基坑深井降水施工方案

1、1概述1.1工程概述南水北调湖北兴隆枢纽电站厂房位于湖北省潜7工市兴隆镇的汉江右岸漫滩 与河槽的交接部位，河槽段河床高程约 27.9729.53m,高漫滩地面高程约 37.90m左右，电站厂房建基面高程10.20m，集水井建基面高程6.70m,基坑为 两个开挖面积分另U为4.3万平米和5.3万平米的基坑。围堰防渗采用全封闭式， 高程3536m以下采用塑性混凝土防渗墙，深度约60m,上部接土工合成防渗材 料。围堰封闭后地下水位在7工水位达到 EL.32m高程时约为EL.27m,厂房基坑建 基面高程为EL.10.2门为保证枢纽工程施工安全，采用深井降水方式降低地下水 位。地下水位降低标准为降水后的

2、枢纽结构物施工范围的地下水位低于结构物建 基面以下1m。船闸、电站和泄洪闸施工区共布置 53 口深井，其中电站标段设计 25 口井。一期围堰将于2010年5月底完成闭气和基坑抽水，2011年12月围堰内工 程完工，2012年1月开始围堰拆除。经估算，施工期基坑井点降水量约5135.48K 3 万m o深井降水根据实际情况布置5条集中排放管线通过围堰EL40m高程排放到 汉江，排水管线的安装工程紧密结合基坑开挖和围堰填筑的施工进度予以实施。 1.2工程地质资料根据深井降水试验井揭示的资料显示该区地质情况与设计招标文件稍有差 异。施工区内在高程 EL.26 37.5m之间为粘土粉细砂，EL.261

3、2.5m之间为粉细 砂层，透水性较强,EL.12.5-12m之间为卵砾石层,卵石含量大,卵石粒径在 510cm之间，为超强透水层，钻孔过程中在此段多次出现严重漏浆。EL.-12-20m 之间为卵砾石层，粒径级配均匀，稳定性较好。含水层水量丰富，渗透系数为 67.74m/d。1.3深井降水的意义(1) 本工程基础开挖深度最深达 30.3m (EL33 EL6.7m),其中地下水位线 以下开挖深度达17.28m( EL23.98m EL6.7m),有效的将基础以上的地下水排除， 是确保施工进度的前提。(2) 由于厂房所处位置地质条件复杂，特别是粉细砂受流水(特别是侧向 溢出水)作用后极易出现流沙及

4、管涌，造成基坑塌方或地基下沉。因此有效而可 靠地降低地下水位是确保基坑施工安全的关键。(3) 汉7工兴隆水利枢纽电站届于汉7工上的重要建筑物，防渗及排水系统复 杂,确保施工期地下水位低于基础高程是确保其施工质量的重要措施之一。2、编制依据(1) 兴隆水利枢纽基坑井点降水施工技术要求长兴设施(导一)2010 第01号；(2) 深井降水工程抽水试验报告(3) 建筑与市政降水工程技术规范JGJ-T111-98(4) 监理和业主的指示、意见和相关文件精神。3、深井降水施工方案根据多井抽水试验取得的含水层渗透系数，影响半径半径，含水层厚度以及施工期间地下水的控制高程等资料推算基坑的日涌水量为90097.

5、48 m3/d ,单井抽水量不小于3606.91 m3/d ,决定采用大功率深井泵抽排地下水。深井泵的排量 不小于200m3/h，扬程不小于70m。深井泵抽出的地下潜水通过 5条集中排放 管线通过上下游围堰分别排放到汉7工中，排水主管采用直径为325mm螺旋焊管, 在翻越围堰前设置真空增压泵。4.1深井降水施工程序深井降水施工程序详见施工程序图。深井降水施工程序图4.2施工准备(1) 熟悉设计图纸，掌握现场施工情况，加强与业主、设计单位、监理单位 联系，进行必要的技术咨询，以进一步明确设计施工要点，提前准备好施工所用 的材料和机械设备。明确材料的特殊要求及质量保证措施，做好技术准备工作。(2)

6、 施工技术交底，按设计图纸以及有关的技术规范要求向施工技术人员及 各施工队进行交底，尤其对施工工艺、施工质量要求、安全技术措施、文明施工 等进行重点落实。(3) 修筑好钻井平台和通往每一口井的施工道路， 准备好动力电源，同时安 装好备用柴油发电机，保证在系统停电时不中断钻井施工， 拟定采用两台200KW 电机作为备用电源；钻井用水可直接基坑中抽水。4.3降水井施工4.3.1降水井结构降水井底部高程为EL.-20m上部10m为实管段，下部2m沉淀管，中间为 透水管段，透水管外侧包裹两层80目6。目的锦纶滤网。反滤料为14mm中粗 砂，填至透水管顶端以上2m。反滤料以上为止水段，止水段填入人工搓成

7、并晒 干的土条，实管段高出地面3050cm。深井降水管结构见下图。降水试验井结构图单位(m)井管为钢筋混凝土管，内径为4 300mm,壁厚3cm；透水花管段透水孔孔径 为4 4mm,间距为160X 200mm,网格型布置。4.3.2成井施工(1) 测量定位、埋设井口护筒降水井的位置采用全站仪进行测量定位，经验收合格后，埋设井口钢护筒。护筒采用厚度为3mm的钢板加工而成，护筒直径1米，高1.5m2.0m,埋入地 下11.5m.护筒外用粘土填实，以防井口坍塌。(2) 泥浆配制选择较细的80目方孔筛筛余量为5%膨润土和工业用碱进行泥浆配制，由专人负责，并及时调整泥浆指标，以适应钻进和护壁的需要，同时

8、加强泥浆比重的 控制，及时检验调整。在粘 性土层自 行造浆，粉 细砂层 泥浆比重控 制在1.1-1.2g/cm3,砂卵石层泥浆比重控制在1.4-1.6g/cm3,在发生泥浆大量渗漏时， 及时补充浆液，保证钻进顺利进行。(3) 钻机安装就位安装钻机前，应对钻机进行全面检查、维护保养，保持良好状态，如动力系 统、升降系统、钻塔各部件及有关辅助设备、工具等。对电力系统、供水系统要 合理规划布置，安装钻机塔身时，要采取安全措施，任何人不得在钻塔起落范围 内通过和停留。整体起落钻机时，操作要平稳、准确。钻机卷扬机或绞车应低速 运行，以保持钻机塔架平稳升降，防止钻机突然倾倒、碰坏和伤人。(4) 钻井成孔采

9、用GF-200型反循环钻机钻进，孔径650mm。在钻井过程中，由操作人员 根据地质特征及孔内实际情况，掌握好钻井速度、泥浆浓度。严格控制钻孔的垂 直度，以保证混凝土透水管顺利下入井内。选用直径650mm三翼螺旋合金钻头带导正圈钻具，反循环钻进，一次成孔。配套水泵为BWT450/12泥浆泵，最大工作压力不低于1.2Mpa,输浆量不低于5L/S，钻进速度控制在2.5-4m/h ,在粘 土层可自造浆，进入砂性土层采用泥浆池合格泥浆。严格控制泥浆比重，一般自孔口流入的比重在1.2-1.3g/cm3,出现漏浆时对比重和稠度进行调整。在钻井过 程中详细记录钻孔过程。钻孔完成后及时活孔换浆，活孔后的泥浆比重

10、不大于 1.1 g/cm3。钻孔验收合格并活孔换浆后立即下入井管，(5) 钢筋混凝土井管井管安装成井后先置换孔内浓泥浆，减小孔内泥浆比重，但一定要保证孔内不发生坍 塌，泥浆比重控制在1.01-1.04之间。接着下内径 300mm钢筋混凝土井管。钢 筋混凝土透水管外包裹两层滤布，内层采用80100目/cm2尼龙纱网，外层采用6040目/cm2尼龙纱网。用12#镀锌铁丝箍紧。底端安装对中器和闷头，对中器 安装间距不大于5m,以保证管中心与成井中心要重合。采用 12t吊车缓慢将井 管下落孔内，直至预定深度，钢筋混凝土井管管接头焊接，管口要对齐。(6) 滤料回填井管下入孔内后，开始回填滤料，管壁与孔壁

11、之间有145mm厚的滤料层，滤料采用监利优质砾砂。滤料填回填前过筛，回填采用动力水均匀回填，以保证 滤料下沉密度，达到良好的过滤效果。滤料层回填至透水管顶端以上2.0m,止水段采用采用粘土回填。孔口顶部应高出周边地面 3050cm,以防止污水流入 井内。(7) 洗井由于在钻井成孔过程中采用泥浆护壁钻进， 孔内泥浆虽经置换，但浓度仍较 大。为了使降水井达到良好的降水效果，滤料填充完成后，应立即洗井，采用潜 水泵反复振荡冲洗抽排，直至出现活水为止，确保抽水含沙量小于1/30000,即抽水水活砂净。效果不明显时改用风水联合法等方法洗井。4.3.3成井保护(1) 降水井施工完成后，在开挖范围以内的井口

12、，采取加设临时井盖的措施予以保护，开挖完成后进入施工运行前，在井口浇筑混凝土井台，安装开合式 井盖，对井口予以保护。混凝土井台及井盖详见混凝土井台及井盖示意图。(2) 由于本工程抽降水历时较长，在降水过程中，降水井内难免会出现涌砂， 出水量变小，影响降水效果。出现此种情况时，应取出深井泵，用空压机再进行 反冲式洗井、捞磴，待冲洗十净后再下放深井泵继续抽水降水。(3) 施工全部结束后，各降水井均应向井内回填夹粘土的砾石，其上部 3m 用素碌予以封堵。4.4抽排水系统布置与安装根据实际情况布置5条深井降水排水主管，每条主管负责 912 口井。排水 主管采用4 325钢管，管线总长约2372m,在E

13、L.40m高程穿越围堰排放到汉7工。 排水钢管穿越围堰后向前延伸 30m,以避免高速水流冲刷围堰基础，造成事故。 每条管线在穿越围堰地点的内侧设置阀门，作为发生超标洪水时的控制措施。深井降水集中排水管穿越时在破坏土工防渗膜的部位浇筑C20混凝土，将土工膜包裹在混凝土内，使防渗体完整。在主管上靠近井孔的位置布置4 98的支管，支管长0.51.0m,支管上安装 止回阀和水表。支管和井孔之间使用 4 100高压水带连接。为保证降水井的水能够迅速排放到汉7工里，每口井配置扬程不小于70m的 深井泵，并在主排水管穿越围堰前分两路安装两台增压泵。1#线长约562m，负责12 口井的排放任务，布置在基坑左侧

14、，距基坑开挖线 不小于1m经过上游围堰的A(361.01,1071.45)成在EL.40m穿越围堰后排放到汉7工 内。1#线在10#井向上游5m处开始全部采用焊接方式连接，其余采用法兰连接 方式。2#线长约400m,负责10 口井的排放任务，布置在 EL34平台上，经过下游 围堰B(420.855,820.07点在EL.40m高程穿越下游围堰后排放到汉7工内，全部采 用焊接方式连接。3#线长约558.7m,负责10 口井的排放任务，布置在右岸隔离堤上，经上游 围堰C(444.3,810.83)成在EL.40m排放到汉7工内。3#线在隔离堤以外部分布置在 EL.26.521.砧坡之间，距坡顶7.

15、5m,钢管下部设置钢架支撑或混凝土支座，采 用焊接方式连接。4#线长约451.8m,负责12 口井的排放任务，布置在右纵围堰的导向槽左侧， 在30#井附近的D (308.187, 651.2)在EL40m穿越下游围堰30m后采用明渠排 放到汉7工内，采用焊接方式连接。5#线长约400m，负责9 口井，布置在左纵围堰附近，根据实际情况经过交 通桥排放到汉7工或经过左纵围堰排放到汉7工，采用法兰连接方式。4.5抽水系统的运行与管理4.5.1施工配电确保排水系统的正常供电，是保证降排水成功的关键，拟定采用两套系统 电源，一套为系统电，另一套为自备电源。深井降水施工配电按照就近的原则布 置，具体分配如

16、下：右岸船闸标段12 口降水井在3#变电站接点，配置一台400KVA 变压器；厂房基坑上游侧15 口降水井从布设于隔离堤的1#变电站接线，配置一 台630KVA变压器；厂房基坑下游17 口降水井从布设于拌和站的2#变电站接线， 配置一台1000KVA变压器。左岸泄水闸标的9 口降水井从布设于左纵围堰的 4# 变电站接线，配置一台315KVA的变压器。另外在右岸船闸标 3#变电站附近配置 1台400kw发电站机组,1#变电站附近配置1台300kw的发电机组，基坑的左侧 布置一台400kw的发电机组，2#线附近布置一台300kw的发电机组，左岸布置 一台300kw的发电机组，作为备用电源。4.5.

17、2运行方案(1) 在边坡未开挖完成之前采用单独运行的方案，每口井抽排的地下水排 向基坑开挖集水围堰。边坡形成后及时敷设集中排放管路，形成集中排放系统。 单独运行期间的供电采用发电机供电，启用备用电源。每三口降水井设置一个开 关柜，每台泵配备一台启动柜。(2) 试运行前准确测定各井口和地面高，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。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，力争将基坑内地下水降到基坑底开挖 面以下1.0m深，抽水过程中经常用测绳测量水位，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。(3) 在降水井，水泵，管路

18、安装完毕正常抽水情况下，以自流水为主，必 要时加真空泵接力。降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，降水井的 每次抽水后，应立即停泵，对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数相应要增多。降水运行过程中，现场实行24小时值班制，值班人员做好各井的水位观测工作， 认真做好各项质量记录，做到准确齐全。对降水运行的记录，及时分析整理，绘 制各种必要的图表，以合理指导降水工作，提高降水运行的效果，降水运行记录 每天提交一份，对停抽的井及时测量水位，每天12次。(4) 先运行厂房基坑的降水井，开始降水期间基坑周围25 口降水井同时运 行。待基坑地下水降至EL5.7高程以后，进行逐步调整运行井数和顺序，以达

19、到 地下水稳定控制的目的。控制运行期间需观测地下水位的波动情况， 如有异常及 时汇报，并采取相应的措施。(5) 根据基坑开挖的需要，整个基坑内降水分两步实施：第一步是降水井运行后地下水位控制在EL-3.7m高程以下，此时根据基坑开挖和深搅桩进度要求 及降水观测孔观测的地下水位结果适时调整各降水井的抽水作业(比如确定水泵下置位置及抽水速度)；第二步是地下水位经常性控制在 EL5.7m高程，以保证集 水井基坑EL6.7m的开挖，此时以厂房中心点水位观测孔作为主观测孔，保证此点及其它各孔地下水位经常性控制在 EL5.7m高程，如有变化，及时调整深井泵 下置深度及抽水速度。(6) 为及时监测降水效果，

20、确保降水效果既满足基坑开挖及基坑内构筑物在无水条件下施工的需要，乂适当控制地下水位不至于降低太多，在厂房周围4口降水井内安装水位电测计，派专人进行观测，观测方法和抽水试验水位观测方 法相同。4.5.3运行期间的注意事项(1) 降水运行阶段要经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常时及时调泵 并修复。保证电源供给，如遇电网停电，须提前两个小时通知降水施工人员，以 便及时采取措施，保证降水效果。在开挖过程中，必须派人工看守，以防挖机碰坏井管导致废井或降低抽水效 果。开挖后如部分基坑含水量较高，采取增打轻型井点及时进行降水。(2) 定时检查供电设备和线路，及时更换受损的零配件，保证机械设备的 完好。备用

21、电源安装自启动和自切换装置，以备系统突然停电造成基坑地下水急 剧上升造成严重后果。降水设备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。工地现场要备足抽水泵，数量多于井数的10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。降水工作应与开挖施工密切配 合。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。4.5.4运行管理(1) 成立专业降水运行管理团队，由一名经验丰富的工人技师担任降水队 队长，配备5名技术人员、专业电工、发电机维修工各3名以及30名作业人员。 降

22、水队受现场调度室直接领导，受项目部技术部技术指导，受质检部监督检查。(2) 降水队的主要职能是：全面负责降水井的看护，跟踪记录深井施工时各技术细节和有关数据。全面负责井的正常运行管理，协调降水工作与各施工场面的关系。降水初期，通过水位分析计算深井运行数量，在确保基坑开挖顺利进行的情 况下，安全有效地节约降水成本。每日监测并记录各井及汉江水位，绘制降水曲线，分析其中的关系，将水位 变化情况及时向总工汇报。协助测量队进行上下游围堰的沉降观测。随时对基坑边坡、围堰进行观察,如发现基坑内出现管涌或堤身出现失稳破坏现象，要立即向上级报告并采取有效措施，以防事故进一步恶化。每天 8:00- 11:00、1

23、3:00- 17:00、20:00- 23:00、2:00- 6:00 进行水路、电 路和发电机运行情况的检查，及时发现存在的问题和隐患，分析其中的原因，提 出解决问题的办法，并做好以后的预防措施。在电路出现故障时，要立即组织人员启动备用电源，并进行抢修设备，以最 快的速度排除故障。在水泵出现故障时，要组织人员在十五分钟内进行更换， 确 保每一 口井抽水的连续性。(3) 制定严格的管理制度，将责任分解到每一个人，使现场每一项具体工 作都有具体的人负责实施，同时也不会出现互相推诿的现象。建立现场工作的监督与管理体系，保证体系的正常运转，使现场时刻处于受 控状态，同时要保障降水组工作的独立性，严禁

24、随便调派降水队人员。在现场设立专门的办公地点，及时检查每口井、每台泵的运行状况，出现问 题，及时处理。每半个月要全面检查每口井出水含砂量, 保证每口井出水的含砂量小于万分 之一。如果某一口井的出水含砂量大于万分之一,要停止其使用，并采取有效措施进行处理。每天由专职电工检查发电机及线路是否完好， 早晚各试启动一次，一旦系统 电停电，能保证发电机及时启动并正常运行。要准备充足的水泵、电线、电缆、开关、保险丝等备用材料，一旦设备出现 故障时能及时进行检修和更换。(4) 施工前进行现场抽水试验，以确定深井排水的有关参数。配备水泵抽水的扬程和流量大于设计数的 1/4,水泵有100%备用，并设置 100%

25、柴油发电机备用电源。防止其它施工对排水设施的破坏。作好降水范围内的水位观测，及时反映抽水效果。降水设备的管道、部件和附件等组装前，必须检查和活洗，并妥善保管，防 止阻塞。采取管口保护措施，防止杂物掉入管内。配备专人抽水，及时检修抽水机械，作好抽水记录。(5) 降排水之前观测一次自然水位，在抽水开始的 5-10天内要求早晚各观 测一次汉江水位、流量，以后改为每天观测一次，并作好记录。对观测记录及时整理，绘制 Q-t (抽水量与时间图)与s-t (水位下降值与时 问)关系曲线图，分析水位下降的趋势与流量变化， 预测水位下降至设计要求的 时间，根据实际抽水情况，研究降水设计的可靠程度或提出增加井数等

26、调整措施。6需要协调解决的问题(1) 排水管线需穿越围堰，请协调相关单位尽快填筑道EL40m高程，以保 证我部的深井降水系统的建成时间。(2) 通过抽水试验发现地下水的恢复速度非常快， 在停泵的第一分钟就能恢 复降深的91%。请业主解决系统突然断电的问题， 否则我部将不能保证对基坑地 下水的有效控制。(3) 深井降水用电负荷达1590kw,在系统供电未成型之前只能采用发电机 供电，极大地增加了降水负担，请业主尽早提供稳定的系统供电电源。7计划工期本工程计划自2010年5月10日开工，7月20日前完成降排水系统的建设并 运行。降水运行至所有结构施工至地下水以上为止。8拟投入的资源8.1拟投入的人

27、力资源拟投入的人力资源表)丁与工种单位数量备注1技术贝人52队长人13熟练工人304电工人45发电机操作工人3合计人438.2拟投入的材料拟投入的材料表)丁与材料名称规格型号单位数量备注1电缆CU295mmm50002电缆25mm2m17663启动柜800X 600mm个704水表精度0.01L台100备用47个5阀门100个80备用27个6阀门300个20备用15个7钢管100m908钢管325m27099钢丝绳,- 213mmm320010水带局压m500011镀锌铁丝8#kg100012井架个6013骨料240mmm35014水泥PO.42.5kg900015钢管300m2008.3拟投入的机械设备拟投入的机械设备)丁与设备名称规格型号单位数量备注1离心式水泵35kw台62深井潜水泵250QJ125-65-7台703发电机400kw台2与经常性排水共用4发电机300kw台35混凝土搅拌机0.5m3台16翻斗车0.5m3台17变压器台49质量保证措施(1)编制符合本工程特点、技术要求和现场施工条件情况的施工方案，施工前作好图纸及技术设计要求的交底工作。 严格按照施工组织设计提出的施工方法 进行施工。(2) 认真做好降水记录，经常检查每口井的降水出水量的情况，要连续降水， 防止中途停顿。把数据及时反馈给项目部和监理。(3)