广东地铁深基坑降水施工方案

八章xx站降排水施工8.1工程概况8.1.1设计工程概况1）车站设计概况xx站有效站台长度中心里程为YCK26+357.960，车站起点里程为YCK26+282.960，车站终点里程为YCK26+432.960，为地下三层三跨及局部单层双跨钢筋混凝土箱形框架结构标准岛式站台车站，岛式站台宽度为12m，有效站台长度为140m，车站全长150米，屏蔽门总长135.5m，标准段宽21.5m，线间距为15.2m，基坑深约16～31米，埋深约3米,车站开挖土方约9.13万m3。主体建筑面积为10898m2，附属结构面积4204m2，车站总建筑面积为15102m2。车站西端设盾构始发井，东端为盾构吊出井。本站共设3个出入口和一个紧急疏散出入口，出入口均有盖，2组地面风亭和一组冷却塔。1号出入口位于xx广场东侧地下停车场出入口附近；2号出入口与深南大道地下过街通道合建，可同时解决行人的过街；3号出入口位于xx公共绿地内，西端与地铁4号线出入口连通，东端通过地下通道直达金田路。风亭、冷却塔均设置在深南大道北侧的绿地内，冷却塔局部下沉处理。风亭距人行道边最小距离5米。xx站总平面图见图8-1-1。8.7车站降排水施工8.7.1降排水目的基坑工程降水主要是为了使基坑内地面至基坑底以下一定深度内的土层疏干并排水加固，便于土方开挖，更有助于提高围护结构被动区及基坑内土体的强度和刚度，以确保基坑的顺利开挖和地下结构的施工，其中包括降低浅层潜水的地下水位，降低土体的含水率，提高土体的抗剪强度稳定性，防止发生流砂、管涌和基坑回弹隆起等。8.7.2工程地质和水文地质状况1、本工程地质与水文特点本标段工程地质与水文地质状况详见总体工程概况之工程地质与水文地质状况。2、岩土透水性和隔水性本站地层在垂直剖面上，自上而下其透水性和隔水性如下：1）<1-1>人工素填土在本场地广泛分布，成分以粘土为主的素填土具弱透水性，渗透系统K=0.05m/d。2）<5-1>粉质粘土在本场地呈透镜体分布，砂质成分高，局部含粗砂、砂砾，具弱透水性，渗透系统K=0.05m/d。3）<5-1-1>淤泥质粘土在本场地呈透镜体分布，具弱透水性，渗透系统K=0.0015m/d。4）<5-1-3>粉质粘土呈透镜体分布，具弱透水性，渗透系统K=0.02m/d。5）<5-2-2>细砂呈透镜体分布在素填土之下，砾质粘土之上，局部缺失，饱和状，中等透水强度，渗透系统K=5.0m/d。6）<5-2-4>粗砂层呈透镜体分布在素填土之下，砾质粘土之上，饱和状，具强透水性，渗透系统K=20m/d。7）<5-2-5>砂砾层呈透镜体分布，饱和，分选性差，具强透水性，渗透系统K=25m/d。8）<8-2>砾质粘性土主要分布在素填土之下，全风化花岗岩之上，遇水软化、崩解，具弱透水性，渗透系统K=0.5m/d。9）<8-3>砾质粘性土主要分布在素填土之下，全风化花岗岩之上，遇水软化、崩解，具弱透水性，渗透系统K=0.5m/d。10）<9-1>全风化花岗岩具中等透水性，渗透性从上向下逐渐增大，渗透系统K=0.5m/d。11）<9-2-1>强风化花岗岩具弱透水性，渗透系统K=0.75m/d。12）<9-2-2>强风化花岗岩具中等透水性，渗透系统K=3.00m/d。13）<9-3>中等风化花岗岩具中等透水性，渗透系统K=2.00m/d。14）<9-4>微风化花岗岩具弱透水性，渗透系统K=0.5m/d。8.7.3车站基坑涌水量状况基坑涌水量计算：根据设计文件，基坑长L=150m，标准宽B=21.5m，平均开挖深度25.5m。地下水位平均埋深3.5m。根据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》8.5.8条，本段基坑采用圆形基坑出水量计算公式的非完潜水公式计算。计算公式如下：Q=4kSr0Q—基坑出水量（m3/d）；k—渗透系数（m/d）；r0—影响半径（m）；S—设计水位降深（m）；根据地质剖面，基坑底基本上处于强风化〈9-2-1〉层中，将坑底视为均质透水层，采用渗透系数k=1.00m/d；设计水位降深S=21m，r0=47.18m。经计算，基坑涌水量Q=3963.12m3/d，单位长度涌水量q=25.9m3/d.m。由于含水层的不均一性，局部含水量可能较大，透水性强。8.7.4地下水控制措施本车站采用基坑内大口径井点降水，井点间距20m，沿基坑两侧，结合坑内明沟排水。围护结构截水，同时对于坑内少量滞水、雨水，采取坑内排水措施。排水和降水期间应严密监测地下水位、地表沉降和建筑物沉降，发现异常应及时采取措施，必要时停止抽水并全面回灌。8.7.5排水措施随土方开挖，根据基坑大小及深度等情况在基坑四周及时设置排水明沟和集水井，合渗流水汇集于集水井内，再用水泵排至基坑外市政排水管网内。保持沟底低于基坑底不少于0.5m，集水井低于沟底不少于0.5m（井底滤水层除外），水沟沟底宽0.4m，边坡坡率为1：0.4，沟底设1.0%的纵坡。排水沟每隔50m设一个集水井，集水井井底铺设0.3m左右厚的碎石、卵石反滤层。根据需要可以修一定数量的盲沟。并视具体情况，布设一定数量的集水井，将水抽排出基坑外。当施工外防水层时，若基坑面积水仍无法排干，即将排水沟回填碎石，做成排水盲沟，继续排水。如下图8-7-1所示。图8-7-1排水沟及排水盲沟大样图为防止地表水流入基坑，在地面沿基坑周边设截水沟，将截流水排至市政排水系统流走。截水沟的截面宽度40cm，深为30cm，排水坡度为1%，截水沟采用C15素混凝土砌筑，集水井干砖砌筑并采用水泥砂浆抹面。8.7.6降水井降水1、降水井布置根据xx站水文地质特点、围护结构类型、基坑开挖方法，拟采用管井基坑外降水方案。降水井与地下连续墙围护结构同步进行布设与施实。通过降水施工设计计算，结合已往施工经验及降水效果，综合考虑其它因素，降水井之间间距约为20m。2、井管施工工艺及方法（1）降水施工工艺降水施工工艺图见图8-7-2。（2）基坑降水施工方法降水采用重力降水办法用深井泵抽水，局部辅以真空泵抽水。深井降水在土方开挖前20天进行，每口深井配深井泵一台，每4口深井配真空泵一台。深井真空抽气要连续不断，深井泵抽水则不连续进行，有水则抽，断水则停。按时抽水，最初水位高，水量多，每次抽水出水时间长，间隔时间短，以后随水位下降，每次抽水出水时间短，抽水的时间逐渐放长。 图8-7-3降水施工工艺图①降水井管构造及降水设施井孔直径700mm，井管选择钢筋笼内径400mm，钢筋笼主筋与箍筋、加强箍筋之间点焊，连接成骨架，钢筋笼外包用φ1镀锌铅丝编织孔眼为5×5镀锌铅丝网，再包孔眼为1×1铁丝网并用12#铅丝@500扎紧，铅丝网缠绕时，重叠1/3幅面。钢筋笼底部用数条钢筋焊死，并包两层钢丝网。钢筋笼与井底、井壁用3～15mm的碎石滤料填放至距地面500mm后，用水冲洗，以保证滤料下沉密实。井口500mm范围内用粘土回填夯实。井管构造和安装工艺见图8-7-3。图8-7-3井管构造和安装工艺图②降水施工方法和技术措施A、成孔可根据土质条件和孔深要求，采用钻机成孔，钻孔直径700mm，用泥浆护壁，孔口设置护筒，以防孔口塌方，并在一侧设排泥沟、泥浆坑。施工中控制孔斜偏差<1%。B、探测孔深足够后按顺序下钢筋笼井管。先仔细检查滤网包扎质量，然后轻提慢放并使井管居中，当上部孔壁缩径或孔底淤塞时，边向孔内注水边缓慢放入，禁止上下提拉或强行冲击。C、在井壁间隙回填砂卵石至地面以下0.5米左右，孔口部分用粘土填实。回填时利用井管上设的对中线确保井壁四周填层厚度均匀。井管下入后，及时在井管与土壁间填充滤料。粒径应大于滤网的孔径。一般为3-15mm砂卵石。滤料必须符合级配要求，将设计规格上、下限以外的颗粒筛除，合格率要大于90%。杂质含量不大于3%；不得用装载机直接填料，用铁锹下料，以防填层不均匀和冲击井管，填滤料要一次连续完成，从底填到井口下1m左右，上部采用不含砂石的粘土封口。D、下管填碎石后及时进行洗井，用真空泵抽水至井口返出清水为止。洗井控制标准如下：洗井前后两次抽水，涌水量相差<15%。洗井后，井内沉碴不上升。E、洗井达要求后，进行单井试验性抽水，确定单井出水量和降深，以此对降水设计进行必要的调整，之后正式抽水。采用真空泵抽水，电缆统一铺设，在基坑边设排水沟排水，井口搭设检测及维修台。③降水运行A、试运行试运行之前，准确测定各井口和地面标高、静止水位，然后开始试运行，以检查抽水设备、抽水与排水系统是否满足降水要求。降水井在成井施工阶段应边施工边抽水，即完成一口投入抽水运行一口，力争在基坑开挖前，将基坑内地下水降到基坑底开挖面以下1m深。水位降到设计深度后，即暂停抽水，观测井的出水量，观测井内的恢复水位。试运行时，观测井的出水量，水位下降值，以验证抽水量与下降能否满足降水设计的要求。B、降水运行基坑内的降水井应在基坑开挖前20天进行，做到能及时降低围护内基坑中的地下水位；降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短止长，每次抽水井内水抽干后，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，对各停抽的井及时做好水位观测工作，及时掌握井、内水位的变化情况；降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员应认真做好各项质量记录，做到准确齐全；降水运行过程中对降水的记录，应及时分析整理，绘制各种必要图表，以合理指导降水工作，提高降水运行的效果。降水运行记录在案每天提交一份，如有停抽的井应及时测量水位，每天1-2次。④降水质量保证措施A、施工前期准备针对本工程的特点，选择适合本工程施工条件及能满足本次降水技术要求的机械设备。合理规划布置排水管道与集水坑。电缆线、配电箱的排设与安装布置合理，不影响挖土施工作业；施工前，对全体施工人员及管理人员做好本工程施工技术交底工作，施工的关键节点作详细交底，使全体施工人员明了本工程的技术要点。B、降水运行技术措施施工现场应做好基坑内的明排水准备工作，以防基坑开挖时遇雨能及时将基坑内的积水抽干；降水运行开始阶段是降水过程的关键阶段，为保证在开挖时及时将地下水降至开挖面以下，因此在洗井过程中，洗完一口井即投入一口，尽可能提前抽水；降水的设备（主要是潜水泵与真空泵）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行正常；工作现场要备足抽水泵，数量多于井数的2台。使用的抽水泵要做好日常保养工作，发现坏泵应立即修复，无法修复的应及时更换；降水工作应与开挖施工密切配合，根据开挖的顺序、开挖的进度等情况及时调整降水的运行数量；降水运行阶段，电源必须保证，如遇电网停电，甲方须提前两小时通知施工单位，以便及时采取措施，确保降水的效果。⑤降水施工管理A、设专人负责降水工作。B、配备用抽水系统设备及材料，并配备专用电源。C、加强降水设备维护，出现故障迅速排除，所需维修时间较长时，及时更换备用设备。D、对每个井点的流量、水位、设备运转等都进行监测，根据水位、水量变化情况及施工情况及时采取调整措施。并利用坑外原有水位观测孔对坑外地下水位进行定期监测。降水项目监测表见表8-7-1。表8-7-1降水项目监测表项目观测方法频率流量观测流量表每天地下水位水位计开始抽水时，1次/4-8h，3天后降水达到预定标高前，1-2次/天，水位降至标高后，1次/3-7天。孔隙水压力孔隙水压力计2次/天地面沉降及地层分层沉降水准仪分层沉降仪同上土压力土压力盒同上（3）降水期间防止地面沉降采取的措施降水施工期间，为防止地面沉降量过大，确保周围建筑物及地下管线的安全，在基坑外布设水位观察井，根据坑外水位观测情况采取措施。（4）井点系统的使用注意事项：①土方开挖2～3周前完成降水井施工，开始降水；②井点系统安装完毕后，先进行试抽；③井点降水工程备双电源；④井点废除后，立即回填井点，妥善封孔；⑤井点完全废除是在顶板覆土后，施作站厅板底模前在底板上表面割除井点管，视底板下井点管水量进行抽水，待顶板覆土后用微膨胀混凝土封闭井点管，并加焊钢盖板。8.7.7排水与降水工程的辅助措施和补救措施排水与降水工程是一项受多种因素影响较大的工程，即使一个较完整的排水与降水工程往往在工程实施过程中还要作多次调整。本标段沿线有部分地上地下建筑物、管线多且分布复杂，在排水与降水影响范围内，为了保证工程的顺利实施，对高大建筑物等不造成危害性影响，必须采取以下辅助补救措施。1、建立地下动态监测网由于排水与降水期较长，排水与降水使场区地下水均衡关系发生较大变化，必然对周边环境产生影响。为了较准确地掌握场区地下水动态变化，及时采取必要的处理措施，在排水与降水工程实施的同时，应建立地下动态监测网，监测点的布设应掌握以下原则：（1）在抽水影响半径内呈放射状布设观测孔；（2）抽水影响半径以内的建筑物、构筑物与抽水系统之间布设观测孔；（3）不同含水层位布分层观测孔，取水样孔。地下水动态监测网提供的资料为：地下水位监测数据、地下水质月监测数据、各站和区间的排水量数据、排水含砂量数据。2、建立沉降监测网在排水与降水工程实施之前，要根据排水与降水的影响范围并结合工程实际情况对一定范围内的典型建筑布设沉降监测点，在抽水期间要进行连续沉降监测，若累计沉降量接近预警值（根据不同类型建筑确定的不同预警值）时，及时上报施工单位采取必要措施。3、排水与降水沉降控制措施（1）采用区域排水与降水办法，形成大范围均匀降深、沉降，以满足连续墙对不均匀沉降的要求。（2）降水时优先采用泵吸反循环成井工艺，严格控制泥浆稠度，保证井壁稳定。（3）防止因抽取地下水带出地层细颗粒物质造成地面沉陷，抽出的水含砂量必须保证：粗砂含量<1/5万；中砂含量<1/2万；细砂含量<1/1万。4、沉降超标的补救措施（1）地面建筑：当通过沉降监测发现建筑物沉降已达到预警标准时，应及时查明引起沉降的具体原因，当确认是因排水与降水所引起时，应马上停止抽水，采取回灌措施。在沉降区域施工回灌井，回灌井与降水井之间的距离必须>5.0m，回灌方案的具体设计应根据建筑物沉降的情况来定。（2）连续墙：连续墙差异沉降超标时，应及时上报监理、业主。5、潜水残留水处理由于受潜水含水层底板凹凸不平的影响，或存在局部粘性土夹层，在含水层底部会产生残留水，这部分水若处理不好将带出地层中大量细粒物质，使基槽边坡土扰动出现坍塌，影响基槽开挖和基础施工。出现这种情况时，为了防止坑壁塌方，应放慢挖槽速度，及时在坑壁做排水导流，并在槽边挖集水井，再将集水排走。6、备用电源措施为了保证排水与降水期间抽水持续作业，防止长时间停电造成水位回升，影响地下结构施工，需考虑备用电源问题，建议采取如下措施：（1）在原有供电系统上，还要采取作为第二路供电系统应急备用电源，并配有自动切换装置。（2）如因现场无法实施第二路供电系统，则必须配备发电机作为应急备用电源，并配有自动切换装置。8.7.8降水排水工程的环境保护和处理措施1、地面沉降防治措施当通过沉降监测发现建筑物沉降已达到预警标准时，应及时查明引起沉降的具体原因，当确认是因排水与降水所引起时，应马上停止抽水，采取回灌措施。在沉降区域施工回灌井，回灌