某地铁车站降水施工方案

杭州地铁1号线九堡东站西端地下工程基坑降水方案1******工程自流井降水施工方案一、编制依据1.1《地铁设计规范》（GB50157-2003）1.2《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）1.3浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1008-2000）1.4《*/**工程》施工设计图纸，第二分册“结构与防水”1.5《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-991.6《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-19991.7降水试验报告及其它有关施工规范及规程二、工程概况2.1工程简介本工程全长215.204m，为地下三层箱式框架结构，结构顶板覆土埋深在5.1m，基坑开挖最大深度达20.2m。地下一、二层约10m深度范围为一级基坑，采用土钉墙支护。地下三层地铁区间基坑开挖深度约10m，采用800mm厚地下连续墙支护，连续墙深约30m。井点降水采用自流井，选用循环钻机成孔，钻孔直径700mm,井管采用ф300mmPVC管。间距12~15m,一级基坑外降水井，除围护结构外的一排降水井的孔深为19m,其余深度为16m,二级基坑内孔深28m。2.2水文地质条件本工程位于***江约3公里，场地为郊区农家种菜耕地和堆土层，东侧紧靠地铁***站施工现场，区间内东端上方有一水渠。地面标高5.5～6m。根据勘察揭示，本区域属钱塘江冲海积平原地貌单元，基坑开挖范围内土层及工程地质特征见下表：工程地质参数值一览表序号岩土名称层厚（m）渗透系数土体侧向基床比例系剪切试验承载力特征值固结快剪（峰值）杭州地铁1号线九堡东站西端地下工程基坑降水方案2垂直水平数凝聚力内摩擦角KvKHmcφfakcm/scm/sKN/m4kPa。kPa①填土3.0～8.01200515③2砂质粉土0.9～3.87.0E-049.0E-043000426110③3砂质粉土3.1～7.88.5E-041.5E-034000327.5150③5砂质粉土1.1～5.58.5E-042.0E-033500426120③6砂质粉土夹粉砂2.1～7.09.01E-043.5E-034200429170③7砂质粉土夹粘质粉土3.4～7.88E-063.0E-0518001310.580⑥1淤泥质粉质粘土3.8～8.15.0E-073.5E-061500101070⑥2淤泥质粉质粘土2.4～11.34.0E-073.0E-0616001210.575⑥3淤泥质粉质粘土1.1～3.37.0E-042.5E-0330004.027.0145⑧1淤泥质粘土2.0～12.21.0E-077.0E-071800151080⑧2粘土1.5～8.155.0E-084E-0727002113.595⑧3中砂1.4～2.02.0E-036.0E-0345002113.5150⑩1粉质粘土0.4～6.55.0E-054.0E-0629002014100地铁区间底板位于③7层砂质粉土夹粘质粉土，地下二层地下室底板位于③5层砂质粉土层。连续墙墙趾在⑧2层粘土层中。两级基坑底均位于砂质粉土上，根据杭州地区降水特点，砂质粉土渗水性好，降水效果明显，满足基坑开挖需要。场地地下水类型主要是第四纪松散岩类孔隙潜水及孔隙承压水，深部为基岩裂隙水。场地潜水主要赋存于上部③2～③7层粉土、粉砂中，补给来源主要为大气降水及地表径流补给，地下水位随季节性变化，静止地下水位1.8～9.5m，多年最高地下水位约埋深0.5～1m。杭州地铁1号线九堡东站西端地下工程基坑降水方案3工程区承压水含水层主要分布于入12－3层砂砾、12－2层圆砾层中，水量较丰富。隔水层为上部的淤泥质土和粘土层，承压含水层顶板高程为-51.48～-47.36m，承压水头的高程：-3.67m，承压水对钻孔桩桩基及基坑开挖施工影响较小。场地东侧靠近地铁九堡东站有一宽约8米的水沟，水深0.5米，区间施工时应临时改迁。三、降水的目的本基坑坑内坑外采用自流式深井降水的方法，即在基坑内和坑外按一定的间距梅花形布设降水井，深度在基底底面以下5-6m，滤水层为全滤式，利用土体的水位压力差将基坑内土体中的潜水疏干至深井内，再利用潜水泵将降水井中的集水抽排疏干。通过降水及时疏干开挖范围内土层中的地下水，使其基坑边坡土体得以压缩固结，以提高土体的水平抵抗力，对坑内潜水进行疏干，便于场施工。在基坑开挖时及时同步降低坑外水位，减轻坑外土体对基坑围护的压力，减少基坑围护位移，保证基坑的稳定性。四、降水方法、施工工艺及施工技术措施降水方法采用深井管井降水方法。管井构造图附后。4.1基坑内抽水量的计算4.1.1地下水容积储存量的计算：计算式：W=uV或W=uAH式中:W-容积储存量(m3)V－含水层体积(m3),V=基坑面积A×降水深度h(即潜水静止水位至基坑底板以下2.00m)；u-含水层的给水度(粘土及粉质粘土给水度经验值为0.03-0.05)（供水文地质手册\第二册）,本次根据上部土层是以粉性土层为主的特性取：u=0.05。a.基坑面积(A)计算杭州地铁1号线九堡东站西端地下工程基坑降水方案4基坑面积A=a1+a2=21515m2式中:a1-二级基坑外降水井面积为12204m2a2-二级基坑内降水井面积为9311m2b.降水深度(h)计算（根据建筑施工计算手册第四章4.7节）H≥H1+h+iL+lh1=7.5m+1.0+1/10*15+2m(沉淀管)=12mh2=20.2m+1.0+1/10*15+2m(沉淀管)=23.5m由上述参数计算地下水容积储存量如下:W1=u·a1·h1=0.05×12204×12=7322m3W2=u·a2·h2=0.05×9311×23.5=10940m3式中:h1,h2-井点管埋置深度（m）；H1-井点管埋设面至基坑底面的距离（m）；h-基坑中央最深挖掘面至降水曲线最高点的安全距离(m),一般为0.5~1.0，人工开挖取下限，机械开挖取上限；L-井点管中心至基坑中心短边距离(m)；i-降水曲线坡度，与土的渗透系数、地下水流量等因素有关，根据扬水试验和工程实测经验确定。对环状或双排井点可取1/10~1/15；l-滤水管长度（m）；4.1.2基坑抽水量的确定原则本基坑的出水量主要包括地下水的储存量，降雨量及地下水的补给，由于对降雨量目前无资料估测，且根据上部潜水含水层的透水性较好的特性，本次对基坑的抽水量确定、井数设计与抽水泵的选择只考虑地下水的储存量，地下水的补给对于降水的排出，采用明排水的施工措施来解决。4.2坑内井数的确定n=A/a式中:n—井数(口)；杭州地铁1号线九堡东站西端地下工程基坑降水方案5A—基坑降水面积(m2)a—单口井有效抽水面积(m2)；根据降水试验及钱江两岸以粉砂为主的潜水含水层的特性，单井有效抽水面积a一般为200m2即:一级基坑n=a1/a≈61口二级基坑n=a2/a≈47口通过计算和布置，由于地面与基坑高差影响较大，考虑开挖后边坡的稳定，需在基坑外2m设一排加密降水井，间距为14m布置，二级基坑坑内自流式深井设置44口、一级基坑坑外设置89口自流式深井。单井有效抽水面积按200m2，降水井布置间距不大于15m，降水井距钻孔桩距离不小于3.5m。(详见井点降水布置平面图)4.1.3明沟排水量计算（根据建筑施工计算手册第四章）1.明沟设计尺寸为50*60cm(宽*长，纵向坡度为2%)按杭州最大降雨量计算180mm/h.按汇水面积算最大降雨量边坡宽18m,长220m.明沟排水量为：Q=A*VA=0.5*0.6=0.3m2V=C(Ri)1/2R=0.3/(0.6*2+0.5)=0.1765按内查法得C=58.49得V=3.64m/sQ流=A*V=0.3*3.64=1.09m3/s则Q降雨712.8m3/h=0.198m3/sQ降雨＜Q流满足设计要求2.降水井流量计算按133口井同时工作，每测平均为67口井降水算为,每口井每米延长度进水量计算q=2∏rl(k)1/2/15=2*3.14*0.15*1*(3.5*10-3)1/2/15=3.7*10-3m2/s杭州地铁1号线九堡东站西端地下工程基坑降水方案6深井进水过滤管总长度为:L=67*4=268(每侧)总降水量：Q降=q*l=3.7*10-3*268=0.99m3/sQ降＜Q流3.Q降+Q水=1.188m3/s＞Q流同时，在暴雨来时，需要对降水井停止抽水，满足排水要求。4.1.4、基坑底板稳定性分析⑴计算公式为保证基坑开挖时底部土体的稳定，故对基坑底板进行稳定性分析，以防止产生高压水头承压水从最不利点突涌的不良现象。其计算公式为：式中:F---安全系数rs---基坑底板至承压含水层顶板之间的土的平均容重（KN/m3）hs---基坑底板至承压含水层顶板的距离（m）rw---水的容重（KN/m3）hw---承压含水层顶板以上水头高度（m）⑵底板稳定性分析根据勘测报告，第12－2层圆砾层承压含水层顶板埋深最浅处为47.36m，承压含水层水头埋深约距地面3.67m，区间开挖深度为20m。rs---18.0KN/m3hs---27.36mrw---10KN/m3hw---43.69m所以F---1.127＞1.1即:底板土体稳定4.3降水井施工工艺及技术措施成孔施工机械选用湿钻GPS-10型工程钻机及其配套设备。采用正循10.1wwsshrhrF杭州地铁1号线九堡东站西端地下工程基坑降水方案7环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管，围填滤料、粘性土封孔等成井工艺。其工艺流程如下：4.3.1测放井位：根据井位平面布置示意图测放井位。4.3.2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0.1～0.3m。4.3.3安装钻机：钻机应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线。4.3.4钻进成孔：降水井开孔孔径为ф700mm，一径到底，钻机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。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，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆比重控制在1.10～1.15，当提升钻具停工时，孔内必需压满泥浆，以防止孔壁坍塌。4.3.5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，为了保证成孔在进入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，进行冲钻，清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐调至1.05，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆以不含泥砂为止。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。4.3.6下井管：井管采用ф300PVC管，井管进场，应检查过滤器的滤孔是否符合设计要求。下管前必需测量孔深，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，以保证滤水管能居中，井管焊接要牢固、垂直、不透水，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，应将进管重新拔出，扫孔、清孔后重新下入，严禁将井管强行插入坍塌孔底。杭州地铁1号线九堡东站西端地下工程基坑降水方案84.3.7填滤料：井管滤料选用级配砾石，填滤料前应用测绳测量井管内外的深度，两者的差值不应超过沉淀管的长度。填砾料过程中应随填随测砾料的高度。填砾料工序也应连续进行，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%。4.3.8井口封闭：在采用粘性土封孔时，为防止回填时产生“架桥”现象，回填前需将粘土捣碎（粒径小于3cm为宜）后填入。回填时应控制下入速度及数量，沿着井管周围按少放慢放的原则回填。然后在井口管外做好封闭工作。4.3.9洗井：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