深基坑管井降水施工方案

.微山金源煤矿新建0.45Mt/a选煤厂项目降水专项施工方案编制单位：中煤建筑安装工程有限公司 编 制 人： 审 核 人： 审 批 人： 编制日期： 第一部分 概述1.0编制依据 现场勘查周边环境情况 该项目岩土工程勘察报告建筑地基基础设计规范GB 50007-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002地基与基础工程施工技术规范GBJ202-83该工程基础平面图、基础详图等危险性较大的分部分项工程安全管理办法【2009】87号文提供的其它降水资料2.0工程概况拟建场地位于微山县西外环金源煤矿院内，本期拟建工程有主厂房、原煤仓、精煤仓、浓缩池、循环水池、生产办公楼等配套项目，室内外高差0.3米。因单体工程较多，但工程基础埋深及地基处理方法较为相似，开挖坑底标高在-4.1-6.0m之间，本次以基坑最深的主厂房为代表进行设计计算。其它单体工程均以此执行。3.0场地工程地质条件及水文地质条件3.1地形地貌条件拟建工程场地区属河湖相冲洪积平原地貌类型，地形比较平坦。地面相对高程34.0036.62m，相对高差2.62m。为暖温带半湿润季风区，大陆性气候，四季分明。历年平均气温13.7C，冬季平均气温1.9C，夏季平均气温27.2C。历年平均降水量655.2mm，水量主要集中在78月。霜冻期一般在十月中旬至次年三月，无霜期200天左右。最大冻结深度0.48m。3.2地层结构勘探深度范围内揭露的地层均为第四系冲洪积物，其岩性主要为粘性土和砂土，自上而下共分8层以及2个分层，分述之：1杂填土（Q4ml）灰黑色,以煤渣和煤矸石为主,多数被碾压结实,未完成自重固结。该层场区普遍分布，厚度0.503.00m，平均1.31m，层底标高31.7535.62m。平均34.21m。2素填土（Q4ml）褐黄色棕黄色,以粘土和粉质粘土为主,干强度及韧性高,可塑。场区内大部发育，厚度0.403.40m，平均1.48m；层底标高32.2234.09m，平均33.17m；层底埋深1.504.40m，平均2.72m。3粘土（Q4apl）浅灰色,干强度中等,韧性高,光泽反应光滑,摇振反应无,含有机质,软塑可塑。该层在场地中局部发育，厚度0.201.00m，平均0.57m，层底标高32.7733.67m，平均33.15m，层底埋深0.903.50m，平均2.41m。4粘土（Q3apl）棕黄色夹浅灰色,干强度及韧性高,光泽反应光滑,摇振反应无,含铁锰质物及小径姜石,硬塑，局部可塑。场区内普遍分布，厚度0.702.80m，平均1.98m；层底标高29.8831.65m，平均30.94m；层底埋深2.906.40m，平均4.58m。经膨胀试验，该土层自由膨胀率62.071.0，膨胀率1.401.90，膨胀力1725Kpa。5、粉质粘土（Q3apl）浅黄色灰黄色,干强度及韧性中等,光泽反应稍有光滑,摇振反应无,含小径姜石,可塑。场区内普遍分布，厚度1.302.30m，平均1.94m；层底标高28.4229.58m，平均29.00m；层底埋深4.908.20m，平均6.52m。6、粉质粘土（Q3apl）浅黄色褐黄色,干强度及韧性中等高,光泽反应稍有光滑光滑,摇振反应无,含铁锰质物,含姜石1020,粒径15cm,硬塑。场区内稳定发育，厚度1.806.10m，平均3.51m；层底标高22.8626.89m，平25.50m；层底埋深7.5012.50m，平均10.03m。7、中粗砂（Q3apl）褐黄色,饱和,砂质较纯,级配一般较好,成分以石英、长石为主,少量暗色矿物,中密密实。该层底部一般发育厚约0.10.4m，胶结姜石层，质坚硬。场区内普遍分布，厚度2.507.10m，平均4.69m，层底标高18.6021.55m，平均19.81m；层底埋深15.0017.50m，平均15.71m。7-1、粉质粘土（Q3apl）褐黄色,干强度及韧性中等,光泽反应稍有光滑,摇振反应无,含姜石1020,粒径15cm,硬塑。场区内仅局部发育。厚度0.401.40m，平均0.77m；层底标高24.2725.89m，平均25.15m；层底埋深9.3011.60m，平均10.80m。7-2、粉质粘土（Q3apl）褐黄色,干强度及韧性中等,光泽反应稍有光滑,摇振反应无,含姜石1020,粒径15cm,硬塑坚硬。场区内大部发育，厚度0.702.40m，平均1.31m；层底标高21.1623.45m，平均22.41m；层底埋深12.3015.20m，平均13.54m。8、粘土（Q3apl）棕黄色夹褐黄色,干强度及韧性中等高,光泽反应稍有光滑光滑,摇振反应无,含铁锰质物,含姜石1020,粒径15cm,硬塑。场区内普遍分布，未揭穿，最大揭露厚度为8.00m。3.3场地水文地质条件场区内地下水水位埋深0.903.55m，平均2.43m，水位标高33.0133.19m，平均33.09m。地下水类型主要为第四系孔隙潜水，主要含水层为7层中粗砂。其补给途径主要为大气降水和地表水体入渗，排泄途径主要为人工抽水和地下迳流。预计水位年变化幅度约23m。建议抗浮设计水位按35m标高考虑。3.4周边环境条件该项目场地周边开阔，无需保护的建筑物及地下管线。4.0本工程基坑支护与降水设计着重解决的问题基坑开挖深度为3.65.5m，基坑采用放坡+支护开挖方式，根据开挖深度、工程地质于水文地质条件等，该基坑工程重点为：（1）确保基坑四周安全稳定。（2）提出合理的支护与降水方案；（3）为后续的施工创造良好的条件。 第二部分 降水工程1.0基坑降水方案1.1场地及周围环境分析：根据区域地质资料以及现场勘察情况，场区内无岩溶、塌陷、滑坡、崩塌、泥石流、采空区等不良地质现象，无全新活动断裂构造，地层基本连续稳定，地基土强度总体较好。除2层素填土和4层粘土具弱中等膨胀潜势外，无其它特殊性岩土发育。场地稳定性较好。因此本场地作为拟建场地适宜。1.2降水方案选择场地在勘探深度内地下水属于潜水类型，含水层为第四系冲洪积物粘性土和砂土层，勘探期间实测地下水初见水位在地表以下1.0米左右；地下水补给来源主要为大气降水及地表径流，地下水年变化幅度在23米间，场地历史最高水位在现地表以下0.9m，经现场勘察稳定水位在地表下1.0米左右，根据以上分析及现场实际情况采用管井进行降水。由于影响基坑降水的因素如开挖时间、开挖次序，工期安排及整体开挖基坑的规模无法确定，因此场地基坑降水无法取得合适的边界条件，因此该工程基坑降水方案的选择应根据具体条件进行降水设计。上部含水层为粘土、粉质粘土弱透水层组成，下部为中粗砂土含水层，中粗砂为强透水层，则整个含水层土的综合渗透系数取25m/d.1.3基坑降水方案根据提供的勘探报告，拟建场地在钻探深度范围内，地下水为潜水，勘察期间潜水地下水位埋深为1.0m左右。本基坑开挖深度在自然地面以下5.50m。在基坑开挖工程中，保证将基坑里的水位降至开挖面以下0.5m，同时保证降水在达到设计要求同时，控制水位降深和降水速率，减少降水对周边原有建筑物的影响。根据本工程场地环境、工程地质水文地质条件等情况。本项目参照本地区经验采用管井降水降水方案。沿基坑四周布设管井。勘测期间水位埋深1.0m左右，基坑开挖5.5m深，因此需要采取降水措施，拟采用大口径管井降水的方法将水位降到基坑底部0.5m以下。1.3.1采用管井基坑降水管井施工1管井成井流程钻机就位放线钻孔下 滤 管包扎滤管冲孔、换浆抽 水填 砾填土稳管洗 井配套安装图6 管井成井流程图2管井施工方法（1）管井定位测量人员根据降水井的设计位置测设实际井位，并参阅基础施工图纸，适当调整井位。井位偏差小于50cm。（2）挖井口、安装护筒根据测设的降水井的位置，采用人工开挖井口，井口直径为550mm。开挖深度为0.8m，安装高0.8m的钢护筒，护筒的安装位置必须准确。（3）钻机成孔采用正循环钻机成孔，一钻到底，井孔要求圆、直，垂直度1%。钻机就位必须准确，钻杆必须要垂直，钻机底座必须牢固。在钻至设计深度以后停钻。用清水置换井内泥水即洗井，并测定孔深，满足孔深要求之后，撤机。（4）下井管井管采用无砂混凝土滤水管，水位以下包缠尼龙网，缓缓下放，当井管与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用尼龙网裹严，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用竹条和铁丝固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管以井方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨污水、泥砂或异物落入井中，井管要高出地面不小于200mm，并加盖或捆绑防水雨布临时保护。（5）填滤料井管下部2米为沉渣段，其与孔壁之间用粘土封填；上部井管为滤管，滤管与孔壁之间用滤料填充，填砾料时，滤料沿井管外四周均匀填入，保持连续。要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象，洗井后滤料下沉及时补充滤料，要求实际填料量不小于95%理论计算量，填料至自然地面，经洗井之后，密实后及时填补滤料。降水井运行时，随水位下降，滤料会产生一定沉陷，及时采用粘土封闭。（6）洗井下管、填料完成后立即进行洗井。采用潜水泵反复进行抽洗，直至水清砂净。（7）设置水泵水泵规格4.0kw离心式水泵，共计准备8台，扬程24m，流量1030m3/h，在安装前，必须对水泵本身和控制系统做一次全面细致的检查，在地面试转3min5min后，若无问题，方可进行安设。安装完毕应进行试抽水，满足要求方可转入正常工作。3管井布井参数及质量要求（1）采用机械成井，参见降水井点平面布置图（具体位置由现场而定），管井定位偏差小于200mm。（2）降水井孔径为550，滤管外径为450的无砂水泥管，周围滤料填充，滤料选用颗粒均匀、无泥砂污染的、粒径为35mm的米石。井深为18m。（3）降水自井口以下全部设为滤水管。（4）抽出的水含砂量不超过1/5万，长期运行期间不超过1/10万。（5）钻孔时一径到底不留沉渣，井孔要求正、圆、直、孔斜率1%，下管时井管居中，不偏不斜。（6）严格控制水位，定期观测，使水位平稳，缓慢下降，防止过快造成不均匀沉降，影响周边稳定。4水位观测井观测井设置要求：基坑中心设计1眼，井深18m，井的其他设计参数与降水井相同；观测井周边要用砌砖围起来，封盖好，防止落入杂物堵塞。（1）观测要求：记录观测水位，每天观测一次并记录数据。标尺要垂直放在孔中，读数时视线与标尺刻度垂直。 （2）注意事项：超前设置观测井，及时观测水位变化情况是否影响土方开挖；水位观测，每天记录观测数据，观察排水井水量，含砂量大小，如有异常，及时反馈信息，加以调整；注意观察基坑边坡动态，及时反馈信息，修正方案，确保基础施工顺利进行。定期检修抽水设备，保障降水正常进行。1.4基坑降水方案设计计算书由于基坑较深、面积较大，本次按照主厂房考虑基坑降水方案，其余基坑可参照主厂房管井间距布置。一、管井计算管井井深16m，因主要含水层为第7层饱和中粗砂层，平均厚度4.69 m，下部滤水长定为6 m，井底进入渗透系数较小的第8层粘土（Q3apl）层，则按潜水型完整井计算，管井外径0.45m，内径0.3m，四周布置在距离基坑边缘2m处。根据勘察报告提供的资料，综合考虑土层渗透系数取K= 25m/d，降水至基坑中心坑底下0.5m处，其水位降低值S=5.0m。1计算基坑等效半径x0。根据平面布置可知，基坑在长度方向的最大尺寸是53.1m，宽度方向尺寸为27.1m，基坑长宽比不大于5，可按基坑面积大小的等效圆计算基坑等效半径。经计算，管井布置所围基坑面积为1820.16m2 ，故由公式得基坑的等效半径为：式中：x0基坑等效半径；F基坑面积，m2。2抽水影响半径R基坑中心处水位降低值为5.0m，含水层厚根据提供资料I含最大为15.50m，则抽水影响半径为：式中：R抽水影响半径；S水位降低值， m；H0含水层厚度；K渗透系数，25m/d。3基坑系统总涌水量整个管井降水系统的总涌水量按非承压完整井计算，总涌水量为：=4926.37m3/d=0.0570 m3/s4管井单位长度进水量5管井滤水器总长度计算管井滤水器总长度L= Q管/q管=53.40m6管井数量计算群井抽水单个管井过滤器浸水部分长度按下式试算确定：式中，Q管井系统总涌水量（m3/d）； H抽水影响半径为R的一点水位(m)； 管井个数(根)； 假想半径(m)； 管井半径(m)；取基坑中心处的H=15.5-5=10.5m，当管井数量为7时，此数值符合Q管/q管=53.4m的要求。由于本地土层不均质，综合渗透系数取定有一定的偏差，根据经验，当井距超过15m时，在排水时虽能满足总排水量要求，但为了降水均匀。故管井应在整个基坑范围内均匀布设8眼井，根据此计算理论，原煤仓、精煤仓、浓缩池、循环水池、生产办公楼等其他单体工程相应布设井点，平面布置详见附图7、水泵的选择单井出水量q= Q总/n=4926.73/8=615.84 m3/d/24=25.66 m3/h查表得，采用2B-31型离心式水泵满足要求1.5现场排水总管的选择与布设根据本项目情况，现场降水时间较长，必须将水泵抽出的地下水，源源不断有组织地排出施工现场，应建设单位的要求，所有抽出的地下水必须进入煤厂院内的污水处理池内，因现场单体工程较多，避免影响施工现场的交通，采用800的砖砌检查井作为地下水收集点，排水总管选用DN400砼管埋设于地面以下布设于基坑周围，将地下水排出，具体布设见附图二。1.6施工安全及文明施工措施1.6.1施工安全工地施工应遵照国家颁发的建筑安装工程技术规程，确保安全，并注意以下安全事项：施工现场要平整，脚手架搭设要牢靠。防止钻机及其它机械设备工作时发生倾斜、滑动等现象。进入工地须戴好安全帽、穿劳保鞋，高空作业还须系好安全带。机器设备须有专人负责，非操作人员禁止上机操作。工地拆接电必须由电工操作。机械设备必须接地线避免发生漏电伤人现象。拆