b浅井明沟降水深挖取土施工技术Word文档格式.docx

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生态环境脆弱，乡镇企业逐年增加，加之基本建设用地量大，导致耕地面积逐年减少。

2、地下水情况：

本地区地质情况比较复杂，自原地面以下4--6米深度为一弱含水层，地下水为潜水，其主要补给来源是大气降水，雨季地下水位可上升至地表，旱季地下水位可降至地面以下2.5-3米，应该含水层较薄，土壤颗粒较细，一般在0.25-0.005mm之间。

经试验测定，土壤的渗透系数0.5米/昼。

无论是雨季还是旱季，一场雨水过后地下水位都会产生明显变化。

地面以下6-14米为一隔水层，主要以结合水存在。

土的物理状态自上而下为软塑、硬塑，软塑成正态曲线，自地面以下16米是一承压富含水带，承压水头距地表4.5米。

3、土的工程性质评价：

在设计开挖深度内，土质基本为B级填料，只宜填在路基底层。

土的干强度很低，用手指捏碎，松散干燥的土被风吹浊，含水量大于30%时流淌。

因此填筑路基后边坡需加防护。

该土壤振感反应强烈，当土体含水量大于26%时，碾压后易液化成胶状，俗称橡皮土，低于18.3%时很难压实，在6.0米以内的土体中，将0~2.5与2.5~5.0米两层土质相混合后再行填筑,其最佳含水量是18.3%,最佳密实度为1.62g/cm3。

这样既利于晾晒又易于碾压，下沉量小于0.5%。

4、取土场平面位置及地形环境

为避免占用现有耕地，保护自然环境，取土场选在原砖瓦厂取土坑，设计去土量60万立方米。

该取土场南北两侧邻排水渠，利于排水作业；

北、东侧与养鱼池相连，坑内渗水量达4-6m3/h；

西邻麦田。

坑内中区较南北两区平均高出0.9米，坑内较坑外平均低1.2米。

原砖瓦厂取土坑面积约6.5867万平方米，计划取土30万立方米。

三、深井抽水试验：

1、目的：

按正常施工程序应在取土场确定后进行详细地地质勘察工作——钻探。

但由于物质条件和时间限制，为满足施工要求，于是提出打井前用大锅锥方法，既打了井又取了原状土样，可近似代替钻探工作，试验与使用相结合。

在经济上是合理的。

此取土场共打四口

∮500mmh30m试验抽水井，四口井中，原状土化验结果表明无明显差别；

于贾屯相比虽同属于黄河冲击平原，但因所处地理位置、气候条件、水文条件、形成年代不同，土结构及其物化性质有所不同。

贾屯取土场3.0米内皆为粉粘土，再往下皆为粉砂至中、粗砂；

而刘庙大屯取土场17米才出现砂层。

根据上述条件，得出结论：

单纯挪用贾屯取土方是不可行的，所以必须视大屯的客观条件、工期要求、机械设备和队伍素质确定施工方法。

2、四口试验井抽水成果：

A、井的平面布置，结构尺寸和基本数据：

观1

1#3#

30m观3观4观5

观2

2#4#

30m20m25m30m

基本数据表

施工时间2002年4月

井

号

建

时

间

井口相对标高

m

井结构尺寸

井管材质

潜水泵型号

备注

内经

m/m

进口无效管长

m

外经

沉淀管

长

设计

深

实测井深

滤管长

型号

功率

kw

扬程

抽水量

m3/h

管径

1

4.7

400

2

500

25

24.5

21

无砂管

8jq50

-17

4.5

17

50

75

（1）实

测井深以1号井口为基准

4.1

0.36

3

24.6

无砂

管

0.5

24.8

4

4.8

0.3

23.7

观1

4.9

60

15

硬

塑

观2

0.9

观3

5.1

0.8

35

40

硬塑

观4

0.7

观5

B、四口井抽水试验动水位线及各井降深值,如下图.

抽水井

观测井

C、深井抽水试验结果分析：

1、本取土场潜水埋藏深度只有6米。

其下部为（6~7米）不透水层，潜水面为：

水平面，无潜水盆存在。

蒸发作用是潜水的主要排泄方式，此地区为HCO3型潜水。

潜水位不能在短期内达到稳定或大幅度下降，原因是6~7米为不透水层，6米内是弱含水层，土渗透系数K=0.5米/昼（贾屯K=18m/昼）所以在抽水试验中，四个井中的水位最大降深值仅2.0米（最大降深值指的是抽水达到一定时间后停抽，此刻所达到的位置）。

当水位连续抽至地面以下11.3米时，涌水量200m3/h，这主要是抽取下层承压水所至，此时抽水井位旁观测井水位隆至7.0米，原因是观测井处在大井砂管反滤层中，水跃值（抽水井与观测井1#2#的水位降程差）较大为5.0米。

（土质K渗值过小所至）

2、从主观上分析，地下水位的主要降深不大，与井的设计结构和建造质量有关：

井壁外包棕皮，由于水的表面张力作用，棕皮加大了水头作用；

另外井壁周围砂反滤层过溥（10~15cm）也是造成降水效果不好的主要原因。

深井降水施工不是最佳方法。

3、最优方案的选择

选择方法是在可行性基础上对各系统、施工队伍素质、机械装备能力及其系统兼容性等进行比较。

经比较认为浅井明沟方案为最优施工方案。

四、浅井明沟方案的施工程序和方法

1、施工程序——如下图所示（网络图）

25

1

3678

4

说明：

1浅井明沟设计，排水管路、电源线路规划设计。

2建井施工。

3电源线路安装。

4水泵、抽排水管、输电线路等物资筹备。

5抽水设备安装6输电线路架设。

7抽排水施工8开挖名沟（循环作业）。

施工时应注意在地下水埋深小于1.5米时必须先利用浅井抽取地下水，待水降至稳定水位后再开挖水沟，如使用反铲挖掘机挖的话，应考核地基承载力，勿使机械陷入泥土中；

雨季施工应注意尽量使挖出的土体立即远往卸土场晾晒，这样即可避免二次挖装，又可减少再后冲积，或尽快在现场晾晒压实做成顶面三角形排水。

边坡应在1:

1.3~1:

1.5之内，避免雨季塌方导致土方浪费，达不到设计开挖要求。

土堤做成路拱，及时排水。

沟内不得有积水。

浅井作用是：

开挖前降低地下水位，为机械开挖创造条件；

开挖后起集水作用，使沟坡渗出的水和大气降雨及时汇入井内排走。

还可为抽水提供良好的工作条件。

高水位时浅井明沟排水工作原理如下图示。

原地面线静水位线

动水位线

沟底线

浅井

当旱季地下水位较低明沟需先开挖时，也可用机械代人工开挖，因为机械开挖明沟必须具备两个条件：

1、水位降至施工平面以下1.5米；

2、土体含水量小于26%，即土体达到足以支承机械的最大动荷载。

第1个条件是根本的，水位不下降，土体内结构水是散发不了的。

而建井施工则不必此条件也可。

用机械在旱季代人力开挖明沟可减轻劳动强度，争取时间，降低成本，增加效益。

浅井明沟方法起主要作用的是明沟。

明沟渗水截面远大于井避，对K渗值小于1米/昼的土质完全用井来降水既不经济又满足不了施工要求。

本取土场土质由于振感反应强，明沟开挖后土堤内地下水受机械振动而渗入沟内，起到了很好的疏干作用，明沟作用效果十分明显。

鉴于本取土场开工条件及地形情况采用先沟后井的施工方法，挖沟的顺序是先高后低。

但是东区比南区高1m，可东、北区邻渔塘，地下水位较南区高，所以东、北区放在最后，这样，由于先挖部分降疏晾晒作用，为其它各区开挖创造了先优条件（将整个取土场规划成三至五个循环作业区）。

五、浅井明沟的布置及开挖方法

浅井明沟布置

这里应重点考虑两个因素：

一是切实达到降排水目的；

二是保证施工机械的正常作业和取土坑预留边坡的稳定。

浅井明沟布置原理上根据达西定理Q=kif（Q，涌水量；

k：

土壤渗透系数；

i：

水力梯度；

f：

过水断面积），因k很小，尽快解决降低水位，疏干土体所含水份，必须加大f值。

沟的过水面积远大于井避，f与Q成正比。

但虽说f越大，对土体疏干和地下水位的降低越好，可也并非任意的，首先要保证堤宽B=2R+L（R：

挖土机最大工作半径：

L：

安全距离）。

本工地使用日本产EX330型反铲挖掘机，R=11.91m，L=2.0m；

B=25.82m，取B=25.0m。

即可保证机械施工安全。

浅井明沟布置要同排水渠道、施工便道、最后取土退路、卸土位置等构成一个统一的体系，互相制约。

由于取土场便道受地方民众限定，排水方向、渠道已定，决定了明沟不易过长；

而取土场又受渔塘水的干扰，又限定了沟的布置形式应是纵横式。

要求井沟同步排水。

沟堤开挖法有两种，一种是同步开挖；

一种是沟堤交替法。

沟堤同步开挖法是在明沟的基础上使明沟有序地加深、加宽。

加之土堤不断随明沟的加深而降低。

并随时向土堤上抛土做为堤的一部分，这样几个土堤互相交替作业，最后将剩余土堤一次取完。

沟堤交替法是在保证汽车运输正常运行、开挖作业正常的条件下，沟堤相互交替进行，同时使沟与堤宽度相等，高差在保证正常排水的条件下保持2-2.5米，但沟堤之循环更变导至运输道路、井位也随之而变，使工地变电器处于动荡状态。

这种方法只适于大面积表层取土，对土体晾晒十分不利。

六、施工组织管理工作：

本工点分以下几个子系