地铁大直径井点降水施工技术

地铁大直径井点降水施工技术1工程概况XXX站降水井井径800mm，井管直径426mm，井深18m，设计单井出水量850m3/d，井间距6m，井数为64口，距基坑边2～3m布设，水泵扬程25m；减压井布置13口，井径800mm，井深32m，设计单井出水量850m3/d，水泵扬程35m。地铁一号线自东向西沿轴线穿越冲洪积扇，表层第四系地层广泛发育，沉积韵律较为明显，厚度较大。地层由西向东颗粒逐渐变粗，粘性土层逐渐变薄。本标段为人工堆积层杂填土；古河道冲积层粉质粘土、粉细砂、中细砂、砾砂；冲洪积层中粗砂、粉质粘土、粉细砂、中粗砂。车站地下水含水层分两层，上部含水层为中-粗砂、砾砂层，属孔隙潜水；下部含水层属孔隙承压水，水位变化约2m。上、下两层水有水力联系。2井点降水施工方法2.1基坑涌水排水量计算区间降水采用坑外降水的方案，降水井沿隧道纵向布置，采用管井群井降水。对潜水含水层进入基坑的水量计算在疏干前，按照狭长集水廊道侧壁及坑底进水条件考虑，当水位降至设计水位时，按照狭长集水廊道侧壁进水条件考虑。计算参数为：潜水渗透系数k＝145m/d；a：300m，区间降水计算长度b：26m，区间降水宽度引用半径：r＝0.29(a+b），经计算r=94.54m；潜水含水层厚度：H=15.5m；（含水底板埋深，减掉水位埋深6m）最大水位降深：S=15.5m；（工程底板埋深＋1m，减掉水位埋深6m）降水影响半径：依公式计算得基坑总排水量为：前期Q全缎面==117935m3/d。后期Q井壁==46365m3/d⑶降水方案的确定依以上计算结果，在设计水文地质说明中承压水稳定水位埋深为11.73m，所以在区间隧道开挖时肯定存在承压水源，而设计中并没有作考虑，为保证降水效果，基坑涌水量按117935×1.5＝176903m3/d计算。井间距按6m考虑,布井525眼。采用80t/h的水泵进行排水，利用率按75％计算，则单井出水量为80×24×0.75＝1440m3/d，则实际在每300m范围内平均开泵井眼132眼，每天总排水量为1440×132＝190080m3/d，大于总涌水量176903m3/d满足要求。充分考虑到现场降水的实际情况，在施工中可对所需水泵的大小及降水井数量进行调整。2.2井点降水施工成孔施工机械设备选用QJ150-1型反循环工程钻机及其配套设备。采用反循环回旋钻进泥浆护壁成孔及下井壁管、滤水管、围填卵石或水洗粗砂、粘性土、封孔等成井。降水井结构见图2.2-1。图2.2-1降水井结构示意图(1)测设井位根据降水（压）井井位平面布置图测设井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件影响时，现场可作适当调整。降水井距基坑边缘不应小于1.5m，距隧道结构不应小于2m。(2)埋设护口管护口管底口要插入原状土中，管外用粘性土和草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部高出地面0.10m～0.30m。(3)安装钻机机台安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线。(4)钻进成孔降水井开孔孔径为φ800mm，一径到底。钻进开孔时吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度；成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1.10～1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。(5)清孔换浆钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。(6)下井管管子进场后，检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管。下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），以保证滤水管能居中，井管焊接要牢固、垂直，下到设计深度后，井口固定居中。(7)填砾料填砾料前在井管内下入钻杆至孔底0.30m～0.50m，井管上口要加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆，进行边冲孔边逐步调浆，使孔内的泥浆从滤水管向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到1.05，然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入砾料，并随填随测填砾料的高度，直至砾料下入预定位置为止。填料应沿井管周围均匀投放，投放量不得小于计算量的95％。(8)填粘性土在降水井井口下1m范围内用粘性土填实夯平。在降压井内围填粘性土时，要将块状的粘性土碾碎后填入，下入速度不宜太快。(9)井口封闭为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以下围填4.00m厚优质粘性土或采用水泥浆封孔。(10)洗井在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水，待井能出水后提出钻杆再利用活塞洗井，活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口；对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时要向井内边边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后，可换用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤，直至水清不含砂为止。(11)安泵试抽成井施工结束后，在降水井内及时下入潜水泵、接真空管、排设排水管道及电缆安装等，电缆与管道系统在设置时要注意避免在抽水过程中不被挖掘机、吊车等碾压、碰撞损坏。因此，现场要在这些设备上进行标识。抽水与排水系统安装完毕后试抽水，先采用真空泵与潜水泵交替抽水，真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于-0.06MPa，以确保真空抽水的效果。2.3降水施工注意事项①降水井前1.4～4m必须采用人工开挖探明地下管线，护筒外侧必须用粘土封堵密实，防止钻井施工用水渗漏造成塌孔。②水井施工到设计深度时，必须经现场技术人员验收合格后，方可进行下阶段操作。③受交通车流影响，排水井口及主要排水管宜采用暗排布置，以防管线碰撞破损，造成漏水直接影响基坑安全。④井管系统安装完毕后进行试抽水记录出水量及水位变化情况，检算降水井降水能力，以备及时调整降水方案。保证基坑内水位在开挖面1.0m以下。⑤降水工作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井的运行数量。⑥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的细粒物质，使基坑边土扰动出现坍塌，影响基坑开挖和基础施工。出现这种情况应放慢开挖速度，及时采取措施防止水流将基坑底细粒物质带走造成基底土扰动。2.4降水运行(1)试运行①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、抽水与排水系统能否满足降水要求。②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，在基坑开挖前，将基坑内地下水降到开挖面以下3.00m深。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。(2)降水运行①降水在基坑开挖前10d进行，做到能及时降低基坑中的地下水位。②降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间自短至长，降水井内的每次抽水后，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。③降水运行过程中，做好各井的水位观测工作，及时掌握承压含水层水头的变化情况。④在降低下部承压水头的降水运行过程中当承压水头降至设计要求时，可适当调控降压井的抽水量或调整降压井的运行数量来控制承压水水头的下降幅度，以减少因降水而引起的地面沉降。⑤降水运行期间，现场实行24h值班制，值班人员要认真做好各项质量记录，做到资料齐全，数据准确。⑥降水运行过程中对降水运行的记录，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。降水运行记录每天提交一份，对停抽的井及时测量水位，每天1～2次。(3)降水运行的注意事项①降水运行阶段要经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常及时调泵并修复。②降水运行阶段保证电源供给，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，对连续墙外的降压井开始工作前要确保电源正常供电，必要时设双电源，保证施工安全。③在降水运行过程中，对于降压井的停抽时间，必须得到设计认可后方能停止抽水④在降水期间，还要随时注意抽出的地下水是否浑浊，防止抽水带走土层的细颗粒。3工艺流程井点降水工艺流程见图3.0-1。测设井位测设井位埋设护口管埋设护口管安装钻机安装钻机回填滤料下钢筋笼井管清理井底沉渣降水井钻孔回填滤料下钢筋笼井管清理井底沉渣降水井钻孔开挖排水管线沟砌筑井口开挖排水管线沟砌筑井口埋设排水管线高压风洗井埋设排水管线高压风洗井排入指定市政排水管安装水泵抽水排入指定市政排水管安装水泵抽水降水完成后井孔回填降水完成后井孔回填结束结束图3.0-1井点降水工艺流程图4质量控制标准及检查方法4.1井点钻孔应符合下列规定(1)钻孔的孔口应设置护桶；(2)钻孔应比管径大200～300mm；(3)孔径应垂直、上下一致，孔底比管底深0.5～1.0m；(4)钻井中应取取土样并做做好记录。4.2井点管管要求(1)分节组装的的井点管直直径应一致致。钢管井井点管的滤滤管应采用用穿孔钢管管，孔隙率率不应小于25%，外外壁垫筋缠缠镀锌铅丝丝后并包土土工布滤网网。(2)管井井点管管采用无砂砂混凝土管管时，其孔孔隙率不应应小于20%，并外壁壁应垫筋、缠缠丝、包土土工布滤网网。4.3井点管管沉设应符符合下列规规定(3))沉设前应应先配管；；(4)沉设位置应应居中、垂垂直，管井井的滤管应应置于含水水层中；(5)分节沉设时时，各节应应同心并连连接严密；；(6)管井井点管管应高出地地面300～500mmm。井点点管就位固固定后，管管上口应临临时封闭。4.4滤料及及投放规定定(1)滤料应洁净净，其规格格为含水层层筛分粒径径的5～10倍；(2)滤料投放前前应清孔稀稀释泥浆；；(3)滤料应沿井井管周围均均匀投放，投投放量不得得小于计算算量的95%；(4)滤料填至井井口下1mm左右时应应用粘性土土填实夯平平。4.5井点管管沉设后，应应检查渗水水性能当投放滤料管口口有泥浆水水冒出或向向管内灌水水能很快下下渗时方为为合格。4.6排水管管路断面应应根据热电电厂水流量量确定并连连接严密排出的水以过沉沉砂处理后后，方可排排入市政管管道。4.7寒冷地地区应对水水泵机组和和管路系统统采取防冻冻措施。4.8降水施施工应有防防止降水区区域内建筑筑物和构筑筑物产生沉沉降和水平平位移的措措施当采用回灌措施施时应化验验水质、不不得污染地地下水。4.9降水井井点系统应在明挖地铁车车站回填土土至原水位位以上或暗暗挖隧道初初期支护结结构二次衬衬砌完成后方可停泵泵，并及时时拆除。井井点管拔除除后，应及及时用砂将将井孔回填填密实。5机械设备备检验、操操作要求及及注意事项项5.1机械设设备检验与与操作要求求钻孔机械针对不不同的地质质条件采用用不同的钻钻机，沈阳阳的砂质地地层采用反反循环钻机机有较好的的优势，不不需要泥浆浆护壁，采采用水压就就可稳定井井壁。在钻机就位前对对钻机进行行一次全面面的检验，保保证在钻井井时能够连连续作业，否否则该井就就有可能做做废，操作作机械的人人员必须经经过培训，对对机械的性性能有较熟熟练的掌握握，对于过过程中一些些小的故障障能及时排排除。5.2注意事事项(1)降水井点系系统应设双双路电源供供电(备用发电电机)；(2)降水观测孔孔应沿基坑坑中心向两两侧垂直布布设，并宜宜延长至基基坑外2～3倍降深长长度；(3)临近地表水水、地下给给排水管道道附近的渗渗漏水层和和临近建筑筑物时，应应增加观测测点；(4)降水抽出的的地下水含含泥量应符符合规定，发发现水质混混浊时，应应分析原因因及时处理理；(5)雨季施工时时，地面水水不得渗入入和流入基基坑，遇大大雨或暴雨雨时，必须须及时将基基坑内的积积水排除。6质量措施施(1))井点距基基坑边缘不不应小于11.5m，距距暗挖隧道道结构不应应小于2mm；(2)井点点应沿基坑坑或暗挖隧隧道布设，并并应成封闭闭形，当不不能封闭时时，应延长长1倍以上的的基坑或暗暗挖隧道横横断面宽度度；(3)滤料必须符符合相应的的级配要求求，不得带带有泥渍等等，确保透透水性7安全措施施(