降水方案设计

武汉市轨道交通二号线一期工程

青年路站基坑工程降水设计二OO七年^一月1、 工程概况2、 场地岩土工程条件2.1场地周边环境2.2场地工程地质条件2.3场地水文地质条件3、 地下水控制方案设计3.1场地水文地质参数3.2地下水处理方案比选论证3.3承压水处理方案设计4、 环境监测4.1监测目的4.2降水监测项目4.3降水监测要求4.4监测点的布设武汉市轨道交通二号线一期工程

青年路站基坑工程降水设计1、工程概况青年路站是武汉市轨道交通二号线一期工程车站，位于汉口青年路与建设大道交汇处。车站顶部隐覆在地面下3.0米，总长约310米，车站标准段明挖深度为15.4米，宽22.1米；南北两端盾构段明挖深度为17.2米，宽26.1米，与三号线交汇处明挖深度为25.0米，宽27.1米。该工程由机械工业第三勘察设计研究院勘察，中铁隧道勘测设计院有限公司设计。2、场地岩土工程条件2.1场地周边环境详见车站总平面定位图（02206-B-JZ-01-001）。2.2场地工程地质条件勘察场区位于汉口青年路与建设大道的交叉路口，呈南北向布置于路口下方。地势平坦，勘探孔处地面高程在2血左右。场区地理位置优越，交通十分便利，地貌单元属长江、汉江冲积一级阶地。场地地层具有明显的二元结构特征。根据勘察报告，钻探揭露深度范围内， 场地地层自上而下划分为六个单元层：第（1）层人工填土层（Qml）和湖塘相淤积层（Q1）；第（3）、（4）层第四系全新统冲积（Q广）一般粘性土、软土、砂土层。2.3场地水文地质条件场地地下水可分为上层滞水和孔隙承压水两种类型。上层滞水赋存于近地表的杂填土层中，其主要补给来源为大气降水、生活用水等，上层滞水对车站的施工不会构成严重威胁。孔隙承压水主要赋承于粘土层与砂、砾石层中，为场地内主要承压含水层，含水层厚度约达30m。该含水层与长江水体具水力联系。本场地孔隙承压水将对车站的施工构成严重威胁。降水设计主要是针对场地下孔隙承压水的。根据区域水文地质资料，该地段承压水水头年变化幅度约为3m。降水设计时场地承压水水位标高按20.0m考虑3、地下水控制方案设计本工程场地主要贮存有两种地下水，即上层滞水和承压水。上部上层滞水水位埋藏浅，下部承压水水头高，必须对场地承压水进行处理以保障车站基坑开挖顺利进行。场地承压水的处理方法主要有两种:抽降法和隔渗法。根据武汉地区的特点及成功经验，对本场地承压水拟采取中深井点降水措施。3.1场地水文地质参数根据勘察报告及我公司在该地区多个工程降水实际经验，本场地基坑降水设计时透系数取值取为k=15.5m/d，影响半径R=200m，承压水水头标高按20.0m设计。3.2地下水处理方案比选论证该场地下赋存的承压水顶板埋深相对较浅，而场地承压水水头高。根据水位计算，在车站施工时将出现突涌，为确保施工期间安全，应对场地地下水的危害采取有效措施进行处理。经各种技术、经济对比分析及根据武汉市地下水处理的成功经验，该场地最经济可行的承压水处理方案为采用中深井降水方案。对于上层滞水采用采用帷幕隔渗，因本场地支护结构采用地下连续墙，可有效的隔段上层滞水，因此对本场地上层滞水不再另设隔渗帷幕，基坑内的明水可采用明沟抽排。3.3承压水处理方案设计3.3.1降水设计目标本工程开挖面底标高为3.4m（北、南两端），4.55米（标准明挖段），-3.85（中部与三号线交汇处）。降水设计时场区承压水位标高按20.0米考虑，为使基坑开挖时干燥，拟设计在正常降水时能将场地承压水头标高降至底板下2m，实际运行时可根据工况与实时情况将场地承压水头标高降至合理的标高。3.3.2基坑涌水量估算本场地降水设计时，承压含水层的水文地质参数取值如下：K=15.5m/d,R=200m据此采用经验公式估算涌水量。经计算欲达到所制定的降水设计目标，本工程正常降水时基坑涌水量约为：63000T/D。3.3.3基坑降水井数目确定由于降水井所抽取的地下水主要为砂层中的地下水，根据该层颗粒特征、含水层渗透性能及经济分析，降水井单井抽水量可设计为80T/h,由此可知所需的降水井数目为：63000T/DM3口80T/hX24h/d为便于降水井施工，且使降落漏斗平缓，降水井需优化布置。33口降水井经优化布置后，模拟计算结果表明：优化布井方案不但能够很好地达到所制定的基坑降水设计目标，而且施工方便。具体见基坑降水设计计算图。考虑到本工程的特殊性，在基坑内设置3口观测井，观测井结构同降水井结构，同时兼作备用降水井，在特殊情况下启用（如个别降水井临时故障）。具体布置情况详见降水井平面布置图。在基坑降水时应提前7天启动降水井的运行，以部分疏干过渡层中的地下水。3.3.4降水井设计降水井孔径为600mm，管径250mm,孔深40.0m（降水井孔口标高为根据现场情况高于现地面0.20米），单井出水量要求均能达到80T/H。具体设计见降水井结构设计图。降水井主要沿基坑边布置，距基坑两边的距离为2.5~3.0m,具体降水井平面布置情况见降水井平面布置图。为保证成井质量，降水井要求采用冲击成孔。为尽可能减少基坑降水对周边环境的影响，要求降水井抽水含砂量在规范要求之内（正常运行时要求小于1/10万）。基坑内的降水井井管采用钢卷管，基坑外的降水井井管可采用混凝土管。3.3.5环境影响分析对距场地外40米范围内地下水流场情况用计算机进行了模拟分析，在此范围内承压水水头降低值为10m〜16m，由此可能引起的地面附加最大沉降量为60mm〜85mm，沉降量较大，不均匀沉降差小于1%。，具体见降水地面沉降预测等值线图。该沉降量为预估的周边可能产生的最大地面沉降量。在施工期间若加快施工进度，缩短降水时间，优化降水井的运行则在实际降水时可能的地面沉降要比预测值小。3.3.6降水井观测井施工技术要求准确地将降水井、观测井的位置测放到实地现场。测放遇到地下管线应及时调整；钻机到位后，钻机要安装稳正，钻孔开凿圆、正、直，井身倾斜度不能超过1°；井管安装前检查井身的圆度和深度，井身直径不得小于设计井径20mm。孔底不得有沉淀物。安装井孔管时采用扶正器下管，使井孔管位于所凿孔中心。投放滤料时应沿井管连续均匀填入，并测量记录其位置和数量，发现中间卡塞时应及时处理以保证填封密实；降水井严格按结构设计图施工。凿井（孔）施工操作严格按照各种类型钻机安全操作规程进行；降水井施工时必须待井管、滤料、粘土球等质量符合要求并到位后方可开始井孔施工；抽水井要求出水量均能达到80T/h，开泵30分钟后水中含砂量应小于五万分之一，长期运行时含砂量应小于十万分之一；其它未尽事项按有关规范要求进行.3.3.7降水维持期要求在降水维持阶段，要保证降水设备正常运转，值班人员须着重注意以下几点：A、 是否有足够容量的动力电源（约400KW）供应。B、 在社会电网停电时，通知立即启动备用发电机组，保证能在15分钟内使降水设备恢复正常运作。C、 保护好基坑降水设施。在降水开始后，监测单位应及时将监测结果交降水项目负责人，项目负责人在接到监测资料后将立即组织技术人员分析，得出初步结论，然后优化各井的运行。降水井施工、降水维持期均严格按设计要求进行。3.3.8施工质量检测为检验降水井实际降水效果，保证开挖过程中及基础施工安全，在基坑开挖前，进行一次3天的试运行，进行群井干扰抽水试验，根据实测降深情况，分析计算现有降水井能否达到降水设计目标，必要时及时修改设计。4、环境监测要保证车站顺利开挖，除良好的设计及施工质量外，还需组织严密的环境监测做保证。只有监测好，才能以正确的监测数据指导开挖施工。4.1监测目的根据现场监测数据与设计值（或预测值）进行比较，如超过某个限值就采取工程措施，防止支护结构破坏和环境事故的发生。用监测数据指导现场施工，进行信息化施工，使施工组织设计得以优化。4.2降水监测项目周边建（构）筑物的沉降基坑内外侧地下水位4.3降水监测要求降水试运行前作好布点，并取得监测项目的基础数据