某热电厂汽车卸煤沟降水工程监控方案

新建2×330MW热电联产项目汽车卸煤沟降水施工方案2010年6月9日目录HYPERLINK\l"_Toc265536511"1.序言1HYPERLINK\l"_Toc265536512"2.编制方案的目的及参考依据1HYPERLINK\l"_Toc265536513"3.项目概况2HYPERLINK\l"_Toc265536514"4.厂址区水文地质条件2HYPERLINK\l"_Toc265536515"4.1区域水文地质条件2HYPERLINK\l"_Toc265536516"4.2厂址区水文地质条件4HYPERLINK\l"_Toc265536517"4.3抽水试验成果统计、分析计算5HYPERLINK\l"_Toc265536518"5.降水井施工方案7HYPERLINK\l"_Toc265536519"5.1降水施工方案主导思路8HYPERLINK\l"_Toc265536520"5.2降水施工方案8HYPERLINK\l"_Toc265536521"5.3降水井和降水坑布置方案9HYPERLINK\l"_Toc265536522"降水井井深确定9HYPERLINK\l"_Toc265536523"降水井井距确定9HYPERLINK\l"_Toc265536524"降水坑10HYPERLINK\l"_Toc265536525"5.4降水井单井设计10HYPERLINK\l"_Toc265536526"5.5排水方法及措施11HYPERLINK\l"_Toc265536527"方法选择11HYPERLINK\l"_Toc265536528"明沟的施工方法11HYPERLINK\l"_Toc265536529"6.降水施工预算12HYPERLINK\l"_Toc265536530"7.结论与建议12HYPERLINK\l"_Toc265536531"7.1结论12HYPERLINK\l"_Toc265536532"7.2建议131.序言****有限公司（以下简称业主）立项新建的热电厂位于***部、***一分场六连东北侧。厂址区处于***河西岸、山前冲洪积扇扇缘溢出带，地下水水位较高,潜水埋深1.1～1.3m。新建电厂汽车卸煤沟基础底面设计标高为±0.00以下-5.00～-13.50m，受较高的地下水水位限制，基础无法施工。为赶工期、赶进度，保障汽车卸煤沟基础顺利施工，业主及施工总承包单位****集团提出采用基坑降水方案。****集团承担新建电厂汽车卸煤沟基坑降水方案编制工作，负责基坑降水施工任务。2.编制方案的目的及参考依据编制降水方案的目的是通过对新建热电厂所处地域的水文地质条件分析，判明厂区地层结构、含水层分布情况及其富水性，明确指出需降水目的含水层，有针对性的制定出施工可操作性强，经济合理，工期尽量短的降水施工方案，为业主及施工总承包单位最终决策提供依据。降水施工编制方案参考的主要依据如下:（1）《建筑基坑支护技术规程》；（2）《市政排水设计规范》；（3）《供水管井技术规范》；(4)《机井技术规范》；(5)《水利水电工程钻孔抽水试验规程》；(6)本次施工的降水井钻探资料；(7)***地勘院做的降水井抽水试验成果资料；(8)***院做的电厂施工设计资料。3.项目概况新建热电厂位于****西岸，夹河子水库西约900m。汽车卸煤沟基础为矩形，长度178.00m，基础底面标高为±0.00以下-5.00～-13.50m。根据施工设计方案，基础施工采用大开挖方案，基坑开挖临时边坡按1:1.0放坡，基坑开挖外轮廓线以建筑物红线为基线外扩，基坑开挖外轮廓线三次放坡。按照基坑降水相关规范要求，经过降水后的地下水水位应低于建筑物基础底面标高以下-1.5m，因此，本次降水施工的地下水水位必须保证在±0.00以下-15.00m。4.厂址区水文地质条件4.1区域水文地质条件新建热电厂处于***河山前冲洪积平原中下部，位于冲洪积扇缘潜水溢出带。整体地势东南高，西北低，地形平缓，自然坡降5.8‰～6.9‰。据现有水文地质、物探资料及***地勘院资料，第四纪沉积物厚度超过400m，地下水类型均属于第四纪孔隙水。在300m深度内，地层结构为粉土、沙砾石、粉质粘土、中粗砂交互沉积。地下水类型上部为潜水、下部为多层结构的承压水。潜水含水层底板埋深为10～25m，底板岩性为粉土、粉质粘土等，分布不稳定，含水层岩性主要为砂砾石，中粗砂。越往北部下游地区，含水层岩性颗粒逐渐变细为细砂、粉细砂层。承压含水层位于潜水含水层之下，隔水层顶板埋深15～30m。承压含水层单层厚度5～10m，由于最近几年上游开发地下水力度较大，引洪渠以南，承压水已不能自流；引洪渠以北，由于地势降低和承压水的压力顶板变厚，承压水自流，水头在+1.00～+3.00m。厂址所在区域地下水的补给源主要为来自上游含水层的侧向径流补给，该补给量主要进入承压水含水层压；其次是夹河子水库水和玛纳斯河洪水期河水的渗漏补给以及灌溉水入渗补给，另外还接受少量的大气降雨（雪）的入渗补给。特别在丰水年份，降雨和冰雪融化水对潜水水位的抬升影响较大。地下水的排泄除部分潜水通过冲沟、泉溪和排水渠排泄、潜水蒸发及通过下游断面排泄外，人工开采已成为主要的排泄方式。地下水流自东南向东北方向径流，水平方向径流较好，水力坡度4.3‰～5.8‰，垂直方向上径流相对较弱，局部区域存在承压水通过天窗向潜水越流补给现象。潜水埋深自东南向西北变浅，一般1～3m。据地下水动态长期观测资料，主动态类型要属开采－气候型动态，冬、春季水位较高，开采期水位逐渐降低。潜水水位年变幅为1.5m，今年春季受降雪量大的影响，潜水水位较往年有所上升。人工开采目的含水层主要为承压水，近几年随着地下水开采量的加大，承压水水头呈下降趋势，年平均水头下降0.25～0.35m。4.2厂址区水文地质条件为查明新建热电厂址水文地质条件，获取降水施工所需的水文地质参数，业主委托***地勘院进行了主厂房场地的水文地质勘察工作。我公司负责施工降水试验机井，协助***地勘院技术人员进行抽水试验工作。勘察工作共施工了4眼试验井，设计深度均为30m，孔径750mm，井径426mm。4眼机井分布位置情况是：主厂房东南角，西南角各1眼，主厂房北侧中段1眼，靠近汽车卸煤沟部位1眼（见降水井分布位置图）。每个主井附近都施工了1～3眼观测孔。施工过程中，首先施工的是ZK1、ZK4号井，查明主厂房场地在30m深度内地层结构大致分为5层：第一层为粉土（粉质粘土），厚度1.8～5.0m；第二层为砂砾石、含砾中粗砂，顶板埋深1.8～5.0m，厚度4.0～8.2m；第三层为粉土（粉质粘土），局部与细砂互层，顶板埋深9.0～10m，厚度5.0～8.0m；第四层为砂砾石、含砾中粗砂，顶板埋深15.0～18.0m，厚度6.0～9.0m；第五层为粉质粘土，顶板埋深22～24m，没有完全揭穿该层，施工至设计深度就终孔了（地层结构见水文地质剖面图）。成井完毕后进行了多孔抽水试验。抽水试验结果表明，ZK1、ZK4号机井单井流量56～94m3/h，主井降深8.4～10.9m，观测孔降深0.43～0.79m，单位涌水量1.8～2.4L/s.m，属于中等富水区。***地勘院经过对钻探资料和抽水试验结果初步分析认为30m勘探深度内分布2层含水层，上部为潜水含水层，含水层岩性为砂砾石、含砾中粗砂，厚度4.0～8.2m；下部为承压水含水层，含水层岩性为砂砾石、含砾中粗砂，厚度6.0～9.0m；抽水试验是对潜水、承压水混合含水层进行的试验，单井流量较大，鉴于此，***地勘院调整工作方案并出具了设计变更，ZK2、ZK3号井施工只针对潜水含水层进行降水试验，井深调整为12～15m，其它参数保持不变。通过对ZK2、ZK3号井施工、试验，查明潜水含水层水位埋深1.1～1.3m，单井流量4～12m3/h，主井降深10.2～11.1m，观测孔降深0.20～0.98m，单位涌水量0.33L/s.m，属于一般富水区。4.3抽水试验成果统计、分析计算抽试验结果见表4-1。本次勘察工作分别对潜水含水层和潜水、承压水混合含水层进行了抽水试验，降水井所需水文地质参数主要为渗透系数（K），单位涌水量（q），影响半径（R），依据主厂房场地水文地质条件，参考《水文地质手册》，水文地质参数计算采用的计算公式如下：(1).潜水完整井参数计算公式①潜水完整井稳定流多孔求参公式:（一个观测孔）（二个观测孔）②影响半径的计算公式一：③潜水完整井影响半径计算公式二：（一个观测孔）（二个观测孔）(2)潜水-承压水完整井参数计算公式①潜水-承压水完整井稳定流单孔求参公式:②影响半径的计算公式式中：H:潜水含水层厚度(m)；K:渗透系数(m/d)；Q:抽水井涌水量(m3/d)；S:抽水试验井的降深(m)；S1、S2:观测孔水位降深(m)；r1、r2:抽水孔至观测孔的距离(m)；M:承压含水层厚度(m)；R:抽水井的影响半径(m)；rω:抽水井的井半径(m)；水文地质参数计算结果见表4-2。5.降水井施工方案通过对4眼降水试验井勘探、试验结果分析对比，查明了30m勘探深度内分布2层含水层，潜水含水层顶板埋深1.8～5.0m，底板埋深9.0～10.0m,潜水含水层厚度4.0～8.2m；承压水含水层顶板埋深15.0～18.0m，承压水含水层厚度6.0～9.0m；两层含水层之间由透水性较弱的粉土、粉质粘土层相隔，水力联系微弱，承压水含水层富水性好于上部潜水含水层。依据设计资料，汽车卸煤沟基础底面标高为-5.0～-13.50m，埋深较大，基坑最大降水深度达到了潜水含水层的底板以下，为满足汽车卸煤沟基础施工要求，不但要把潜水含水砂砾石层中的水疏干，还要把承压水顶板的粉质粘土层中的水部分疏干，根据主厂房抽水试验结果，潜水含水层富水性一般，单井流量较小，承压水含水层富水性属中等富水，单井流量较大。综合上述分析，本次降水施工方案针对潜水含水层和承压水含水层两层含水层。5.1降水施工方案主导思路本次降水施工的主导思路是依据水文地质勘探、试验资料首先确定降水目的含水层。前文已分析得出结论，潜水含水层富水性一般，埋藏浅，其补给水源主要为侧向补给量、水库渗漏补给量、河道渗漏补给量。承压水含水层富水性属中等富水，其补给源主要为上游地下水侧向补给。由于汽车卸煤沟基坑挖深较大，为±0.00m以下-13.50m，基坑降水的关键是：不但要切断汽车卸煤沟基坑周围潜水含水层的补给水源，还要截断层压含水层的补给源，将承压水水位降低，以达到把承压水顶板的粉土或粉质粘土层中的部分水疏干，因此，汽车卸煤沟基坑降水方案采用井点降水。5.2降水施工方案方案选择：本工程采用单井点降水，在汽车卸煤沟基础外廓线四周呈矩形布置2排降水井（具体见降水井布置图）。通过井群抽水将汽车卸煤沟基坑外围补给水源排走，逐渐形成降落漏斗，阻止水源进入基坑，从而达到降低地下水水位的目的。该方案的优点是：降水井施工工期短，无需大型机械设备，施工力量容易组织；在抽水期间可与基础施工同步进行，边降水，边开挖基坑，降水水位至基础底面标高以下-1.50m即可进行基础土建施工。基础施工至地下水位以上即可终止降水，对工期不会造成延误。利用降水井抽水降低潜水位和承压水位，抽水5～7天，基坑内地下水位开始下降，首先排走潜水含水层砂砾石中蕴含的地下水，随后随着承压水位的降低，在重力作用下逐步疏干承压含水层顶板粉土和粉质粘土层中的重力水，待地下水水位下降至-15.00m后，即可开展基坑开挖工作，此时基坑粉土层中会有部分重力饱和水未能完全疏干，解决办法是在基坑地势相对较低的北侧开挖集水井（坑），用污水泵将积水排走，该项工作结合基坑开挖深度逐步开展，明水用水泵排走，土层中的部分饱和水通过晾晒蒸发排走。集水井（坑）的深度、位置可依据基坑内积水情况随时增减数量和调整位置。5.3降水井和降水坑布置方案降水井井深确定由于汽车卸煤沟基础最大埋深为-13.50m，部分基坑深度为-5.00m，因此降水方案是针对潜水含水层和承压水含水层两层含水层，为截断汽车卸煤沟基坑外围的地下水补给水源，包括潜水来源和承压水补给源，阻止水源进入基坑，由于承压水富水性较好，补给源较丰富，因此必须在整个基坑周围形成一个完整的降水漏斗，从而达到降低地下水水位的目的。根据卸煤沟的基础埋置深度不同，在基础埋深较大的部位中部和西部布置潜水-承压水降水井（32眼），深度为27.00～30.00m；在卸煤沟东头基础埋深较小部位布置少量的潜水完整井降水井（4眼），深度为15.00m。5.3.2降水井井距确定根据抽水试验结果，潜水完整井单井流量12m3/h，渗透系数（k）24.66m/d，影响半径(R)27.92m；潜水-承压水完整井单井流量60～90m3/h，渗透系数（k）13～40m/d，影响半径(R)60～140m，降水井之间的井距依据降水井抽水试验成果取得的水文地质参数确定。降水井围绕汽车卸煤沟基坑四周布设。第一排降水井之间的井距为15.7m～19.4m，在卸煤沟基础西部紧贴基坑边布置，井距为15.7m，在卸煤沟基础东部降水井距基础外边线3.00～8.00m，井距为19.4m。第二排降水井之间的井距为30.0m，降水井距卸煤沟西部基础外边线15.75m(见降水井布置方案图)。潜水-承压水降水井32眼，井深27～30m；潜水完整井降水井4眼，井深131～5.0m；共需布置36眼降水井，排水量约3600m3/h。5.3.3降水坑现场降水主要采用井点降水外，汽车卸煤沟基础在土方开挖过程中，由于粉土透水性差，粉土中的重力水降水过程较慢，计划在汽车卸煤沟基础开挖外廓线和降水井之间的北侧设置2个5×5m的降水坑，将汽车卸煤沟基坑中的明水排入降水坑利用水泵抽水进行降水。5.4降水井单井设计潜水-承压水降水井依据承压水含水层底板埋深确定井深，设计井深27～30m，井深应穿透层压含水层，进入承压含水层底板的粉土、粉质粘土层2～3m，水泵泵头放置在承压含水层以下2～3m，确保井内水位降深达到-15.00m。受场地内地层厚度分布不均的限制，在施工时井深应灵活掌握，其原则是不能穿透承压水含水层底板的粉土、粉质粘土层。潜水完整井降水井依据潜水含水层底板埋深确定井深，设计井深13～15m。井深应穿透潜水含水层，进入含水层下部的粉土层2～3m，水泵泵头放置在含水层底板以下2～3m，其原则是不能进入承压水含水层。施工机械为CZ-22或CZ-30冲击钻。开孔及终孔直径不小于600mm，一径到底。井管为直径325×5mm的钢卷管或螺旋钢管。花管放置在含水层部位，采用缠丝过滤器，丝距1～1.5mm，空隙率23～25%。潜水含水层中的滤水管长度6～8m，承压水含水层中的滤水管长度6～10m，滤水管总长度为12～18m,可根据含水层实际厚度适当调整滤水管长度。滤水管下部设置与井管同径的沉淀管，其长度为2～3m。洗井时间不少于2个台班。潜水-承压水降水井水泵配泵型号为200QJ80-40，滤料规格为4～6mm的河床砂，每眼井数量不少于10m3。潜水完整井水泵，水泵配泵型号为QY25-17-2.2，滤料规格为4～6mm的河床砂，每眼井数量不少于5m3。洗井时间不少于2个台班。5.5排水方法及措施方法选择本工程排水主要采用明沟排水，将抽出的地下水和汽车卸煤沟基坑内的水汇入排水沟排走。在排水沟穿过道路处埋设600mm管径的钢管。明沟的施工方法排水沟采用上口宽800mm,下口宽500mm，先用挖掘机在降水井外围2m外开挖排水渠，然后人工修整，沟底和沟壁用1:3水泥砂浆抹面，最后在整个排水沟内铺设一层防渗膜。6.降水施工预算降水施工预算包括降水井施工费、排渠开挖土方费、材料费、降水运行费四大部分。7.结论与建议7.1结论（1）通过降水井施工及抽水试验基本查明场地地层结构为：第①层粉土（粉质粘土），厚度1