厂房基坑及尾水渠施工降排水措施

【施工组织设计】华能亚曼苏水电站厂房土建及金属结构安装工程华能亚曼苏水电站厂房土建及金属结构安装工程【施工组织设计】第6章厂房基坑及尾水渠施工降排水措施6.1概述本标内容包括施工图纸所示的地面厂房、尾水渠及跨渠渡槽、泄水槽（桩号1+320m以后段）、防洪堤（包括厂区左侧防洪堤、导洪堤及乡村加固防洪堤）、临时进场公路、永久进厂公路及跨尾水渠桥梁等主体及附属土建工程、金属结构安装工程，以及上述工程施工所需的所有临时设施工程等。6.1.1本章施工项目及工作内容⑴尾水渠施工期降排水专项设计与施工方案；=2\*GB2⑵厂房基坑施工期降排水专项设计与施工方案（包括排除降雨、坡面流水、基坑渗漏水、地下水和施工废水等）；=3\*GB2⑶本标管理的渣场、场地和施工区排水的布置、设施、保证措施。6.1.2水文气象条件(1)气象托什干河流域地处欧亚大陆腹地，因远离海洋，周围又有高山阻隔，流域内呈典型的大陆性气候。其主要特点是：气温年内变化较大，空气干燥，日照长，蒸发强烈。据乌什县气象站1971～2010年资料统计：多年平均年降水量为112mm，降水量主要集中在5～9月份，占全年降水量约73%；多年平均气温为9.1℃，极端最高气温36.9℃，极端最低气温-27.4℃；最大风速28.0m/s（风向为WNW）；多年平均风速为1.5m/s，主导风向为NE；多年平均蒸发量为1886mm（Φ20cm蒸发皿）；最大冻土深度108cm；最大积雪厚度27cm；多年平均雷暴日数70d；多年平均日照时数2952h。乌什县气象要素统计见表6.1-1。表6.1-1乌什县气象要素统计表月项目123456789101112全年平均降水量（mm）2.03.97.78.514.819.916.718.013.04.41.81.6112平均气温（ºC）-8.6-3.34.813.217.720.522.321.316.89.61.1-6.39.1极端最高气温（ºC）9.716.423.931.032.435.136.936.132.127.319.812.636.9极端最低气温（ºC）-26.1-27.4-13.5-3.40.64.58.86.00.9-4.5-18.6-25.7-27.4平均风速（m/s）0.61.11.72.32.32.42.01.91.61.10.80.61.5最大风速（m/s）8.028.015.018.018.018.014.015.020.011.012.010.028.0相应风向2GWNWWNWNWNNWNWWSWSWWNW2GSW2GWNW最大冻土深度（cm）10210897750000073882108最大积雪厚度（cm）17271430000010121327水面蒸发（Φ20）（mm）21.540.6109.6223.0296.9283.4289.1251.2184.0120.745.619.91886雷暴日数（d）00228131414953070日照时数（h）1961932172502832963102892672582061872952(2)水文1）亚曼苏水电站退水断面设计洪水亚曼苏水电站退水断面位于别迭里电站拦河枢纽下游55km，托什干河减水河段主要承泄左岸山区别迭里河、阔克留木苏河、巴勒的尔萨依河、伊格尔别勒萨依河与左右岸山洪沟，集水面积共计约1500km2。本次沙里桂兰克水文站设计洪水按照面积比的2/3次方放大至亚曼苏水电站退水断面，成果见表6.1-2。表6.1-2亚曼苏水电站退水断面设计洪水成果表断面位置洪峰（m³/s）2%5%10%20%水电站退水断面2060156012008662）引水渠沿线山洪沟设计洪水亚曼苏水电站引水渠始于别迭里水电站工程尾水渠，渠道基本沿托什干河左岸山前戈壁滩等高线布设，高程在1700m左右，自西向东跨越别迭里河、阔克留木苏河、巴勒的尔萨依河、伊格尔别勒萨依河与三个无名沟，渠道的终点在下游托什干河左岸牙满苏乡以北附近。山洪沟流域分水岭高程在2000~4600m之间，各洪沟基本呈西北东南向，平行分布，各山洪沟至输水线路交汇处集水面积在25km2～463km2之间，河道长度10~60km，平均坡降在30‰～90‰之间。各山洪沟出山口以下至托什干河左岸区间为戈壁滩，比降在50‰左右，植被较差，均为稀疏灌木，沟壑纵横，无明显河道，洪水出山后沿戈壁滩漫流。线路各节点设计洪水见表6.1-3。表6.1-3推理公式法计算各分区设计洪水成果表（采用）分区（段）流域名称集水面积

(km2)河长

(km)坡降

(‰)各频率洪峰设计值（m³/s）0.5%1%2%3.3%5%10%20%Ⅰ别迭里河443.954.832.3639518407335276190118Ⅱ无名沟176.421.037.929524018915612989.756.2Ⅲ无名沟261.521.042.525520816413511277.748.6Ⅳ阔克留木苏河463.055.634.3657533419344284196121Ⅴ巴勒的尔萨依河132.027.660.430524819616113392.357.6Ⅵ无名沟325.89.680.914311691.875.762.743.527.2Ⅶ伊格尔别勒萨依河47.014.085.521317413711393.564.940.6Ⅷ厂房山坡1513010481.767.5(3)水位流量关系亚曼苏水电站尾水渠正常水位为1503m（引水流量为140m³/s），尾水水位流量关系曲线见表6.1-4和图6.1-1。表6.1-4亚曼苏水电站尾水水位流量关系曲线流量（m³/s）7153040506070尾水位（m）1500.111500.551501.091501.361501.601501.811501.99流量（m³/s）8090100110120130140尾水位（m）1502.171502.331502.481502.621502.751502.881503.00图6.1-1亚曼苏水电站尾水水位流量关系曲线亚曼苏水电站退水断面托什干河水位流量关系，依据托什干河实测大断面，用曼宁公式法计算。电站退水断面比降采用9‰，糙率依据河床的组成，参考沙里桂兰克站的实测糙率，采用0.04。水位流量关系见表6.1-5。表6.1-5亚曼苏水电站退水断面水位流量关系序号高程(m)流量(m³/s)序号高程(m)流量(m³/s)序号高程(m)流量(m³/s)11488.500121489.6086.5231490.7091321488.600.239131489.70115241490.80106331488.701.28141489.80144251490.90130141488.803.50151489.90182261491.00158851488.906.71161490.00244271491.10193461489.0010.9171490.10318281491.20231971489.1016.8181490.20401291491.30265281489.2025.0191490.30495301491.40314691489.3036.4201490.40573311491.503673101489.4050.8211490.50689111489.5067.8221490.60819该断面处河道较宽，因而水位相对于流量变化不敏感：流量从244m3/s升至3670m³/s（略大于千年一遇），水位从1490m升至1491.5m，仅升高1.5m。11.1.3地质条件(1)基本地质条件1)地形地貌：工程区段地处托什干河中游河段，河床高程1420～1730m，河道宽度2.0～4.0km，为左岸相对较陡、右岸平缓的不对称宽阔“U”型谷，沿河两岸发育Ⅰ、Ⅱ两级阶地，其中Ⅰ级阶地断续分布，阶面宽度多在100～200m间，河拔高度分别为2～5m，Ⅱ级阶地河拔高度7～12m，左岸阶面开阔，并与山前倾斜平原相接，右岸阶面宽度一般100～500m。托什干河北岸山前倾斜平原尚发育有多条规模不等的南北向展布山洪沟，沟谷宽度50～500m不等，下切深度多小于0.5m，平时无水，仅在洪水季节有暂时过洪。2)地层岩性：上更新统～全新统洪积碎石土（Q3－4pl）广泛分布于山前倾斜平原，土体结构密实为主，少量中密，斜层理发育。总厚度大于100m；全新统冲洪积砂卵砾石（Q4al+pl）分布于托什干河河床、漫滩、Ⅰ级阶地以及冲沟沟底。结构中密～密实，成分以砂岩及灰岩为主，该层厚度20～50m；全新统洪积碎石土（Q4pl）分布于山洪沟主沟槽及沟口洪积扇。干燥，中密～密实，该层厚度0～8m。3)区域地质稳定性：区域涉及哈萨克斯坦－准噶尔板块与华北－塔里木板块2个一级大地构造单元；涉及天山强烈隆起区、塔里木坳陷区以及柯坪阶梯状断块翘起区3个一级新构造单元，新构造活动强烈。区域内分布的活动断裂在晚更新世晚期以来有较显著的活动。区域内的破坏性地震主要发生在活动断裂带及其附近。根据新疆防御自然灾害研究所对工程场地地震危险性评估成果，工程场地50年超越概率10%地震动峰值加速度值为0.2464g，50年超越概率5%地震动峰值加速度值为0.3456g，相应地震基本烈度为Ⅷ度，综合判别工程区处于区域构造稳定性较差地区。4)水文地质：根据钻孔揭露，在工程区内地下水埋深多在40m以下，除亚曼苏乡附近有大量的泉群出露，地下水高于河水外，大部分地段地下水均低于河水。根据水质资料分析，结合别迭里水电站的分析成果，本区地表水及地下水水化学类型均为HCO3-Ca，对普通水泥均无腐蚀性。5)厂址区物理地质现象：根据新疆地质工程勘察院为本工程进行地质灾害评估成果，各冲沟汇水面积约3.2~4.1km2，洪水沟谷规模小于2×104m³，属小型泥石流沟谷，按泥石流沟易发程度分级，为低易发泥石流沟，现状评估其泥石流灾害危害程度中等。虽然工程区泥石流灾害的危害不十分突出，但由于地形空旷，植被不发育，在雨季易形成山洪对工程造成危害，需采取相应的防洪措施。(2)厂址区工程地质条件1)厂房：电站厂房位于山前洪积扇下部，亚曼苏水电站厂房地面高程1550～1540m，厂房建基高程为1479.67m。厂房出露地层以第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石层主为，广泛分布于工程区场地，结构密实，基本满足厂房地基承载力的要求。地基参数及边坡建议值可参见表6.1-6。厂房冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石属于强～中等透水性，渗透系数建议值为1.34×10-2cm/s～7.35×10-3cm/s。可能发生的渗透破坏形式为管涌，平均临界坡降0.48，允许水力比降0.24。厂房中心线地下水位高程1512.86m，建基面低于地下水位约33.19m左右，施工时应考虑降、排水措施和开挖边坡稳定问题，建议对开挖基坑采取截渗措施。由于勘察期间为枯水季节，预计到汛期地下水位将有一定抬升。另外厂房运行期间应考虑地下水的浮托作用。在施工期及运行期长期降水过程中，会对周边水文地质环境有一定影响，需要对周边井、泉进行必要的监测。2)厂房边坡：电站厂房地面高程1550～1540m，建基面高程1479.67m，基坑开挖边坡最高可达70m。根据钻孔资料揭示，边坡由第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石组成，青灰色，结构密实，分选性差，次棱角～次圆形。卵石一般粒径6～15cm，约占5%～10%。砾石一般粒径3～5cm，砾石约占65%～70%，卵砾石成分以灰岩、砂岩为主。其余为细粉砂。钻孔80m深度内未见砂层或砂层透镜体出露，具备厂房边坡的形成条件。综合砂卵砾石层物理力学特性，结合上游别迭里二级电站实际开挖边坡资料，厂房基坑开挖边坡建议值参见表6.1-6。为确保施工和运行安全，每8m~10m之间设2m宽的马道，需采取坡面加固和防、排水措施，在施工和运行过程中，加强对边坡的巡视和安全监测工作。3)厂址区存在的主要工地质问题：①土的腐蚀性：根据土化学试验资料分析，土中的离子对混凝土结构无腐蚀性。对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替状态下具弱腐蚀性，对钢结构弱~中等腐蚀性；②防洪安全：电站场区及周边有多条NW流向的冲沟发育，在融雪或强降雨时，可能发生暂时性洪水，应注意其对施工期间人员和设备以及电站运行期间的建筑物安全的影响。表6.1-6电站场区地基参数及边坡建议值地层代号岩性地基承载力（MPa）压缩模量（MPa）抗剪强度开挖边坡（每8m~10m设一马道）f（砼/地基）临时永久Q3al+pl低液限粘土0.10～0.15水上1:1.75~1:2.0水下1:2.0~1:2.5砂卵砾石0.45～0.5025～300.50~0.55水上1:1.0~1:1.5水上1:1.5~1:1.75—水下1:1.75~1:2.0(3)尾水渠工程地质条件1）地形地貌尾水渠沿厂房轴线向下游侧布置，尾水渠总长约3717m。尾水池底板高程为1482.67m，尾水渠底板高程为1494.7m。渠道沿线地面高程在1571～1492m之间，至桩号尾1+750m附近转向托什干河上游侧，至亚曼苏西部退至秋格尔干渠上游的托什干河，穿越山前洪积扇及托什干河二级阶地，渠线所经区域多为农田。地层由第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石层组成。尾水渠中下段出露具二元结构的上更新统冲洪积（Q32al+pl）低液限粘土及上更新统冲洪积（Q31al+pl）砂卵砾石。局部分布第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）砂卵砾石。因穿越不同地貌单元，渠道沿线地基土层有一定变化。=1\*GB3①桩号尾0＋000m～尾0＋192m段，尾水池底板高程为1482.67m，最大挖深约66m。地基由上更新统冲洪积（Q31al+pl）砂卵砾石组成。第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石，灰白～青灰色，卵、砾石含量60％～70％，呈圆状及次圆状，局部分选较好，密实，成分以灰岩、砂岩为主，粒径一般2～15cm，细颗粒充填物以粉细砂为主。局部分布第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）砂卵砾石，仅局部冲沟部位发育，厚度一般0.5m左右，灰白～青灰色，卵、砾石含量60％～70％，呈圆状及次圆状，局部分选较好，松散，成分以灰岩、砂岩为主，粒径一般2～15cm，细颗粒充填物以粉细砂为主。该段渠道地下水位高程为1507.91m～1516.92m，高于渠道底板约10m。施工期存在深基坑排水和开挖边坡稳定问题，需要对开挖基坑采取截渗措施。由于勘察期间为枯水季节，预计到汛期地下水位将有一定抬升。=2\*GB3②桩号尾0＋192m～尾3＋717m段，最大挖方深度约40m。渠道地层岩性具二元结构：上部为上更新统冲洪积（Q32al+pl）低液限粘土，钻孔揭露最大厚度为17m，浅黄色，硬塑～可塑状，下部靠近水位部分呈可塑～软塑状，土质不均匀，局部夹有粉土薄层，底部夹有钙质结核，与砂卵砾石接触部位呈软塑状，近饱和～饱和。下部为上更新统冲洪积（Q31al+pl）砂卵砾石，灰白～青灰色，卵、砾石含量60％～70％，呈圆状及次圆状，局部分选较好，密实，成分以灰岩、砂岩为主，粒径一般2～15cm，细颗粒充填物以粉细砂为主。按设计布置该渠段渠底及岸坡地基岩性均为低液限粘土，属湿陷性强烈土层。因此该层不宜作为渠基持力层，需要采取工程处理措施消除湿陷性。根据钻孔揭露及附近泉水调查，地下水主要埋藏于第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）低液限粘土之下的松散砂卵砾石层中，砂卵砾石层顶板高程1491m～1494m，该段渠道地下水具承压性质，承压水头5m～14m。钻孔揭露承压水头高程1499.19m～1507.91m，平均高于渠道底板约9m。该段渠道渠底板设计高程1494m～1497.5m，渠道渠底板以下下伏低液限粘土平均厚度约3m，其中桩号尾2＋522m附近最大下伏厚度约5m。由于有承压水的存在，当渠道开挖至渠底板高程时，由于上覆低液限粘土较薄，地下水有可能冲破上覆低液限粘土，形成突然涌水。施工期存在基坑排水和开挖边坡稳定问题，需要对开挖基坑采取截渗措施。由于勘察期间为枯水季节，预计到汛期地下水位将有一定抬升。由于该渠段位于承压水头以下，存在地基土冻胀问题，设计应予充分考虑。开挖边坡建议值参考表6.1-6。3）地下水根据沿线钻孔揭露地下水及井泉调查，渠道沿线地下水主要埋藏于第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）低液限粘土之下的松散砂卵砾石层中。桩号尾0＋000m～尾1＋732m段为潜水，渠道位于地下水位以下，桩号尾1＋600m～渠尾地下水具承压性，承压水头埋深较浅，其中桩号尾3＋000m附近冲沟中有泉水出露，且均为上升泉，也表明该区段地下水具有承压性，尾水渠出口附近亦有泉水出露，亦为上升泉。勘察期间为冬季，属枯水季节。雨季估计地下水位有可能抬高。施工期存在基坑排水问题，设计应预足够重视。4）工程地质评价①地基参数与开挖边坡根据土工试验成果，低液限粘土抗剪强度小值平均值，c=3.2KPa、Φ＝25.7°，砂卵砾石动力触探击数大于50击，属密实结构；综合上述试验成果，并参考类似条件下已建工程经验，电站场区不同地基土体物理力学参数建议值参见表6.1-6。尾水渠与厂房接壤部位最大挖深近71m，综合各土层物理力学特性，渠道开挖永久边坡建议值参见表6.1-6。为确保施工运行安全，每8～10m宜布设一级马道，同时注意坡面加固、加强安全检测并做好防、排洪工作。②地下水根据沿线钻孔揭露地下水及井泉调查，桩号尾1＋600m～渠尾地下水具承压性，承压水头4m～14m，开挖期间将存在基坑涌水问题，施工期应考虑基坑降水、排水措施，并对基坑降、排水对渠道边坡稳定的影响给予充分重视。此外，地下水具承压性，对渠道混凝土衬砌或盖板的将产生一定的顶托作用。渠道施工期开挖对承压水具有减压作用，随着基坑排水及工程运行期间排水孔减压形成的外水内渗，可能致使渠道沿线周边地下水位下降，对周边乡民生活取水有一定的影响。施工时应对周边村民取、用水及居民家中井水水位变化进行监测。③湿陷性根据试验资料显示，尾水渠低液限粘土均属湿陷性强烈。经计算属自重Ⅲ（严重）场地。因此该土层不宜作为渠基持力层，需要采取工程处理措施消除湿陷性。④不均匀沉陷由于尾水渠不同部位地基持力层岩性不同，存在地基不均匀沉陷问题。其中第四系下～中更新统冰水堆积（Q1-2gl）半胶结砾岩及第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石均可作为天然地基，地基承载力及地基变形均满足要求。而第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）低液限粘土具湿陷性及下部靠近水位部分呈可塑～软塑状，不满足地基承载力及地基变形要求。且在渠基两种岩性接触部位可造成不均匀沉陷，因此低液限粘土不宜作为天然地基，需要采取工程处理措施。⑤渠道防渗渠道承压水头均已高于渠道建基面，工程运行期间减压排水孔应进行反滤设计，防止外水内渗导致的地基渗透变形破坏。地下水具承压性，应综合考虑渠道沿线内、外水渗流对渠坡稳定的影响，采取适宜的工程措施。⑥地震液化上述含水渠段地基为（Q3al+pl）低液限粘土和松散砂卵砾石层，表层低液限粘土粘粒含量平均41.1%；砂卵砾石粒径＞2mm颗粒含量平均值大于70％，其相对密度平均0.59，属中密结构，其间未发现有一定厚度且分布连续的砂性土层。根据《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287-2006）附录M，在地震基本烈度为Ⅷ度时，初判二者均属非液化土层。⑦地基冻胀破坏：根据WUSHI县气象站资料，本地区最大季节性冻土厚度1.08m。桩号1＋600以下渠段，表层均有低液限粘土覆盖，其厚度0.5～17.0m。其天然含水率在1%~31.2%之间，塑限值为20.8%~25.1%，按《冻土工程地质勘察规范》GB50324－2001中的相关规定，属冻胀~强冻胀性土层，部分渠段渠土冻胀问题较为突出。⑧地基水、土层腐蚀性：根据水质分析成果显示地下水对混凝土结构无腐蚀性。根据渠道地基土化学试验成果，并参照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009）中的土壤腐蚀性评价标准，工程区场地环境类别为Ⅲ类，根据土化学试验资料显示：土中的离子对混凝土结构无腐蚀性。土的电阻率在40~240Ω·m，对钢结构弱~中等腐蚀性。(4)厂区左岸防洪堤工程地质条件厂区左侧防洪堤位于电站厂房的左侧，长约3172m，距电站厂房430m左右，属托什干河左岸山前洪积倾斜平原，地形呈缓坡状，西北高东南低，天然坡度5°左右，防洪堤地面高程1682.50～1524.0m。防洪堤出露地层由第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石和局部冲沟部位发育第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）砂卵砾石组成。第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）砂卵砾石厚度一般0.5m左右，灰白～青灰色，卵、砾石含量60％～70％，呈圆状及次圆状，局部分选较好，结构松散，成分以灰岩、砂岩为主，粒径一般2～15cm，细颗粒充填物以粉细砂为主。此层不宜用于渠基持力层，宜进行挖除。上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石，灰白～青灰色，卵、砾石含量60％～70％，呈圆状及次圆状，局部分选较好，结构密实，成分以灰岩、砂岩为主，粒径一般2～15cm，细颗粒充填物以粉细砂为主，满足压力前池基础承载力的要求。全新统冲洪积（Q4al+pl）砂卵砾石，地基参数及边坡建议值可参见表6.1-6。此外，由于压力前池位于山前洪沟出口部位，应充分重视防洪安全问题。(5)厂区泄水槽工程地质条件厂区泄水槽长约3850m，地面中心线高程1545.0m~1512.0m，露地层以第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石层为主，泄水槽的工程地质条件如下：=1\*GB3①桩号槽0＋000m～槽3＋007m段，泄水槽地基由上更新统冲洪积（Q31al+pl）砂卵砾石组成。第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石，灰白～青灰色，卵、砾石含量60％～70％，呈圆状及次圆状，局部分选较好，密实，成分以灰岩、砂岩为主，粒径一般2～15cm，细颗粒充填物以粉细砂为主。局部分布第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）砂卵砾石，仅局部冲沟部位发育，厚度一般0.5m左右，灰白～青灰色，卵、砾石含量60％～70％，呈圆状及次圆状，局部分选较好，松散，成分以灰岩、砂岩为主，粒径一般2～15cm，细颗粒充填物以粉细砂为主。施工期存在开挖边坡稳定问题，需要采取必要工程处理措施。开挖边坡建议值参考表6.1-6。=2\*GB3②桩号槽3＋007m～槽3＋850m段。泄水槽地层岩性具二元结构：上部为上更新统冲洪积（Q32al+pl）低液限粘土，钻孔揭露最大厚度为17m，浅黄色，硬塑～可塑状，下部靠近水位部分呈可塑～软塑状，土质不均匀，局部夹有粉土薄层，底部夹有钙质结核，与砂卵砾石接触部位呈软塑状，近饱和～饱和。下部为上更新统冲洪积（Q31al+pl）砂卵砾石，灰白～青灰色，卵、砾石含量60％～70％，呈圆状及次圆状，局部分选较好，密实，成分以灰岩、砂岩为主，粒径一般2～15cm，细颗粒充填物以粉细砂为主。按设计布置该槽段及岸坡地基岩性均为低液限粘土，属湿陷性强烈土层。因此该层不宜作为渠基持力层，需要采取工程处理措施消除湿陷性。根据钻孔揭露及附近泉水调查，地下水主要埋藏于第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）低液限粘土之下的松散砂卵砾石层中，砂卵砾石层顶板高程1491m～1494m，该段渠道地下水具承压性质，承压水头5m～14m。钻孔揭露承压水头高程1499.19m～1507.91m，由于有承压水的存在，当泄水槽开挖至泄水槽底板高程时，由于上覆低液限粘土较薄，地下水有可能冲破上覆低液限粘土，形成突然涌水。施工期存在基坑排水和开挖边坡稳定问题，需要对开挖基坑采取截渗措施。由于勘察期间为枯水季节，预计到汛期地下水位将有一定抬升。由于该泄水槽段位于承压水头以下，存在地基土冻胀问题，设计应予充分考虑。此外，由于压力前池位于山前洪沟出口部位，应充分重视防洪安全问题。6.2基坑施工期经常性排水承包人承担本合同工程中所有施工排水系统的规划、设计，报监理人批准后实施，并负责直至完工验收前的排水，主要包括（但不限于）：⑴基坑的渗漏水；⑵由于降雨而造成的基坑积水；⑶施工过程中的废水；⑷其它标段可能渗入本标的废水。6.2.1基坑的渗漏水施工已做管井，初估基坑的渗漏水可忽略不计即Q1=0m³/h。6.2.2基坑内降雨集水量本标渠道基坑内降雨集水量按占地面积估算，初步估算面积为3717*100=37.2万m²，工程区内多年平均降雨量为112mm，降水量主要集中在5～9月份，占全年降水量约73%；，推算出坝址区最大平均日降雨强度为=112*0.73/（30*5）=0.545mm，施工期基坑最大集雨量=SHr=372000×0.000545=202.74m³/d，本标基坑施工期基坑最大集雨量为202.74/24=8.45m³/h。本标厂房基坑内降雨集水量按占地面积估算，初步估算面积为300*250=7.5万m²，工程区内多年平均降雨量为112mm，降水量主要集中在5～9月份，占全年降水量约73%；，推算出坝址区最大平均日降雨强度为=112*0.73/（30*5）=0.545mm，施工期基坑最大集雨量=SHr=75000×0.000545=40.875m³/d，本标基坑施工期基坑最大集雨量为40.875/24=1.7m³/h。本标泄水槽基坑内降雨集水量按占地面积估算，初步估算面积为（3924-240）*17+60*59+180*20=7.0万m²，工程区内多年平均降雨量为112mm，降水量主要集中在5～9月份，占全年降水量约73%；，推算出坝址区最大平均日降雨强度为=112*0.73/（30*5）=0.545mm，施工期基坑最大集雨量=SHr=70000×0.000545=38.15m³/d，本标泄水槽基坑施工期基坑最大集雨量为38.15/24=1.59m³/h。故本标施工期内降雨量合计为Q3=8.45+1.7+1.59=11.74m³/h。6.2.3施工过程中的废水基坑施工过程中的废水主要考虑前期开挖施工、基础处理和后期混凝土浇筑施工时产生的废水。基坑内施工废水包括：土方开挖用水、基础处理施工用水、混凝土养护、冲毛用水、施工机械冲洗用水等，用水量根据气温条件、施工强度、混凝土浇筑层厚、结构形式等决定。用水量按以下确定：土方开挖每100m³土方耗水按0.4m³计；混凝土浇筑每立方米混凝土按耗水1.0m³计算。施工期废水利用Q3表示，以施工期各工序产生的最大废水组合叠加计算，约为6.2.4其它标段可能渗入本标的废水因本标与其他标段相邻，施工期间其它标段可能有部分渗水进入本标，初估此部分渗水按Q4=10m³/h计算。6.2.6基坑经常性排水能力基坑经常性排水为上述各项汇总量，如下公式所示：Q=Q1+Q2+Q3+Q46.2.6基坑施工期经常性排水强度汇总表基坑施工期经常性排水强度见表6.3-1。表6.3-1经常性渗水量汇总表项目基坑渗漏水降雨强度生产废水强度其它标段渗水最不利组合单位m³/hm³/hm³/hm³/hm³/h经常性排水011.74221043.74施工期间按最不利组合进行水泵配置，经常性排水强度考虑了其它标段渗水及施工期生产废水等，施工期经常性排水强度43.74m³/h。6.2.7基坑排水方式渠道基坑排水方式在尾水1+500~尾3+200段地下水在渠底高程1m范围内采用基底挖集水井明排的方式降水。其余地下水位较高的部位，为了给渠道开挖带来较好的作业环境，在渠道两侧分设管井的办法排水。厂房基坑排水，根据设计方案，主厂房施工期排水方案采用“防渗墙+管井”的型式进行防渗及强排，厂房开挖至El.1503.10m后开始防渗墙和40个管井的施工，其中主厂房左侧19个管井的渗水由潜水泵（流量140m³/h，扬程90m）直接强排至主厂房基坑外；主厂方右侧20个管井的渗水由潜水泵（流量140m³/h，扬程40m）抽排至集水池后，由离心泵（流量280m³/h，扬程60m）抽排至厂房基坑外。在施工厂房1513~1503高程时，拟采用排水管井进行基坑降水。在进行泄水槽施工时，槽3+007~槽3+850m段，有5m~14m的承压水头出现，故采用管井降水，其他部位地下水位基本位于渠底高程以下，如遇地下水出漏，采用明排即可。根据施工总进度对开挖和混凝土浇筑的进度安排，结合基坑高程情况。排水泵站布置原则尽量做到扬程低、基础牢固、不妨碍基坑开挖、混凝土浇筑及其它工序施工为原则。基坑排水设备根据现场实际情况布置,排水拟采用以2台清水泵为主，辅助2台污水泵连续抽水,可满足排水要求，排水设备见表6.3-2所示。6.2.8基坑排水强度及设备选择表基坑排水强度及设备汇总见表6.2-2和表6.2-3所示。表6.2-2基坑排水强度表排水时段项目经常性排水备注排水强度(m³/h)43.74排水历时(d)450水泵型号及数量(台)水泵型号台数备注IS80-50-3153备用1台50-20-40-7.52备用1台表6.3-3排水设备基本特性汇总表编号水泵型号排水强度（m³/h）扬程（m）功率（kw）经常性排水使用数量（台）功率合计（KW）1IS80-50-31525325.5211250-20-40-7.520407.517.5注：经常性排水为间断抽排每天为2个台班。6.2.9排水应急保证措施基坑排水是主体工程施工的前提保证，排水设计直接影响基坑施工，甚至阻碍施工。须精心组织、精心施工，基坑内派专人24小时现场巡视，发现问题及时处理，保证基坑排水设备的完好率。同时配备柴油发电机组，以保证系统停电时基坑排水设备正常运行。6.3降水管井工程6.3.1减压降水井降水作用⑴控制本标段基坑内和边坡面渗水，使本标段施工作业在疏干或无水条件下进行，改善施工作业环境。⑵消除地下水渗透压力的影响，防止地层土颗粒流失，减少土中孔隙水压力，增加土中有效应力，提高土体固结程度，增加土体的抗剪强度，避免作业面渗水影响，确保厂房及渠道施工边坡稳定性。⑶降低基底地下水头，减小渗水压力对基底土层的顶托力，防止基坑出现涌水、涌砂及渗透变形等问题。⑷降低开挖土体中的含水量，提高土体物理力学性质指标，提高边坡施工安全稳定程度，确保本标段施工安全。6.3.2降水井设计说明6.3.2.1尾水渠基坑降水井设计说明桩号尾0＋000m～尾0＋192m段，尾水池底板高程为1482.67m，最大挖深约66m。该段渠道地下水位高程为1507.91m～1516.92m，高于渠道底板约10m。施工期存在深基坑排水和开挖边坡稳定问题，桩号尾0＋192m～尾3＋717m段，最大挖方深度约40m。该段渠道地下水具承压性质，承压水头5m～14m。钻孔揭露承压水头高程1499.19m～1507.91m，平均高于渠道底板约9m。该段渠道渠底板设计高程1494m～1497.5m，渠道渠底板以下下伏低液限粘土平均厚度约3m，其中桩号尾2＋522m附近最大下伏厚度约5m。由于有承压水的存在，当渠道开挖至渠底板高程时，由于上覆低液限粘土较薄，地下水有可能冲破上覆低液限粘土，形成突然涌水。施工期存在基坑排水和开挖边坡稳定问题，需要对开挖基坑采取截渗措施。依据地质资料，采用防渗措施工程量很大，应采用井点降水方案。渠道沿线基本为砂卵石层。渗透系数为2.00×10-2～6.00×10-2cm/s。取亚曼苏水电站尾水渠正常水位1503m（引水流量为140m³/s）为降水的计算水位，降水井正式施工前，进行降水试验，并根据试验成果确定降水井间距，降水井抽水控制水位、抽水量等需根据井点降水试验和运行期水位确定。6.3.2.2厂房基坑（1513~1503高程）降水井设计说明厂房出露地层以第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石层主为，广泛分布于工程区场地，结构密实，基本满足厂房地基承载力的要求。厂房冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石属于强～中等透水性，渗透系数建议值为1.34×10-2cm/s～7.35×10-3cm/s。可能发生的渗透破坏形式为管涌，平均临界坡降0.48，允许水力比降0.24。厂房中心线地下水位高程1512.86m，建基面低于地下水位约33.19m左右，在1513~1503水位时考虑临时施工排水措施，拟采用管井降水。6.3.2.3泄水槽（3+007m~3+850m）降水井设计说明厂区泄水槽长约3850m，地面中心线高程1545.0m~1512.0m，露地层以第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石层为主，桩号槽3＋007m～槽3＋850m段。泄水槽地层岩性具二元结构：上部为上更新统冲洪积（Q32al+pl）低液限粘土，钻孔揭露最大厚度为17m，浅黄色，硬塑～可塑状，下部靠近水位部分呈可塑～软塑状，土质不均匀，局部夹有粉土薄层，底部夹有钙质结核，与砂卵砾石接触部位呈软塑状，近饱和～饱和。砂卵砾石层顶板高程1491m～1494m，该段渠道地下水具承压性质，承压水头5m～14m，此段部位采用管井降水。6.3.2.4减压降水井材料质量、规格要求⑴减压降水井管采用无砂水泥管，每节长1m，减压降水井管间的连接采用螺栓连接。减压降水井管结构尺寸、材料强度指标应符合有关技术要求；⑵减压降水井管、滤网间隙、类型及规格应符合设计文件及有关技术要求；⑶反滤料质地应致密坚硬，软化系数大于0.86，含泥量小于6%，物理力学指标应满足设计文件及有关技术要求；=4\*GB2⑷用于减压降水井封孔的粘土球应自然风干，直径为10～20mm。6.3.3管井降水设计6.3.3.1尾水渠管井降水设计⑴管井井点法根据工程区水文地质条件，含水层的富水性，土壤渗透系数，降水影响半径，土层给水度等，本工程渠道井点降水采用管井井点法降水方案。它具有降水工艺成熟，设备简单，维护管理便利，降水效果好。通过在基坑内的管井抽汲地下水，使地下水位降低到基坑底部0.5m以下，疏干基坑内土层，确保施工作业处于无水干燥条件下进行，消除渗水对结构物不利影响（基坑底板突涌），增加边坡的稳定性。⑵涌水量计算本标段基坑开挖长3717m，尾1+500~尾3+200桩号，地下水位在渠道底部上下1m范围内，采用排水沟明排，集水井设泵强排的方式，其余部分可视为矩形基坑，采用管井降水。基坑远离隔水边界，降水井为潜水非完整井，井与井之间相互影响，为了使数据更加精确采用群井法计算。该段渠道地下水位高程为1507.91m～1516.92m，高于渠道底板约10m。影响半径（R）计算的经验半径、潜水含水层：=2*10.5*sqr（0.0004*10.5*3600*24）=2*10.5*21.99=400m式：R—降水影响半径（m）；S—基坑水位降深（m），最大开挖深度71m；水位降深10.5m，地下水降低到渠底板以下0.5m；K—渗透系数（m/d），0.0004*24*3600=34.56m/d（1.44m/h）H—含水层厚度（m），10.5m。得；R=400m。基坑等效半径（r0）的确定=1*（2017+100）/4=529式中：L—基坑长度（m），取2017m（尾水渠前段1500m，尾水渠尾段517m采用管井降水，中间部分采用强排）；r0—基坑等效半径（m）；B—基坑宽度（m），取100m；表6.3-1矩形基坑的等效半径概化系数B/L0.1～0.20.2～0.30.3～0.40.4～0.60.6～1.01.001.121.141.161.18—概化系数（m），查表4.6-2，取1；计算得：r0=529m。基坑涌水量计算基坑涌水量：=1.366*34.56*(2*10.5-10.5)*10.5/[lg(1+400/529)]=21287m³/d式中：Q—基坑涌水量（m³/d）；K—渗透系数（m/d），计算得34.56m/d；R—渗透影响半径（m），取400m；S—降深（m）,取10.5m；H—潜水含水层厚度（m），取10.5m；得：Q=21287m³/d。按照水泵出水功率出水量计算单井的出水量=65*3.14*0.04*10.5*3.257=279.2=65*3.14*0.065*10.36*3.257=447.6考虑到实际出水量约为设计值的55%，279.2*0.55=154，因此取值154m³/d降水井数量与间距的确定式中：n—降水井数量Q—基坑涌水量（m³/d）；q—单井出水能力（m³/d）；a—降水井间距（m）L—沿基坑周边布置降水井的总长度（m）得：n=1.1*21287/154=152口；a=2017*2/152=26.5m=3\*GB2⑶降水井布置根据降水的需要，水文地质条件与开挖的深度等因数进行管井的布置；本标段井点降水初步按降至基面0.5m以下，共布置降水井约152口，间距为25m，降水井的最大深度71+0.5+2.5m（考虑部分超深）=74m，井径(外)0.6m。在施工过程中根据现场具体地质情况及实验成果进行布置。=4\*GB2⑷降水井的构造与设计①井深：地面以下最大井深74m；②井径：管井外径600mm，内径380mm；③滤水管材管内径及规格：选用多孔无砂混凝土管，管内径380mm，外径600mm，每节管长1m；④填砾厚度：环绕井管外壁60mm以上；⑤滤料规格：采用颗粒磨圆度较好的3～6mm的豆石围填；⑥含砂量：降水井抽水期间，水质清澈，不出现泥沙排出现象；⑦管井内水位深度低于最低开挖高程0.5m。=5\*GB2⑸排水沟的布置从管井中抽汲的地下水排入开挖边线两侧设置的排水沟内。在开挖施工前，先在两侧设置排水沟，沟底保持一定的排水坡度，以便及时排走雨水和地面积水等，保护开挖面免受雨水冲刷。排水沟深度按2.0m控制，底宽不小于1.0m，上口宽约2.6m，且保持一定的坡度。在基坑内布置临时集水坑，将地下水经排水沟引至集水坑，用水泵将水抽出至监理指定地点。集水坑深度一般比导水沟低约0.8m，集水坑四周设置反滤，防止细小土粒被携出。开挖在地下水位降低后进行，确保开挖作业面在无水场面上施工。在排水期间，观察水文地质情况，观测地下水量变化，调整抽水设备的配置，确保排水设备能力与最大渗水流量相比，具有20%的富余度。6.3.3.2厂房（1513~1503高程）管井降水设计⑴管井井点法厂房出露地层以第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石层主为，广泛分布于工程区场地，结构密实，基本满足厂房地基承载力的要求。厂房冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石属于强～中等透水性，渗透系数建议值为1.34×10-2cm/s～7.35×10-3cm/s。可能发生的渗透破坏形式为管涌，平均临界坡降0.48，允许水力比降0.24。厂房中心线地下水位高程1512.86m，建基面低于地下水位约33.19m左右，在1513~1503水位时考虑临时施工排水措施，拟采用管井降水。⑵涌水量计算本标段基坑开挖长300m，开挖宽度约200m，最大开挖深度10m，可视为矩形基坑。基坑远离隔水边界，降水井为潜水非完整井，井与井之间相互影响，为了使数据更加精确采用群井法计算。影响半径（R）计算的经验半径、潜水含水层：=2*10.36*sqrt（0.00043*10.36*3600*24）=2*10.36*24.38=406.5m式：R—降水影响半径（m）；S—基坑水位降深（m），最大开挖深度10m；水位降深1512.86-1503+0.5=10.36m，地下水降低到渠底板以下0.5m；K—渗透系数（m/d），0.0004*24*3600=34.56m/d（1.44m/h）H—含水层厚度（m），10.36m。得；R=406.5m。基坑等效半径（r0）的确定=1.18*（185+130）/4=93式中：L—基坑长度（m），取185m；r0—基坑等效半径（m）；B—基坑宽度（m），取130m；表6.3-2矩形基坑的等效半径概化系数B/L0.1～0.20.2～0.30.3～0.40.4～0.60.6～1.01.001.121.141.161.18—概化系数（m），查表4.6-2，取1.16；计算得：r0=93m。基坑涌水量计算基坑涌水量：Q==1.366*34.56*(2*10.36-10.36)*10.36/[lg(1+406.5/93)]=5066.9/0.730=6941m³/d式中：Q—基坑涌水量（m³/d）；K—渗透系数（m/d），根据计算得34.56m/d；R—渗透影响半径（m），取406.5m；S—降深（m）,取10.36m；H—潜水含水层厚度（m），取10.36m；得：Q=6941m³/d。按照水泵出水功率出水量计算单井的出水量=65*3.14*0.065*10.36*3.257=447.6考虑到实际出水量约为设计值的50%，447.6*0.5=223.8，因此取值224m³/dq——单井出水量（m³/d）；d——拟采用水泵抽水管管径（ml`——淹没部分的滤水管长度（m）；K——含水层渗透系数（m/d）；降水井数量与间距的确定式中：n—降水井数量Q—基坑涌水量（m³/d）；q—单井出水能力（m³/d）；a—降水井间距（m）L—沿基坑周边布置降水井的总长度（m）得：n=1.1*6941/224=34口；a=(185+130)*2/34=18.59m=3\*GB2⑶降水井布置根据降水的需要，水文地质条件与开挖的深度等因数进行管井的布置；本标段井点降水初步按降至基面0.5m以下，共布置降水井约34口，间距为18m，降水井的深度10.36+12m（考虑过滤管和沉淀管深）=22.36m，井径(外)0.6m。在施工过程中根据现场具体地质情况、渗水出漏情况及实验成果进行布置。=4\*GB2⑷降水井的构造与设计①井深：地面以下最大井深22.36m；②井径：管井外径600mm，内径380mm；③滤水管材管内径及规格：选用多孔无砂混凝土管，管内径380mm，外径600mm，每节管长1m；④填砾厚度：环绕井管外壁60mm以上；⑤滤料规格：采用颗粒磨圆度较好的3～6mm的豆石围填；含砂量：降水井抽水期间，水质清澈，不出现泥沙排出现象；管井内水位深度低于最低开挖高程0.5m。6.3.3.3泄水槽（3+007m~3+850m）管井降水设计⑴管井井点法厂区泄水槽长约3850m，地面中心线高程1545.0m~1512.0m，露地层以第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）砂卵砾石层为主，桩号槽3＋007m～槽3＋850m段。泄水槽地层岩性具二元结构：上部为上更新统冲洪积（Q32al+pl）低液限粘土，钻孔揭露最大厚度为17m，浅黄色，硬塑～可塑状，下部靠近水位部分呈可塑～软塑状，土质不均匀，局部夹有粉土薄层，底部夹有钙质结核，与砂卵砾石接触部位呈软塑状，近饱和～饱和。砂卵砾石层顶板高程1491m～1494m，该段渠道地下水具承压性质，承压水头5m～14m，此段部位采用管井降水。⑵涌水量计算本段基坑开挖长160m，开挖宽度约100m，最大开挖深度约37m，可视为矩形基坑。基坑远离隔水边界，降水井为潜水非完整井，井与井之间相互影响，为了使数据更加精确采用群井法计算。承压水头为5m~14m，选中间值10m作为计算数据。影响半径（R）计算的经验半径、潜水含水层：=2*10*sqr（0.0004*10*3600*24）=2*10*21.99=372m式：R—降水影响半径（m）；S—基坑水位降深（m），最大开挖深度37m；水位降深10m，地下水降低到渠底板以下0.5m；K—渗透系数（m/d），0.0004*24*3600=34.56m/d（1.44m/h）H—含水层厚度（m），10m。得；R=372m。基坑等效半径（r0）的确定=1.12*（214+50）/4=73.9式中：L—基坑长度（m），取214m；r0—基坑等效半径（m）；B—基坑宽度（m），取50m；表6.3-1矩形基坑的等效半径概化系数B/L0.1～0.20.2～0.30.3～0.40.4～0.60.6～1.01.001.121.141.161.18—概化系数（m），查表4.6-2，取1.12；计算得：r0=73.9m。基坑涌水量计算基坑涌水量：=1.366*34.56*(2*10-10)*10/[lg(1+372/73.9)]=6050m³/d式中：Q—基坑涌水量（m³/d）；K—渗透系数（m/d），计算得34.56m/d；R—渗透影响半径（m），取372m；S—降深（m）,取10m；H—潜水含水层厚度（m），取10m；得：Q=6050m³/d。按照水泵出水功率出水量计算单井的出水量=65*3.14*0.04*10*3.257=265考虑到实际出水量约为设计值的55%，265*0.55=146，因此取值146m³/d降水井数量与间距的确定式中：n—降水井数量Q—基坑涌水量（m³/d）；q—单井出水能力（m³/d）；a—降水井间距（m）L—沿基坑周边布置降水井的总长度（m）得：n=1.1*6050/146=46口；a=214*2/46=9.3m=3\*GB2⑶降水井布置根据降水的需要，水文地质条件与开挖的深度等因数进行管井的布置；本标段井点降水初步按降至基面0.5m以下，共布置降水井约46口，间距为9m，降水井的深度21+12m（考虑过滤管和沉淀管深）=33m，井径(外)0.6m。在施工过程中根据现场具体地质情况、渗水出漏情况及实验成果进行布置。=4\*GB2⑷降水井的构造与设计①井深：地面以下最大井深33m；②井径：管井外径600mm，内径380mm；③滤水管材