jì)要求。下管前必需測(cè)量孔深，孔深符合設(shè)計(jì)要求后，起先下井管，下管時(shí)在濾水管上下兩端各設(shè)一套直徑小于孔徑5cm的扶正器（找正器），以保證濾水管能居中，井管焊接要堅(jiān)實(shí)，垂直，下到設(shè)計(jì)深度后，井口固定居中；7、填礫料（綠豆砂或瓜子片）：填礫料前在井管內(nèi)下入鉆桿至離孔底0.30m～0.50m，井管上口應(yīng)加悶頭密封后，從鉆桿內(nèi)泵送泥漿進(jìn)行邊沖孔邊逐步調(diào)漿使孔內(nèi)的泥漿從濾水管內(nèi)向外由井管和孔壁的環(huán)狀間隙內(nèi)返漿，使孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)到1.05,然后開(kāi)小泵量按前述井的構(gòu)造設(shè)計(jì)要求填入礫料，并隨填隨測(cè)填礫料的高度。直至礫料下入預(yù)定位置為止。8、井口封閉：為防止泥漿及地表污水從管外流入井內(nèi)，在地表以下回填3.00m厚粘性土止水，或接受水泥漿封孔。9、洗井：在提出鉆桿前利用井管內(nèi)的鉆桿接上空壓機(jī)先進(jìn)行空壓機(jī)抽水，待井能出水后提出鉆桿再用活塞洗井，活塞必需從濾水管下部向上拉，將水拉出孔口，對(duì)出水量很少的井可將活塞在過(guò)濾器部位上下竄動(dòng)，沖擊孔壁泥皮，此時(shí)應(yīng)向井內(nèi)邊注水邊拉活塞。當(dāng)活塞拉出的水基本不含泥砂后，可換用空壓機(jī)抽水洗井，吹出管底沉淤,直到水清不含砂，為止。10、安泵試抽：成井施工結(jié)束后，在降水井內(nèi)剛好下入潛水泵和接真空管、排設(shè)排水管道、地面真空泵安裝、電纜等，電纜和管道系統(tǒng)在設(shè)置時(shí)應(yīng)留意避開(kāi)在抽水過(guò)程中不被挖土機(jī)、吊車(chē)等碾壓、碰撞損壞，因此，現(xiàn)場(chǎng)要在這些設(shè)備上進(jìn)行標(biāo)識(shí)。抽水和排水系統(tǒng)安裝完畢，即可起先試抽水。先接受真空泵和潛水泵交替抽水，真空抽水時(shí)管路系統(tǒng)內(nèi)的真空度不宜小于-0.06MPa，以確保真空抽水的效果。11、排水:洗井及降水運(yùn)行時(shí)應(yīng)用管道將水排至場(chǎng)地四周的明渠內(nèi)，通過(guò)排水渠將水排入場(chǎng)外市政管道中。八、降水運(yùn)行：1、試運(yùn)行1）試運(yùn)行之前，精確測(cè)定各井口和地面標(biāo)高、靜止水位，然后起先試運(yùn)行，以檢查抽水設(shè)備、抽水和排水系統(tǒng)能否滿足降水要求。2）成井施工階段應(yīng)邊施工邊抽水，即完成一口投入降水運(yùn)行一口，力爭(zhēng)在基坑開(kāi)挖前，將基坑內(nèi)地下水降到基坑底開(kāi)挖面以下1.00m深。水位降到設(shè)計(jì)深度后，即暫停抽水，觀測(cè)井內(nèi)的復(fù)原2、降水運(yùn)行1）基坑內(nèi)的降水井應(yīng)在基坑開(kāi)挖前二十天進(jìn)行，做到能剛好降低連續(xù)墻內(nèi)基坑中的地下水位；2）降水井抽水時(shí)，潛水泵的抽水間隔時(shí)間自短至長(zhǎng)，每次抽水井內(nèi)水抽干后，應(yīng)立刻停泵，對(duì)于出水量較大的井每天開(kāi)泵的抽水的次數(shù)相應(yīng)要增多。3）降水運(yùn)行過(guò)程中，做好各井的水位觀測(cè)工作，剛好駕馭地下水位的變更狀況。4）降水運(yùn)行期間，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行24小時(shí)值班制，值班人員應(yīng)細(xì)致做好各項(xiàng)質(zhì)量記錄，做到精確齊全。5）降水運(yùn)行過(guò)程中對(duì)降水運(yùn)行的記錄，應(yīng)剛好分析整理，繪制各種必要圖表，以合理指導(dǎo)降水工作，提高降水運(yùn)行的效果。降水運(yùn)行記錄每天提交一份，對(duì)停抽的井應(yīng)剛好測(cè)量水位，每天1～2次；3、降水運(yùn)行技術(shù)措施1）做好基坑內(nèi)的明排水準(zhǔn)備工作，以防基坑開(kāi)挖時(shí)遇降雨能剛好將基坑內(nèi)的積水抽干；2）電纜線，配電箱的排設(shè)和安裝，布置要合理，不影響挖土施工作業(yè)。3）降水運(yùn)行起先階段是降水工程的關(guān)鍵階段，為保證在開(kāi)挖時(shí)剛好將地