降排水试验方案

降排水试验施工方案一、工程简介1.1简述沙河南～黄河南郑州2段工程第二施工标段设计桩号为SH（3）185+220.3～SH（3）190+688.1，标段长度5.468km，标段内共有各种建筑物4座，其中：河渠交叉建筑1座，左岸排水1座，分水口门1座，退水闸1座。其中，十八里河倒虹吸是本标段最大的建筑物。南水北调中线一期工程总干渠十八里河渠道倒虹吸属于郑州2段内的河渠交叉建筑物，工程位于河南省郑州市南郊的刘湾村西约250m处，107国道和郑州至新郑公路从附近通过。十八里河渠道倒虹吸主要建筑物由进口至出口依次为：进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口控制闸和出口渐变段组成。渠道倒虹吸进口渐变段起点桩号为总干渠SH（3）187+061.1，出口渐变段终点桩号SH（3）187+445.1，建筑物总长384m，其中倒虹吸管身段长220m。倒虹吸设计流量295m3/s，加大流量355m3/s，设计水头0.15m。倒虹吸管身横向为4孔2联箱形钢筋混凝土结构，单孔尺寸7m×6.8m（宽×高）。1.2气象水文及工程地质1.2.1气象水文总干渠郑州2段属温带大陆季风型气候区，夏秋两季受太平洋副热带高压控制，多东南风，炎热多雨，冬春两季受西伯利亚和蒙古高压控制，盛行西北风，干燥少雨。段内多年平均气温14.4℃，全年1月份温度最低，平均气温0.1℃；月平均最低气温－4.3℃，极端最低气温－16.3℃；7月份气温最高，月平均气温27℃，月平均最高气温32.1℃，极端最高气温42.3℃。最早地面稳定冻结初日在12月13日，终日2月14日，历年最大冻土深度27cm。霜冻最早为10月10日，终日最晚为4月26日。本渠段多年平均降雨量632.3mm，多年平均降水日数79.9d。降水年内分布很不均匀，年际变化大，70%～80%集中在汛期，夏季受东南季风影响，雨量集中，且多暴雨，年降水量从山区到平原呈递减的趋势。4标段内总干渠沿线交叉河流的河道特征随着集流面积和地形、地貌的变化各有不同，集流面积大于20km2的有1条，河道洪水受降雨影响较大，且洪水历时较短，在枯水期径流较小。各河道施工期设计洪水见表1-3、1-4。表1-3河道施工洪水（汛期）成果表序号河道名称建筑物型式设计洪峰流量(m3/s)设计洪峰流量对应天然水位(m)5%10%20%5%10%20%1十八里河渠倒虹273195123124.66123.92123.17表1-4河道施工洪水（非汛期10月~5月）成果表序号河道名称建筑物型式设计洪峰流量(m3/s)设计洪峰流量对应天然水位(m)5%10%20%5%10%20%1十八里河渠倒虹10.272.6121.8121.8121.81.2.2工程地质（1）十八里河渠道倒虹吸该建筑物位于河南省郑州市南郊刘湾村西约250m处山前倾斜平原，场区地势南西高，北东低；十八里河呈西南～东北向，河谷开阔，呈“U”形，宽约300m，深约10m，河床宽约80m；左岸冲沟较少，地形较平坦，地面高程130m左右；右岸地面高程约129～130m，冲沟发育，沟深约10m，岸坡多直立。场区地层划分为5个工程地质单元，分别为：①轻粉质壤土（alQ2），最大厚度7.60m，土质不均，夹细砂透镜体及薄层砾卵石、砂壤土、粉质粘土；②黄土状重砂壤土（alplQ3），厚度一般5～13m，土质不均，夹有较多的细砂透镜体及厚0.4～2.1m的薄砂层；③重粉质壤土（dlplQ2），一般厚3～6m，零星含钙结核；④轻粉质壤土（dlplQ2），厚约12～14m，土质不均，局部夹有厚约1～2m的棕红色重粉质壤土；⑤粉质粘土（dlplQ2），钻孔未揭穿，揭露厚度5.0m。场区地震动峰值加速度0.10g，相当于地震基本烈度Ⅶ度。地下水为第四系孔隙潜水，主要含水层为黄土状重砂壤土及粉质壤土，特别是河床第①层轻粉质壤土底部1.0m左右的砾卵石层，富水性较好，下部粉质粘土为相对隔水底板，勘察期间所测潜水位高程115.9～116.3m。第②层黄土状重砂壤土属中等透水，第⑤层粉质粘土为微透水，其余各层均属弱～中等透水层。场区地表水、地下水化学类型分别为HCO3-（K+Na）-Ca-Mg型和HCO3-Ca型，对混凝土均无腐蚀性。倒虹吸管段：斜管段建基面多为第④层轻粉质壤土，少量为第③层重粉质壤土，水平段建基面高程约106.4m，基础置于第④层轻粉质壤土上，建基面均处于地下水位以下，施工时应采取适当的排水措施。基坑开挖最深约22m。出口渐变段与节制闸段：闸基及出口渐变段基础均置于第③层重粉质壤土上，其承载力标准值为160kPa。地下水水位116m左右，高于渠底约2～4m，存在基坑排水问题。开挖边坡高约16m。（2）水文地质条件及其评价场区属黄河冲积、冲洪积平原，局部砂丘、砂地，钻孔揭露深度范围内地层为第四系松散层，岩性主要为壤土（Q4，Q3）、粉细砂（Q4，Q3）。该段地下水含水层主要为第四系松散层孔隙含水层组。含水层组主要由第四系黄土状轻壤土、砂壤土、粉细砂组成。粉细砂层渗透系数一般1.11×10-4~4.6×10-3cm/s，属中等透水性；黄土状轻壤土、砂壤土渗透系数一般4.32×10-6～3.68×10-4cm/s，属中等~弱透水性。勘探期间地下水位高于渠底板。地下水主要接受大气降水入渗、侧向迳流等方式补给，以蒸发、侧向迳流及人工采的方式排泄；根据渠线资料，场区上部潜水水化学类型多为HCO3-Ca型，沿线环境水水质良好，对混凝土均没有腐蚀性。1.2.３降水深度要求：降水深度应根据设计工程构筑物的开挖底部高程、设计降低水位至最深开挖底部高程下的距离为1~2ｍ并根据工程的实际要求来分析。二、试井依据《南水北调中线一期工程郑州2段工程第二施工段设计招标图集》；《工程地质手册》第三版三、试井地点、内容及目的拟在管身段桩号SH(3)187+280.8作为试井段（沿十八里河上下游各打一眼井作为试验井）。试验内容为检验单井出水量、出砂量及含水层渗透系数。试验目的为求取综合地层渗透系数K，（10m深度范围及20m深度范围），为场地开挖降水提供降水依据。四、降水试验施工4.1管井降水设计参数的确定4.1.1井距（20~25米）；4.1.2井深（开挖槽底最低标高下1～2米）；4.1.3管井成孔直径800mm，井管采用无砂混凝土井管，外径600mm、内径500mm；井管与井孔之间填滤料，滤料为2-3mm豆石或干净砾石，井管口高出地面0.3m。4.1.4降水井中心线距开挖上口线20m；4.1.5井内放置2.5KW潜水泵，将水抽至地面集水池。4.1.6排水采用塑料管将降水井抽出的水直接排入道路永中部位开挖的排水沟（排水沟用塑料布铺盖）流入沉淀池，在排入现况雨水管或雨水沟内；4.2降水时间的确定降水井在施工完成后开始降水，直到要求停止降水时为止。降水一定时间后，观察地下水位是否达到要求降低深度。4.3管井施工方法及技术措施：4.3.1管井施工工艺流程4.3.2施工准备（1）详细调查地下管线分布情况（走向及埋深），关闭、阻断渗漏水源。（2）调查场地周围雨、污水管线，清除管道淤泥，安排排水通道。（3）组织项目人员进行开工前教育和安全、技术交底。（4）水、电齐备，场地平整后，人员、材料、设备进场。（5）连接水、电，安装调试设备。（6）规划现场平面布置，合理安排成井施工设备和施工顺序。4.3.3放井位：定井位应由专业测量人员进行，井位应设置显著标志，必要时采用钢钎打入地面下300mm，并灌入石灰粉，定位完毕请监理组织验收。4.3.4挖泥浆池：根据场地条件在红线内距降水井3m处适当位置挖泥浆池。废浆应及时外运并作妥善处理，保持现场环境卫生。4.3.5挖探坑：为清除井位下障碍物，应在井位处挖探坑，直径800mm，深1.0～1.5m，当井口土质松散时，须设置护筒，避免泥浆侵泡、冲刷导致孔口坍塌。4.3.6成孔：管井采用反循环钻进工艺成孔，地层自然造浆护壁。根据降水井成孔情况，确定局部钻进到砂土地层时，是否采用膨润土护壁成孔。孔径不小于800mm，钻孔应保持圆正垂直，孔深不小于设计深度，正偏差≯50mm。4.3.7换浆：井管下入前应注入清水置换泥浆，并用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.15～1.25g/cm3。4.3.8吊放井管：井管采用无砂砼管，在混凝土预制井托上放置井管，在底部中间设导中器，四周栓8号铁丝，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用玻璃丝布粘贴，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用2～4条30mm宽竹条绑扎井管管身，固定井管。底端井管作为沉砂管，以上3.0m井管外包一层40目尼龙网，作为过滤管段。在粉土、粉细砂地段也应缠一层40目尼龙网，避免堵塞井壁。为防止上下管节错位，在下管前将井管依方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨、泥砂或异物进入井中，井管要高出地面300mm。4.3.9填滤料：（1）井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入，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1.5m处，其上用粘土封填。（2）滤料必须符合级配要求，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%。4.3.10洗井（1）成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次。（2）洗井应在成井4小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化难以破坏，影响渗水效果。（3）洗井后进行试验性抽水，确定降水井出水量及水位降低能否满足设计开挖要求。4.3.11水泵安装：（1）潜水泵用钢丝绳吊放，泵的端部至井底距离不小于0.5m。（2）安装并接通电源，每井附近设置电闸箱，预埋电缆，做到单井单控电源，并安装时间水位继电自动抽水装置和漏电保护系统。4.3.12降水井剖面图4.3.13抽降：(1)联网抽降后应连续抽水，不应中途间断，水泵、井管维修应逐一进行。开始抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，可有间隔的逐一起动水泵。(2)抽水开始后，做抽水试验，检验单井出水量、出砂量及含水层渗透系数。当出砂量过大，可将水泵上提，如出砂量仍然较大，应重新洗井或停泵补井。4.3.14水位观测：(1)为了控制了解在抽水过程中，地下水位的变化情况，同时为土方开挖提供可靠的依据，达到指导施工的目的。拟定在每一管线设φ50mm钢制观测管，与主孔并在一起进行安装，抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天早晚7点观测2次，水位稳定后应每天观测1次，水位观测精度±2cm，并绘制地下水水位降深曲线。(2)在施工过程中，在试井的一侧设置排水边沟，接入十八里河河道，边沟上口0.4m，下口0.3m。挨着试井设置一口集水井，并与排水边沟相通。五、降排水试井施工保证措施5.1施工质量保证措施5.1.1现场成立降水管理组，由专门技术人员进行现场管理，对施工过程和施工质量严格控制。5.1.2布设降水井时，井位应根据图纸严格选定，须避开地下结构和欲埋设管线位置。5.1.3进场材料按要求进行复试，机械设备要严格检查，不符合要求的一律不得使用。5.1.4施工期间应保证连续供电，在发生供电障碍时应立即启用现场发电设施供电，避免因停电造成井内水位上升，影响施工。5.1.5降水井在施工完成后和降水期间，井口加设井盖，防止落入杂物，在井位插警示标志，防止其它施工对井管造成损坏，并由专人进行维护。5.1.6现场必须备用不少于2台潜水泵，维持降水人员随时检查水泵的工作情况，及时更换运转不良的水泵。5.1.7加强观测工作，对地下水位、水流动态、地面沉降等进行详实记录，并及时进行汇总、分析。5.2雨季施工措施5.2.1临时用电措施（1）建立健全现场临时用电管理制度，电工值班巡查制度，落实临电管理人员，明确其职责。（2）做好施工用电安全技术交底。（3）所有电动机具、机械、电气设备必须由专职电工或持证的操作手进行操作和维修，非电工或操作手不得随意动用机电设备。（4）雨天要遮盖各种机电设备，