明挖基坑降水施工方案Word格式.docx
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、编制依据
1、深圳地铁11号线11301-1标福车区间明挖渡线围护结构施工图;
2、国家及现行施工及验收规范、规程、标准;
3、深圳市有关环保、卫生、健康、消防、文明施工的规定和要求;
4、施工现场考察资料及有关调查材料;
5、我单位相关施工经验。
二、工程概况
(一)工程简介
明挖渡线基坑长124.7m,基坑深19.2m~20.95m,基坑净宽为:
标准段15.58m,轨排井处19.54m,盾构井处20.36m。
基坑围护结构采用“地下连续墙+内支撑”型式。
地下连续墙厚800mm长26.4m~27.51m,墙体平均嵌入基坑底8m基坑共设5道支撑(一道支撑为倒换撑),其中盾构始发井处第一、二、三、四、五道支撑为800*800mn钢冈筋
砼支撑,除盾构始发井之外第一道支撑为800*800mm钢筋砼支撑,第二、三、四、五道
支撑为©
600,t=16mm的钢管支撑。
降水井深入基坑底部5m,降水期间确保基坑内最高水位位于坑底以下1m明挖渡线基坑内共设置降水井11口,降水井横向间距为15m井底采用6mn厚钢板封底,降水井直径为1000mm井中部插入①600钢管,壁厚为5mm
基坑开挖四周及中部布置矩形排水明沟,在排水明沟中每隔15m的区域设置一个集
水井,集水井中放置水泵,将基坑内地下水与施工废水抽至地表沉淀池,经沉淀后排水市政管道。
基坑内排水明沟与集水井随开挖深度加深而逐步加深,保持排水沟沟底低于基坑底不小于0.5m,集水井低于排水沟不小于0.5m。
地表基坑四周布置截水沟,目的是防止地表水汇入基坑内,截水沟应保持与基坑边缘有0.5m间隙,每隔20~30m设置一个集水井,集水井中放置水泵将地表水排入沉淀池,经沉淀后再排入市政管道。
在基坑周边冠梁上砌筑高度为1.8m的挡水坎,作用于地表截水沟类似。
整个明挖渡线基坑降水体系布置如下图所示:
图1明挖渡线基坑降水体系布置图
(二)工程地质和水文地质
1、工程地质:
福田站〜车公庙站区间拟建场地原始地貌为剥蚀残丘(台地)间冲沟以及滨海滩涂地貌单元,现已填筑或推平,现状为道路、住宅区等,地形平坦。
该地段建筑不多,交通繁忙。
区间地质情况从上至下地层主要包括第四系全新统人工堆积层(Q4mD,第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl),第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl),第四系残积层(Qel),燕山期粗粒花岗岩(丫53),构造岩(F)。
2、水文地质
1)地表水、地下水类型及赋存、补给条件区间范围地下水主要有第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。
第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层中。
砂层主要被人工填土层及上层冲洪积粘土、粉质粘土层覆盖,局部地段被淤泥、淤泥质粉质粘土层覆盖,地下水略具承压性,最大承压水头一般为地表。
第四系冲洪积砂层水量较丰富,具有中等〜强透水性及中等〜强富水性。
地下水水位1.20〜8.60m。
岩层裂隙水较发育,但广泛分布在粗粒花岗岩的中〜强风化带、构造节理裂隙密集带及断层破碎带中。
富水性因基岩裂隙发育程度、贯通度、与地表水源的连通性而变化,主要由大气降水、孔隙潜水补给,局部具有微承压性。
2)地下水的腐蚀性
本区间线路地下水对混凝土结构腐蚀性基本为微〜中等腐蚀性,在长期浸水环境下对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性为微腐蚀性。
当隧道洞身全断面在残积土及其以下地层通过段,其腐蚀性可按地下水对混凝土结构腐蚀性基本为微〜弱腐蚀性,在长期浸水环境下对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性为微腐蚀性。
当隧道洞身在砂层通过时,其腐蚀性可按地下水对混凝土结构腐蚀性基本为弱〜中等腐蚀性,在长期浸水环境下对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性为弱腐蚀性。
3)岩土的富水性及渗透系数第四系人工填土、淤泥和残积土的含水性和透水性相对较差,属弱含水、透水层,
水量较小,水质易被污染;
第四系全新统海冲积积含有机质砂层(②4),第四系全新统冲洪积粗砂层(③11),第四系全新统冲洪积砾砂层(③12),第四系上更新统冲洪积砾砂层(④11)含水性和透水性较好,具有强透水性及中等〜强富水性,属富含水、强透水地层;
强〜中等风化带中的基岩裂隙水其含水性、透水性因裂隙发育程度、岩体破碎程度不同而具一定的差异性,整体属弱〜中等含水(透水)层;
构造裂隙水因构造带的裂隙发育程度、岩体破碎程度不同而富水性、透水性呈现较大的差异性,整体属中等含水层(透水层);
沿线局部分布的脉岩体构造裂隙较发育,整体属弱〜中等含水层(透水层)。
4)地下水位2.47〜7.02m,主要赋存于冲洪积砂中,对混凝土结构具有腐蚀性,软弱土层厚度大,近乎为基坑开挖深度一半;
地下水位高,含水层厚度大,坑壁土层透水性和富水性好。
三、施工总体安排
(一)施工部署先进行降水井的成井施工,降水井成井同时在待挖基坑周边布置排水明沟与集水井,洗井后即进行降水。
降水井施工的同时清理现场,降水井全面降水开始后20小时,开始进行土方开挖施工,开挖深度每层不得超过2m开挖接近水位时,如土质湿软,则应该持续降水待地层含水疏干后继续开挖。
因工期紧张,各工序需搭接严密。
(二)施工管理目标
1、质量目标:
取得良好的降水效果,保证明挖基坑开挖施工的无水作业和安全,确保工程质量达到合格。
2、工期目标:
要求降水井施工提前于深基坑开挖施工至少20天以上,提前启动降水,保证基坑坑底无明流水状况,确保施工安全。
3、合理的布置施工场地,达到深圳市及有关部门安全文明施工工地要求。
(三)施工准备
1、施工组织机构以项目经理为组长、组员为专业技术人员及管理人员组建降水施工管理小组,人员组成如下:
工区经理:
王迎新技术负责人:
王义强
质量检查员:
王宇声现场负责人:
米振増
安全员:
李宏斌闫敏专职电工:
张德福
值班人员:
李赋宁张耀园
2、施工准备
(1)调查场地周围图纸上已标明的管线以及地下不明市政管线,同时考虑降水抽水管线位置的布置。
(2)对施工人员进行安全、技术交底。
(3)做好施工中各种材料的计划和供应计划。
3、施工流程
施工流程:
现场踏勘f井位布置f人工挖探坑f钻机就位f成孔f清孔f下钢筋笼-填滤料一洗井一安装潜水泵及管路系统一下泵抽水一清理施工现场一降排水管理与服务。
4、施工用电
打井施工期间用电量150KW降水期用电从明挖渡线总配电房接驳,采用配电柜接至施工现场,布置一个一级配电箱,再经二级配电箱接驳。
5、物资准备
本工程用的降水井钢管的现场加工以及回填滤料按材料计划及时采购,品种、规格应齐全配套。
材料进场进行验证,严把材料质量关。
表1主要材料计划用量表
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
备注
1
钢管
内径600mm
I米
272
2
砾料
3〜5mm
「立方米
131
3
粘土
立方米
35
4
水泵
扬程40m,
30nVh
台
40
备用10台
5
排水管
PVC管
米
1100
6
泵管
4200
7
铅丝
10号
kg
108
8
电缆
90mm
1200
9
混凝土井盖
重型
个
10
水泥
425#
吨
0.5
11
砖
块
8331
12
砂
0.7
13
尼龙网布
60目
3000
14
配电箱
(一级、二级)
45
个一
级配电箱
6、机械设备
见表2。
表2机械设备表
机械名称
用途
计划数量
旋挖钻机
管井成孔
1台
空压机
洗井
4台
电焊机
焊接钻头
3台
7、劳动力组织
按照施工进度计划及工程量配备劳力,并安排进场时间,用工高峰时现场劳动力约为为68人
表3施工劳动力安排表
工种
钻机操作员
吊车司机
人工挖探井
降水井施工
根据需要适当调整
人井施工
下泵
杂工
排水联络管及电缆敷设施工
合计
31
四、降水方案
(一)施工降水目的
1降水目的是疏干基坑开挖面土层层范围内的层间潜水或滞水,且将承压水降至
基坑底部标高下1m以上。
2、降水原则
(1)降水井位置须避开各种地下管线;
(2)考虑支护结构对降水井的潜在影响;
(3)考虑附近建筑物与降水井间的相互关系。
3、降水方案的理论依据
(1)土的透水性在地下水位以上土体中存在毛细水。
毛细水的存在,增加了土粒间的接触压力,这对土体的稳定是有利的。
地下水位以下土体中的自由水称为地下水,它连续充满所有孔隙,对土粒产生浮力作用。
(2)降水对地层的加固作用
设原地层在自重应力作用下已完全固结,降水后,地下水位降低△H=H1-H2,使得下卧层承受相当于△H•丫W的垂直附加应力,下卧层的有效应力随着空隙水压力的消失而增长。
对降水深度△H范围内的土层,其含水量因降水而显著减小,其重度从浮重度丫’提高到饱和重度丫sat,这部分土层在增加的自重应力作用下逐渐固结,土体抗剪强度相应增加。
(3)降水对防止渗流破坏的作用
在未降水的条件下,开挖位于地下水位以下的基坑,水压平衡被打破,产生水头差,出现流砂、流土现象。
有时土体虽然暂时是稳定的,但细颗粒被水从粗颗粒之间带走,便会形成孔道,恶性循环,孔道不断扩大、加深,最终也会造成严重破坏。
因此,作为防止渗流破坏的根本措施,应尽可能降水,减小水力坡度。
(二)降水主要参数设置
1、抽水泵的匹配
根据经验针对此类含水层,下入流量为30m3/h的潜水泵抽水,可使抽水强度适中,保持正常连续抽水,实际单井抽水量按360m3/d考虑。
2、降水井结构
降水井井深平均25m,井径1000mm全孔下入内径①600mm的钢管。
井孔1〜25m的滤水管外包三层60目尼龙网,降水井1m以下部分回填①3〜5mn滤料。
3、抽水水泵
抽水井采用流量为30n3/h,扬程不小于40m的潜水泵,下泵深度为不小于22m
4、检查井及排水管路
降水线路范围铺设①100mmPV排水总管,该总管与外围市政雨污水井连接,抽水井
采用①50mmPV管分别就近与方井或市政雨污水井(或雨水算)相连。
为防止基坑开挖施工对降水井造成破坏,降水井、集水井和集水池均应加盖混凝土重型井盖。
5、降水效果预测及水文动态观测井孔施工结束开始降水后,通过降水井之间的水位观测井进行水位动态观测,随时了解水位动态变化,及时调整降水参数,保证施工的进行。
(三)降水方案的确定
降水井间距一般为15m,间距调整时必须通知设计院。
降水井深度为基坑底部以下5m遇中风化岩时,按照规要求执行。
1、降水要达到的效果通过降水及时疏通开挖范围内土层的地下水,使其得以固结,以提高土体强度和自
稳性,防止开挖面土体失稳。
降低下部承压水层的承压水水头,防止基坑底部土体隆起或突涌的发生,确保施工时明挖区间底板的稳定性。
2、降水施工方案
明挖渡线基坑深度平均为20m水位需降至21m以下,降水幅度19.8m。
由于施工需穿过的地下含水层较复杂,为确保降水效果同时兼顾现场实际工作空间,以及后期主体施工的需要,基坑降水工作在土方施工前20进行,基坑降水顺序根据开挖顺序而定。
3、降水井施工成井工艺流程
1)井位布设按设计要求布设井位,布置井位时需考虑地下管线的位置,错开地下障碍物。
开挖前先人工挖探井,探井深度不小于3米。
井位应采用显著标志。
测量放点—
洗井、补滤料、上部封
图2管井施工工艺流程图
做施工临时围挡及各种警示标志
接通施工用临时电路、
水管「
查明地下管线及地下构筑物
2)凿井
采用旋挖钻机成井,井径不小于1000mm井孔应保持圆正垂直,孔深不小于设计值。
3)清孔
井管下入前注入清水置换,污水泵抽出沉渣并测定井深。
4)吊放井管
井管采用内径600mm勺钢管,放置井管时,缓缓下放,在下管前将井管依井方向立直。
依次分段焊接,吊放井管要垂直,并保持在井孔中心,为防止雨水泥砂或异物流入井中,井管要高出地面不小于200mm并加盖临时保护。
井管上每隔1500mr设置一个长度为1500mm勺开孔区域,每层开孔六个,直径为30mm每层孔间距为500mm井管开孔见下图:
—|5)填滤料
井管下入后立即填入滤料。
滤料沿井孔四周均匀填入,H宜保持连续,将泥浆挤出井孔。
填滤料时,应随填随测滤
料填入高度,当填入量与理论计算量不一致时,及时查找一原因。
不得用装载机直接填料,应用铁锹下料,以防不均
匀或冲击井壁。
洗井后,如滤料下沉量过大,应补填至井口下1米处,其上用粘土封填。
滤料为2-4mm干净石屑,杂质含量不大于3%
一6)洗井
在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水,待井能出水后提出钻杆再利用活塞洗井,活塞必须从滤水管下部向上拉,将水拉出孔口;
对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动,冲击孔壁泥皮,此时要向井内边注水边拉活塞。
当活塞拉出的水基本不含泥砂后,可换用空压机抽水洗井,吹出管底沉淤,直至水清不含砂为止。
洗井应在成井8小时内进行,以免时间过
口长,护壁泥皮逐渐老化,难以破坏,影响渗水效果。
洗井中
图3管开孔示意图
化情况。
7)排水沟及电缆铺设
1施工准备:
根据降水设计图纸的位置进行测量放线,用雷达探测仪探测挖沟范围内有无地下管线,若有地下管线应进行调整。
2排水沟开挖:
排水沟底部的开挖宽度应考虑除管道结构宽度外的增加工作面宽度,挖出的土应堆放在施工围挡内,除留出回填土外要及时清运出场。
排水沟及集水井结构断面如下图所示:
图3排水沟、集水井结构断面图
3排水管焊接:
排水管焊接应分段进行,并确保焊口完整严实,拐弯处平滑。
4排水管敷设:
排水管下沟前应先检查沟底标高、坡度是否符合排水要求,下管时可采用人工压绳法或机械方法。
管道在沟内焊接时应在焊接处挖一个操作坑,以便于焊接操作。
管道安装完毕后应进行压力试验,经由甲方、监理、施工三方办理隐检手续后方可进行回填。
电缆铺设及配电安装:
1接各降水井的电缆与排水管合槽铺设,要求穿塑料管加以保护并排列整齐。
电缆应留有适量的长度,但不能将太多剩余电缆盘绞在沟槽内或井室内。
2电缆敷设如遇过路口或穿越放场区时,必须穿厚度为2mm以上的钢管加以保护,
保护钢管内径大于电缆外径的1.5—2倍以上为宜。
3配电系统所用的开关柜、配电箱必须要垫高、固定,并按施工用电规范要求设防雨、防护围栏,在围栏上挂警示标志。
4配电系统设有三级保护装置。
电力开关柜中设有过流、短路、过热保护的自动开关。
动力配电箱中设有过流、漏电保护的自动开关。
图4排水管线及电缆敷设施工工艺流程
8)安泵试抽
成井施工结束后,在降水井内及时下入潜水泵、接真空管、排设排水管道及电缆安装等,电缆与管道系统在设置时要注意避免在抽水过程中不被挖掘机、吊车等碾压、碰撞损坏。
因此,现场要在这些设备上进行标识。
抽水与排水系统安装完毕后试抽水,先采用真空泵与潜水泵交替抽水,真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于0.06MPa以
确保真空抽水的效果。
9)水位观测井的作用及布设
在正式启动区间降水期间,通过水位观测井对区间周边的静态水位进行跟踪观测,
随时掌握地下水位变化情况,以便调整抽水参数与管理,从而主动积极的为地下施工创
造无水作业的条件,同时,若在降水期间,道路或者建筑物发生了异常沉降现象,可以将观测井当成回灌井使用,在保证洞内无水施工的同时保证地面的结构安全。
每隔3孔井布置一孔观测,井且可根据现场情况适当调整。
观测井必须能够反映水位变化情况。
施工前应进行降水试验,以便修正施工工艺和设计参数;
降水试验3个,
试验应满足规程、规范要求。
10)管井验收标准
根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)和《建筑与市政
降水工程技术规范》(JGJ/T111-98),验收标准如下:
表4管井验收标准
序
检杳项目
允许值或允许偏差
检查方法
数值
排水沟坡度
%
1〜2
目测
井管垂直度
插管时目测
井间距(与设计相比)
150
用钢尺量
砾料填灌(与计算值相
rr、
<
5
检查回填料
Mr-t0
井管插入深度(与设计相
rr\
mm
200
用量
水准仪
管井出水含砂量(粗砂)
小于1/5万
专用仪器
(中砂)
小于1/2万
(细砂)
小于1/1万
13、施工注意事项:
(1)外侧观测孔及回灌井钻孔前要详细研究各种地下管线图,探明管线后才可施工。
否则调整井位,在原井位1.5m直径范围内重新选择钻孔。
(2)降水井井布置完成后,及时布置降水井之间的水位观测井。
设专人对地下水位进行检测。
(3)钻孔时要尽量减少对周围土体的扰动,滤料要严格按照碎石级配进行
(4)在基坑土方开挖的前20天开始降水,降水分4次进行,每次降水为设计深度的1/5,从地面向下依次为:
5米、10米、15米、20米、25米,时间依次为:
3天、5
天、8天、10天,15天。
并对其进行详细的记录。
严格控制每次降水的深度和降水的时间。
(6)在明挖渡线主体结构底板施工前,要保证每个降水井都要正常工作,使水位保持在地板高程以下。
在底板施工完成后,停止降水,再将降水井封闭。
(7)降水井的封闭:
采用混凝土将降水井封闭。
(四)降水运行
1、安装抽水设备和试运行
(1)降水设备由井管和潜水泵组成。
井管采用©
600mm内径的钢管,水泵采用QJ-32/5型潜水泵,每井一台,并带有吸水铸铁管或胶管,配上一个控制井内水位的自动开关,在井口安装75mn«
门以便调节流量的大小,阀门用夹板固定。
(2)潜水泵在安装前,对水泵本身和控制系统进行全面细致的检查。
检验电动机的旋转方向,各部位螺栓是否拧紧,润滑油是否加足,电缆接头的封口有无松动,电缆线有无破坏折断情况,然后在地面上转3〜5min,如无问题,才可放入井中使用。
安放潜水泵时可用绳索吊入滤水层部位,带吸水钢管的用吊车放入,上部与井管口固定。
潜水电动机、电缆及接头应有可靠的绝缘,每台潜水泵配置一个专用控制开关。
主电源线路沿井管排水管路设置。
抽水设备安装完毕应进行试抽水,满足要求后始可转入正常工作。
井管使用完毕,用吊车将井管口套紧徐徐拔出,滤管拔出洗净后再用,拔出所留的孔洞用砂砾填充、捣实。
(3)试运行之前,准确测定各井口和地面标高、静止水位,然后开始试运行,以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。
(4)在降水井的成井施工阶段要边施工边抽水,即完成一口投入运行一口,在基坑开挖前,将基坑内地下水降到开挖面以下3.00m深。
水位降到设计深度后,即暂停抽水,观测井内的水位恢复情况。
2、降水运行
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