管井降水方案之欧阳育创编.docx

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管井降水方案之欧阳育创编

观湖名邸大车库工程

时间：

2021.02.04

创作：

欧阳育

降

水

施

工

方

案

江苏燕舞建设工程有限公司

二0一六年二月二十八日

一、工程概况

二、降水施工方案编制依据

三、地质条件

3.1地层情况

3.2水文地质条件

四、降水目的及要求

4.1降水目的

4.2降水要求

五、降水方案设计

5.1成井施工工艺

六、设备人员配备

七、应急预案

八、安全、文明施工措施

九、施工工期及工期保证措施

十、降水质量保证措施

十一、降水对周边环境的影响

一、工程概况

1.1、本工程观湖名邸人防大车库工程主体结构形式为剪力墙框架结构，基础为桩基础。

1.2、本工程基坑四周场地一般，基坑相对开挖较深，周边及中间均采用管井降水进行施工，基坑上部距基础坑壁1.0~1.5M左右设置排水沟，将雨水及其它地面水引流至远离基坑处排水，基坑内在基础轮廓线的外侧增设集水坑及明沟，利用潜水泵及时将积水排除。

二、编制依据：

本施工方案仅为该工程基坑降水施工所用，具体编制依据如下：

2.1、业主提供的《岩土工程勘察报告》；

2.2、业主提供的本项目的的地下室基础结构平面设计图；

2.3、其它有关的规范及规程

三、地质条件

3.1、地层情况

根据业主提供的《岩土工程勘察报告》，拟建场地基坑开挖影响范围内的地质情况如下：

根据钻探所揭示，地基土层自上而下分述如下：

1,素填土:

灰～灰黄色,湿,主要成份为粉质黏土,夹较多植物根茎,松散,土质不均匀。

2,粉质黏土:

灰黄色,湿～饱和,可塑,见少量铁锰氧化物斑纹,无摇震反应,切面稍有光滑,干强度及韧性中等,土质欠均匀。

拟建场区内普遍分布。

3,淤泥质粉质黏土:

灰黄～灰色,饱和,流塑,局部不均匀地夹少量粉土团块,无摇震反应,切面稍有光滑,干强度及韧性中等,土质较均匀。

拟建场区内普遍分布。

4,粉质黏土:

灰黄色,湿～饱和,可塑,见少量铁锰氧化物斑纹,无摇震反应,切面稍有光滑,干强度及韧性中等,土质欠均匀。

拟建场区内普遍分布。

5,粉砂:

灰色,饱和,中密,局部密实,颗粒级配良好,见少量云母碎屑与贝壳

碎屑,平均黏粒含量为5.5%，土质不均匀。

拟建场区内普遍分布。

6,粉土:

灰色,湿,稍密～中密,见少量云母碎屑及黏性土条带,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度及韧性低,土质不均匀。

拟建场区内普遍分布。

7,黏土:

灰绿～灰黄色,饱和,硬可塑,夹少量钙质结核,偶见少量铁锰质斑点,无摇震反应,切面光滑,干强度及韧性高,土质较均匀。

拟建场区内普遍分布。

8,粉土:

灰黄色,很湿,稍密,夹大量黏性土条带,摇震反应中等,无光泽反应,干强度及韧性低,局部粉砂团块富集,土质不均匀。

拟建场区内普遍分布。

9,粉土:

灰色,湿,中密～密实,见少量云母碎屑及少量黏性土条带,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度及韧性低,土质不均匀。

拟建场区内普遍分布。

10,粉质黏土:

褐黄色,饱和,硬可塑,无摇震反应,切面稍有光滑,干强度及韧性中等,土质欠均匀。

拟建场区内普遍分布。

11,粉土:

灰色,湿,中密,见少量云母碎屑及黏性土条带,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度及韧性低,土质不均匀。

拟建场区内普遍分布。

12,粉砂:

灰色,饱和,密实,局部中密,见少量云母碎屑与贝壳碎屑,平均黏粒含量为5.1%，土质不均匀。

拟建场区内普遍分布。

3.2、水文地质条件

盐城属亚热带季风气候，雨水量较大，轻度湿润，拟建场地区域地表水系纵横交错，排泄通畅，内河水位受当地气候及潮汐影响，并受内河水闸调节控制。

3.2.1.地下水

场地内地下水类型主要为孔隙潜水，其次为承压水,勘察期间测得场地内初见水位标高为0.95～1.00m，稳定水位标高为1.00～1.05m（黄海高程）。

拟建场地近3～5年内最高地下水位为1.88m（黄海标高），历史最高地下水位为1.90m（黄海标高），历史最低地下水位为0.38m，年变化幅度为1.30m，季节性变化幅度为1.20m。

承压水赋存于4层之下含水土层中，主要为第5、6层土中的承压水，由水位观测孔1、2、3、4孔测得第5、6层承压水头标高分别为0.62m、0.61m、0.65m、0.64m。

近3-5年最高承压水位标高为+0.70m（黄海高程）。

地下水迳流缓慢，处于相对停滞状态。

拟建场地在基础影响深度范围内地下水类型主要为孔隙潜水。

主要接受地表水和大气降水补给，排泄方式主要为自然蒸发和侧向径流。

勘察期间测得初见水位埋深约为在0.5m—3m之间，稳定水位埋深约在3m。

盐城地下水位主要受大气降水、蒸发等的影响，呈季节性周期变化，雨季地下水位上升，旱季地下水位下降。

地下水位年变化幅度在埋深0.5—2.5m左右。

据盐城市气象局资料，盐城市年降水量在1000mm左右，年蒸发量在600mm左右，近3～5年和历史最高地下水位在埋深0.5m左右，地基基础设计水位可按埋深0.58m考虑。

根据施工需要采用专门的降水措施降水后方可开挖其下部土方，根据本工程特点，上部为可塑性粘土，下部为深厚的粉土夹粉砂，结合地区的类似基坑降水经验，拟采用管井对其进行降水。

四、降水目的及要求

4.1、降水目的

根据地质条件、设计、工程的基坑开挖及基础底板结构施工的要求，本工程降水目的主要为以下方面：

4.1.1、降低基坑内地下水位至基坑底板以下0.5M，为基坑开挖施工提供良好的干施工环境。

4.1.2、通过及时疏干基坑内地下水，提高土体的有效应力，为稳定边坡、减缓基坑围护变形创造条件，满足施工要求。

4.1.3、通过及时降低基坑内微承压水水头，防止开挖过程中基坑突涌等不良情况出现，保证施工的顺利进行。

4.2、降水要求

根据土方开挖施工进度，降低基坑范围内地下水水位至开挖面以下0.5M，最终降低到基坑底以下0.5M，因此本区要求地下水位降低到基底标高为5.5M以下，尽可能做到按需有效降水,对于超深基坑的部位采用管井降水，将地下承压水的压力便于基坑施工。

五、降水施工工艺

1、根据施工平面图放出位置线，在基坑四周采用管井降水，经计算基坑周长455.6米计划安装11套真空泵进行降水，中间延南北方向在基坑中间采用管井降水，打井深度为12m，管井直径400mm,内置300mm波纹管，管壁打直径16mm的梅花孔外面缠绕80目的纱布，波纹管安装好后用黄沙填至距地面2m处做过滤层，每口井安装一台潜水泵进行抽水，将水位降到距地面10m深处方能达到降水效果，管井间距不大于15m。

2、在自射式插管器上装好高压胶管与高压水泵连接，利用水泵的高压水径为ф250的插管器冲刷土层，沉孔到设计深度，取出插管器。

3、分别将所有管井与总吸管联接，并检查有无漏水、漏气、淤塞等现象。

4、根据施工现场的实际情况安装好水泵和射流设备，接好排水管道，接通电源调试运行，接通知后正式施工。

我项目部按勘察设计的平面布置图布设管井降水，施工现场在基坑周边设真空泵，并留有出土车道（根据施工现场确定），出土车道与管井衔接处先用土方稳定，再用钢板铺设以防汽车碾压破坏管井造成漏气。

设备、人员配置

根据新建的地下工程施工现场的具体情况，现确定配置如下设备：

设备

3BA-9（台）

射流器（台）

数量

11

11

人员配置：

工种

电工

机械工

普工

数量

1

1

1

工程中地下水稳定水位的标高为1m～2m之间，要求降水后基坑中部地下水水位比基底低0.5M以上。

2）按单口径降水面积要求布井数量：

依据地质资料提供的渗透系数，结合以往本地区施工经验暂按管井的布置纵向间距为15米左右，并沿基坑外侧布设，基坑内侧在各栋根据地区类似工程深基坑降水施工经验，无围幕止水降水管井宜取最低值。

4）根据图纸要求布置管井，基本满足要求。

管井深度控制一般为12m。

六、管井降水

1.降水验算

根据基坑边界条件选用以下公式计算：

基坑降水示意图

Q为基坑涌水量；

k为渗透系数（m/d）；

H为含水层厚度（m）；

R为降水井影响半径（m）；R＝2Sw（KH0）1/2

r0为基坑等效半径（m）；

S为基坑水位降深（m）；

D为基坑开挖深度（m）；

dw为地下静水位埋深（m）；

sw为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离（m）；

通过以上计算可得基坑总涌水量

2）、降水井数量确定：

单井出水量计算：

降水井数量计算：

q为单井允许最大进水量（m3/d）；

rs为过滤器半径（0.2m）；

l为过滤器进水部分长度（m）；

k为含水层渗透系数（m/d）。

通过计算得井点管数量为8个左右。

根据以上参数的计算，沿基坑布置井群8口，单井深度12m，能达到降水要求。

2、成井施工工艺

根据本工程的施工工况及工期要求，结合我公司多年的成井施工经验，降压井成孔施工机械采用GPS-10型工程钻机及配套设备。

成孔均采用正循环回转钻进，清水钻进自然造浆的成孔工艺，及下井壁管、滤水管、填砾、粘性土封孔等成井工艺。

1、成井施工工艺流程图

测放井位--埋设护口管--安装钻机--钻进成孔--清孔换浆--下井管--填砾--井口封闭--洗井

2、成井施工工艺

⑴、测放井位：

根据井位平面布置示意图测放井位，如果现场施工过程中遇到障碍（如桩位等）或受到施工条件的影响现场可做适当调整。

、埋设护口管：

护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土填实封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.30m～0.60m。

、安装钻机：

机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线。

、钻进成孔：

深井成井采用机械旋高压冲洗成孔，孔径为φ400mm，一径到底，采用直径300mm的PVC波纹管自然透水，四周用中粗砂填充。

钻孔施工达到设计深度时，宜多钻0.3～0.5m。

做好钻探施工描述记录，在钻进过程中，如发现实际地质情况与勘察时提供的资料不一致时需及时通知设计人员，并对井的结构进行及时调整，确保滤水管的安放位置能够有效的进水。

钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，钻进过程中要确保钻机的水平，以保证钻孔的垂直度（小于1%），成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆比重控制在1.15～1.20，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。

清孔换浆：

下井管前的清孔换浆工作是保证成井质量的关键工序，为了保证成孔中在含水层部位不形成过厚的泥皮，当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆。

钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔，清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至接近1.05，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。

第一次清孔换浆是成井质量得以保证的关键，它将直接影响成井质量，因此施工时清孔换浆工作没有达到规定的要求绝不允许进入下一道工序的施工。

下井管：

井管进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。

下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找中器），以保证滤水管能居中，井管连接要牢固、垂直，透水，下到设计深度后，井口固定居中。

下井管过程应连续进行，不得中途停止，如因机械故障等原因造成孔内坍塌或沉淀过厚，应将井管重新拔出，扫孔、清孔后重新下入，严禁将井管强行插入坍塌孔底。

填砾：

填砾前应用测绳测量井管内外的深度，两者的深度值均不能浅于沉淀管的深度以上50cm。

填砾过程中应随填随测砾料的高度。

填砾工序也应连续进行，不得中途终止，直至砾料下入预定位置为止。

最终投入滤料量不应少于计算量的95％。

井口封闭：

在采用粘性土封孔时，为防止围填时产生“架桥”现象，围填前需将粘土捣碎（粒径小于3cm为宜）后填入。

围填时应控制下入速度及数量，沿着井管周围按“少放慢下”的原则围填。

然后在井口管外做好封闭工作。

洗井：

洗井的目的：

①、清除井壁上的泥皮，并把深入到含水层中的泥浆抽吸出来，恢复含水层的孔隙；②、抽吸出含水层中一部分细颗粒，扩大含水层的孔隙，形成一个人工过滤层。

③、降压井采用活塞洗井和压缩空气洗井联合洗井的方法；降水井采用压缩空气洗井方法。

④、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，待井出水较清后提出钻杆再用活塞洗井，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，此时应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,直到水清不含砂为止。

⑤、采用“压缩空气洗井”，其原理如下：

当压缩空气通过进气管通到排水管下部时，排水管中变成气水混合物密度小于排水管外的泥水混合物密度，这样管内外产生压力差，排水管外的泥水混合物，在压力差作用下流进排水管内，于是井管内就变成气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土成分越来越少，直至清洗干净。

当井管内泥砂多时，可采用“憋气沸腾”的办法，即采取反复关闭、开启出水管上的气水土混合物的阀门，使井中水沸腾来破坏泥皮和泥砂滤料的粘结力，直至井管内排出的水由浑变清，达到正常出水量为止。

工作原理如下图所示：

⑥、洗井应在下完井管、填好滤料后立即进行，一气呵成，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。

绝不允许搁置时间过长或完成钻探后集中洗井。

安泵试抽：

成井施工结束后，应及时下入潜水泵，接真空管、铺设排水管道、电缆、地面真空泵安装等，抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。

电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。

排水：

洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明沟（渠）内，场地四周的排水管道应定时清理，确保排水系统的畅通，通过排水沟（渠）将水排入场外预设的排水沟渠中，并通过二次沉淀后排入市政排水管网。

六、降水运行施工

6.1、试运行

6.1.1、施工完一口井即投入试运行一口，以便及时抽通水井，确保井的出水量。

6.1.2、试运行之前，需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。

6.1.3、安装前应对泵体和控制系统作一次全面细致的检查。

检验电动机的旋转方向、各部位连接螺栓是否拧紧、润滑油是否完善、电缆接头的封口有无松动、电缆线有无破损等情况，然后在地面上转1min左右，如无问题，方可投入使用。

潜水电动机、电缆及接头应有可靠绝缘，每台泵应配置一个控制开关。

6.1.4、试运行抽水时间控制在3天，即每口井成井结束后连续抽水3天，以检查出水质量和出水量。

6.2、正式降水运行

6.2.1根据本工程施工进度，当基坑开挖前开始运行降压井，随着开挖进度逐步开启所有管井。

6.2.2管井需在基坑开挖前两周开始真空抽水，以满足预抽水时间，保证降水效果。

正式抽水，必需保证水泵24小时连续运行，采用自动抽水控制系统，及时疏干土体内含水。

6.2.3保证排水系统畅通。

各井由出水橡胶排至排水沟，排到场地市政下水道内。

6.2.4降水运行期间，现场实行24时值班制，值班人员应认真做好各项质量记录，做到准确齐全。

6.4、降水运行的注意事项

6.4.1降水的设备（主要是潜水泵）在施工前及时做好调试工作，确保降水设备在降水运行阶段运转正常。

6.4.2工地现场要备足抽水泵，数量多于井数的5台。

使用的潜水泵要做好日常保养工作，应经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常应及时换泵，坏泵应立即修复，无法修复的应及时更换。

6.4.3降水工作应与开挖施工密切配合。

在开挖过程中，逐步割除井管，并及时恢复管井运行。

特别是管井的保护，严禁挖土机破坏。

6.4.4管井正常运行后，必须保证不间断电源，现场准备好应急电源，一台柴油发电机组（120KW以上），并间隔7天试车一次，保证停电后30分钟内能恢复供电，水泵正常运行。

6.4.5做好井口的保护工作，严禁将井管碰坏以及杂物掉入井内。

经常检查排水管、沟是否畅通。

七、应急预案

7.1、基坑突涌

7.1.1、在严格遵照施工方案实施后，是不会产生基坑突涌的现象的。

但如果在基坑施工过程中，破坏了管井的正常运行，比如：

停电、被挖机碰坏、被来往车辆碾压等等，都将直接危及到基坑的安全。

所以，为从源头上解决问题，必需突出管井的重要性，严禁破坏。

7.1.2、为防止管井被破坏而产生基坑突涌现象，必需做好以下准备工作：

1）、现场准备有充足的黄砂，已备急用，并且放置在距离基坑100以内。

2）、加强对参建单位人员的降压井保护意识，减少人为破坏。

3）、加强管井水位观测，每间隔12小时测量一次水位，每间隔1小时巡查一次降压井运行情况。

4）当管井由于各种原因破坏后，发生基坑突涌现象时，应及时做好以下工作：

①、及时向基坑内回灌水，回填砂，争取在最短时间内将承压水头压住，减小基坑坍塌的危险。

②、及时修复降压井，争取在最短时间内开启降压井内水泵，及时降低承压水头。

③、观测承压水水头降低情况，每间隔1小时观测1次，在降低到设计值并稳定后，即可进行基坑施工。

八、安全、文明施工措施

建立健全安生产组织体系，工地设总安员，各作业班组设兼职安全员，安全员随时检查安全情况，找出不安全隐患。

各班组严格执行本班安全责任制，并和本班组的经济利益挂钩，不得出现任何安全事故。

具体措施如下：

8.1、认真学习建筑施工建安全生产法律、法规，掌握建筑施工安全生产的基本技能和常识。

8.2、进入现场的一切人员必须配戴安全帽，不得穿拖鞋。

8.3、安全教育：

对现场作业人员进行三级安全教育，使施工人员提高自我保护意识。

并按要求填写“三级安全教育记录卡”每个受教育者必须亲自签字，使每个受教育者都能记清所受教育的内容。

8.4、照明和设备用电须分开架设，作到一机一闸，并配漏电开关。

8.5、临建搭设做到正规化﹑标准化，场地周围临设和堆放的材料不得影响附近原有建筑物和过往行人的安全。

8.6、禁止闲人进入施工现场，防止偷盗。

8.7、禁止现场施工人员斗殴，严禁随地大小便和随地到剩饭﹑剩菜，保持现场卫生。

8.8、技术不熟悉人员不能顶岗操作机具，严禁酒后作业。

设备操作人员等特殊工种持证上岗。

8.9、夜间照明应有足够的亮度，确保安全施工。

九、施工工期及工期保证措施

9.1、工期满足土建施工要求。

9.2、工期保证措施

1）认真检修机械设备，确保开工进入工地的机械设备完好率100%

2）合理划分施工作业流水段，备足水泵做到明水明排，雨过即行作。

3）加强人员配置：

在优化项目管理班子的基础上，进一步加强一线工人的选择、配置，精选承担类似工程施工经验丰富、操作技能高的熟练工人负责工程施工。

4）保障设备供应：

根据施工需要配置足够的适用设备，备足零配件和易损件，确保机械设备正常运转。

5）加强技术交底与质量监控：

施工前做好施工交底，施工中加强质量监控，确保各工序一次达标，杜绝工序返工造成的时间延误等。

十、降水质量保证措施

1、管井保证在一条直线。

2、必须24小时有人值班，出现故障及时排除，保证降水设备正常运转。

3、现场若需停电，及时联系做好各项准备工作，配备发电机组确保机械正常运转。

4、间距按要求均匀布置，并深要满足方案。

5、施工质量标准：

按国家规范、标准要求进行施工，管井安装完毕后，需进行试抽，以检查有无漏气现象。

施工时应连续抽水，以免引起滤管堵塞和边坡塌方等事故，一般在抽水7天后水位基本稳定，确保10天后具备土方正常开挖条件。

正常出水规定是“先大后小，先混后清，”否则应进行检查，找出原因，及时纠正，随时接受和配合甲方管理人员、监理和上级主管部门的检查和验收。

十一、基坑降水对周边环境的影响

在基坑降水过程中由于地下水被抽出而导致基坑周边地壳空缺下沉，可能会使周边的建筑物或道路等的地基或路基下沉，对建筑物或道路造成严重破坏或塌陷，从而对本基坑的边坡造成塌方现象。

时间：

2021.02.04

创作：

欧阳育