浙江地下通道盾构机井基坑降水施工方案-st

xxxx地下通道工程【盾构进出洞口】基坑降水方案xxxx工程地质公司xx分公司二0一四年三月目录TOC\o"1-4"\u1设计依据 12工程概况 12.1地理位置 12.2周边环境情况 13工程地质及水文地质条件 23.1地质条件 23.2水文地质条件 34降水方案设计 34.1降水目的 34.2降水工程特征及对策 34.3基底抗突涌稳定性分析 44.4降水井设计 64.4.1涌水量计算 64.4.2单井出水能力 64.4.3疏干井数量 64.5降水井结构 74.6降水工作量统计 85施工组织设计 85.1施工管理体系 85.2队伍配置、劳动力组织 105.3设备、材料组织 105.4进度计划 115.4.1工期 115.4.2工期保证措施 125.5降水井施工工艺 125.5.1前期准备工作 125.5.2成井施工 135.5.3成井技术要求 135.6安全文明施工技术措施 145.6.1安全施工措施 145.6.2文明施工措施 156降水运行方案 156.1降水运行水位要求 156.2降水运行设备 156.3降水运行管理 166.4降水运行保障措施 166.4.1用电保障 166.4.2排水设施 176.4.3降水井保护措施 176.4.4地面环境监测措施 176.5应急措施 187封井方案 181设计依据（1）《岩土工程勘察规范》（DGJ08-11-1999）；（2）《供水水文地质勘察规范》（GB50027－2001）；（3）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；（4）《供水管井技术规范》（GB50296－99）；（5）《建筑基坑支护技术规程》（GJ120-99）；（6）《基坑降水手册》，中国建筑工业出版社，2006.04；（7）《城市地下水工程与管理手册》（8）《供水水文地质手册》（9）相关图纸2工程概况2.1地理位置环城北路地下通道（xxxx）位于xx市主城区，自西向东沿环城北路、艮山西路展布，西段起自中河高架环城北路立交西匝道，线路起中河立交西匝道，沿环城北路、艮山西路向东前行，沿线穿越建国北路、环城东路、贴沙河、沪杭铁路、凯旋路。本次降水设计包含1#、2#、3#、4#工作井盾构机进出洞口降水，为保障盾构机进出洞安全，水位需要降至盾构底面以下，各工作井性质如表2-1表2-1各工作井性质位置地面标高盾构底面标高盾构底面埋深备注1#工作井+6.5m-11.153m17.653m2#工作井+6.0m-11.595m17.595m3#工作井+7.5m-10.45m17.95m4#工作井+5.5m-10.07m15.57m2.2周边环境情况本段线路地表建筑密集，街巷密布、商业繁华、车流量大、地下管线密布，周边环境复杂。3工程地质及水文地质条件3.1地质条件根据勘探孔揭露的地层结构、岩性特征、埋藏条件及物理力学性质，结合静力触探曲线和周边建筑物详勘地质资料，场地勘探深度以内可分为①、②、③、④、⑥、⑦、⑧、⑨、eq\o\ac(○,10)、(12)、(14)等11个大层，细化为25个亚层。详见表3-1。表3-1沿线各土层一览表3.2水文地质条件（1）孔隙潜水含水层拟建场地浅层地下水属孔隙性潜水，主要赋存于表层填土、③层砂质粉土、粉砂中，由大气降水径流补给以及河水的侧向补给，潜水水量中等，地下水位随季节变化。勘探期间测得钻孔静止水位埋深0.50~4.20m，相应高程0.87~5.54m。本次设计初始水位取值根据我公司前期现场实测水位标高+3.0m。（2）孔隙承压水含水层拟建场地承压含水层主要分布于深部的(12)1层含粘性土粉砂、(12)2层粉细砂、(12)4层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（④、⑥、⑦、⑧、⑨、eq\o\ac(○,10)层）。承压含水层顶板高程为-26.00~-24.82m，隔水顶板高程为-14.02~-15.12m；勘察期间，2011年11月30日实测承压水位埋深在地表下9.60m，相应高程-2.05m；2011年12月2日实测承压水位埋深在地表下8.37m，相应高程为-1.96m。2013年5月19日实测承压水位埋深在地表下8.40m，相应高程约为-2.0m。4降水方案设计4.1降水目的（1）降低土体含水量，提高土体强度。（2）降低地下水位，避免盾构机进出洞时发生流砂管涌现象。4.2降水工程特征及对策本降水工程具有如下特征：（1）场地下部存在厚层由卵砾石组成的承压含水层，水压大、水量大。对策：对承压含水层进行突涌稳定性验算，根据验算结果，确定是否需要对盾构机进出洞口进行减压降水。（2）场地上部存在厚15~20m由粉土、粉细砂、粉砂等组成的潜水含水层，盾构机进出洞过程中易出现渗水、流砂、管涌等险情。对策：根据盾构机与潜水含水层之间的关系，在盾构机进出洞口附近布置降水井，降低潜水含水层水位，条件允许应尽量降至盾构底板以下。（3）部分工作井（1#工作井、2#工作井、4#工作井）盾构机底部位于潜水含水层底板以下，由于“渗出面”的存在，会造成含水层底部一定厚度的水位难以下降。对策：降水井间距不宜过大（不超过10m）。水位虽不能降至盾构机底部以下，但是水头的降低亦可有效减少渗水、流砂、管涌等现象。图4-11#工作井盾构机与地层关系示意图图4-22#工作井盾构机与地层关系示意图图4-33#工作井盾构机与地层关系示意图图4-44#工作井盾构机与地层关系示意图4.3基底抗突涌稳定性分析基坑工作井开挖深度大，受下部承压含水层影响，需要对坑底抗突涌稳定性进行分析。基坑底板抗突涌稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。即：式中：—基坑开挖底板高程（m）；—含水层顶板高程(m)；—土的饱和重度（KN/m3），甲方提供土的容重为1.86t/m3；—承压水头安全水位高程(m)；－水的重度（KN/m3），取1.0t/m3；－安全系数，一般为1.0～1.2，本工程取1.05；可求得安全水位：根据初始水位标高即可求得地下水位降深，结果见表4-1：图4-1基坑底板抗突涌验算示意图表4-1基坑底板抗突涌计算表项目位置依据钻孔初始水位水位降深S(m)北线隧道1#工作井ZK31-11.153-29.271.862.82-1.96-4.782#工作井ZK113-11.595-27.661.860.80-1.96-2.76南线隧道3#工作井ZK09-10.45-28.131.863.19-1.96-5.154#工作井ZK98-10.07-28.461.864.12-1.96-6.08根据上述计算结果，盾构机进出洞口无需减压降水，因此无需布置降压井。4.4降水井设计本项目盾构机进出洞口主要含水层为①填土层、③2层砂质粉土、③3层砂质粉土夹粉砂、③5层砂质粉土、③6层粉砂、④2层淤泥质粉质粘土层等，为孔隙潜水含水层，盾构机进出洞过程中，需要降低潜水含水层水位，以免造成流砂、管涌等现象。4.4.1涌水量计算潜水含水层涌水量计算公式（“大井法”）如下：式中：Q—基坑总涌水量（m3/d）；—渗透系数（9m/d）；H—潜水含水层初始水位距离含水层底板距离（m）；—水位降深（m）；—等效半径（m）；—引用影响半径（m）。各工作井涌水量计算结果见表4-2。4.4.2单井出水能力理论出水能力可按下式计算：式中：q—单井出水能力（m3/d）；r—滤管半径（0.15m）；l—有效滤管长度（1#、2#、4#工作井1m；3#工作井2m）；K—含水层渗透系数（取9m/d）。各工作井单井出水能力见表4-2。4.4.3疏干井数量降压井数量可按下式计算：式中：n降水井数量（口）Q基坑涌水量（m3/d）q单井出水能力（m3/d）疏干井设计结果见表4-2。表4-2疏干井设计计算表基坑部位潜水位H水位降深S等效半径r0影响半径RQ（m3/d）单井出水能力q（m3/d）井数量n（口）1#工作井10.99.97.562001006.77117.57102#工作井10.979.978.952001072.33117.57113#工作井16.8511.0715.632002702.19235.13144#工作井11.3810.389.052001158.57117.5712注：取潜水含水层综合渗透系数为9m/d。降水井于盾构机进出洞口两边各布置1排，井间距5~8m，其中：1#工作井位置井间距8m；2#工作井位置井间距8m；3#工作井位置井间距约为5m，但由于该端头以外为道路位置，不方便施工降水井，施工时，根据现场情况调整降水井位置，必要时两边各布两排降水井；4#工作井位置井间距约为6m。详见降水井平面布置图纸。4.5降水井结构1#、2#、3#工作井盾构机进出洞位置降水井井深24m：0~5m为内径273mm壁厚3mm钢管（为方便降水井维护）；5~23m为内径300mm壁厚30mm无砂混凝土管，外包80目锦纶滤网；23~24m为1m长沉淀管；全孔回填中粗砂滤料至孔口以下4m位置，4m以上回填粘土，避免地表水回渗。4#工作井盾构机进出洞位置降水井井深22m：0~5m为内径273mm壁厚3mm钢管（为方便降水井维护）；5~21m为内径300mm壁厚30mm无砂混凝土管，外包80目锦纶滤网；21~22m为1m长沉淀管；全孔回填中粗砂滤料至孔口以下4m位置，4m以上回填粘土止水，避免地表水回渗。降水井平面布置详见“降水井平面布置图”。降水井结构详见“降水井结构图”。4.6降水工作量统计表4-3降水井工作量统计表位置井类型井深（m）数量（口）延米（m）管材备注1#工作井管井2410240外径360mm无砂混凝土管为方便降水井维护，5m以上采用直径273mm壁厚3mm钢管2#工作井管井2411288外径360mm无砂混凝土管3#工作井管井2414336外径360mm无砂混凝土管4#工作井管井2212220外径360mm无砂混凝土管合计475施工组织设计5.1施工管理体系为加强本降水工程质量控制，本次组织具有丰富施工经验的项目管理班子，实行项目经理、项目总工程师质量负责制，施工技术岗位责任制，对施工过程进行控制。工程质量是各项管理的综合反映，也是管理水平的具体体现，必须建立健全各级组织，分工负责，做到预防为主、预防与检查相结合，形成一个明确任务、职责、许可权、互相协调和相互促进的有机整体。本项目施工组织管理网络图见图5-1，各岗位人员主要职责见表5-1。项目经理项目经理施工负责技术负责材料员质量员安全员测量员施工员资料员成井班抽水班图5-1施工组织管理网络图表5-1人员主要职责表岗位主要职责项目经理本工程施工的组织者，是工程质量直接负责人，对履行合同负责，杜绝质量安全事故，本工程一次交验合格，人员、材料、设备、工艺方法和施工等几个方面因素控制好，确保生产工序质量的稳定。对工程质量、安全、工期、文明生产领导责任，严格按质量计划作业指导书施工。组织工程竣工验收等工作。技术负责对本项目技术质量工作负直接责任，核对总包提供的技术资料图纸，施工组织设计与成井报告的编写与送审，施工工序质量控制、签证、质量记录控制(原始资料收集整理、保存等)，统计技术应用，负责现场检验、测量、试验设备的控制以及纠正和预防措施指定，审查采购物资的技术要求，竣工报告编写送审和工程质量验收、资料提交。质检员工序质量监督检查与验收，填写开孔令，隐蔽工程验收，施工中一般合格项目评审与处置，材料检验、半成品状态标识及质量记录资料施工员总施工员负责生产调度，作业计划调整，保证均衡生产，总施工员填写施工日记，负责工序调度，组织，相关纠正、预防措施督促执行，事故预防与处理、器具搬运。安全员检查督促安全与文明生产措施落实，纠正不安全行为，生产设备检验、安全装置的检查。现场员工安全教育培训，上岗证书检查，安全日记填写。材料员确保材料，对材料质量进行初检、进程材料物资签收、发放、登记保管。5.2队伍配置、劳动力组织（1）根据现场工程施工情况，制定详细的用工计划，确保工程施工过程中人力资源供应充足，避免因现场人员不足而引起的施工拖延。另外，对现场技术、管理人员及工人进行定期培训，使其熟知各自工作岗位职责。（2）做好职工人场教育动员工作，按照开工日期和劳动力需求量计划，分别组织特殊工种工人分批进场，安排好职工生活，并进行安全、防火、文明施工和遵纪守法教育，使职工严格遵守上级颁发的各项规章制度。（3）对特殊工种进行上岗前的培训，无上岗证者严禁进入施工现场。考虑到本工程特点，施工任务量大，工期紧，并结合众多基坑降水经验，需要投入足够的设备和人员，满足施工进度的要求，具体劳动力计划安排见表5-2。表5-2劳动力组织计划表岗位人数主要职责范围成井班机长3服从项目统一安排，了解降水井结构及管材搭配，认真组织本机施工，对本机的安全、质量和效率负责。班长3及时完成机长安排的工作，对本班的安全、质量和效率负责。钻工15服从班长的安排，负责钻机移位、成孔、下井管、填料、洗井工作。机修班焊工1负责维修、保养和修理各种机具，井管切割及焊接，协助设备安装电工1负责维护、保养和修理各种电器设备，负责线路安装降水班班长2全面负责降水运行的现场施工管理工作。普工5服从班长安排，分区分块划分责任区域，保证抽水正常运行。后勤班1负责施工人员伙食合计：31人。备注：盾构机进出洞口降水人员安排沿用我公司于本项目前期劳动力组织5.3设备、材料组织根据施工顺序、设计工程量及现场用水、用电量等因素综合考虑本工程计划进1~2套正循环钻机，每台钻机每天可施工2~3口井。设备组织见表5-3，材料组织见表5-4。表5-3成井设备表序号设备名称规格型号数量设备动力1正循环钻机8QZJ-160型1~230KW2电焊机ZXF1~35.5KW3挖掘机三一2151台4吊机8t汽车吊1台5抽水设备见抽水运行管理表5-4主要施工材料表序号名称规格数量功率或性能1钢实管直径273mm、壁厚3mm235m2无砂混凝土管内径300mm、外径360mm868m3滤料中粗砂394.97T4瓜子片38.62m35滤网80目锦纶按需6扶正器按需5.4进度计划5.4.1工期（1）为配合总包方的施工进度，我方确保成井施工以及一切安装试抽工作按总包方要求的进度进行，具体进度计划按照甲方的节点而定。（2）根据地质条件及设计图纸的要求以及施工分阶段等特点，结合以往类似工程降水井施工经验，同时参考各种不可预见的地下障碍物及恶劣的气候因素等情况，单井施工要求连续施工，即从开孔到滤料回填不间断的作业，每台钻机每天可成井2~3口。（3）工期计划安排（暂定）：降水井施工需要等工区内表层土清理完以后方可进行。具体工期视清土进度、总包留予的成井施工工期而定。①场地移交进场准备工作：2天；②设备安装及调试：1天；③成井施工：17天（考虑到基坑内各工种交叉作业）；④水泵安装、管路排设：6天（成井施工期间边安装）。具体工期安排见表5-5。表5-5工期计划表序号施工内容3691215182124271进场准备2设备安装3成井施工4安泵、排管5.4.2工期保证措施（1）加强生产计划与调度措施负责生产的项目经理在开工前编出详细周密的施工作业计划，应完成的实物工作量指标，并分解落实到钻机与班组。作业计划应明晰、准确、符合工程实际情况。每日、周及时检查计划执行情况，如计划执行不佳，及时分析原因提出切实可行的补救措施，逐日补回。生产进度要抓住关键，全面统筹，协调各工种相互配合，对可能影响施工进度的不利因素（如临时停电、机械故障等），要有事前对策准备，保证生产连续性。（2）保证物资供应措施后勤部门及时组织进料，保证施工顺利进行。根据日完成工作量编制井管、砂料的需用量。现场有专人负责与材料供应部门联系，保证材料及时供应。动力维修保养部门要加强对机械设备运行势态进行监护管理，使机械设备的施工过程中自始至终处于良好运转状态。（3）加强员工管理，调动施工人员积极性措施按作业班组的生产计划与质量标准与文明安全生产等主要指标，拟定按日、周、月进行考核的制度，严格执行奖罚条例，使生产、质量、安全与工资所得挂钩，以更好的加强生产第一线人员的责任性和积极性，确保工程按合同工期及时或提前完成。5.5降水井施工工艺准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进→终孔后冲孔换浆→下井管→稀释泥浆→填砂→止水封孔→洗井→下泵试抽。5.5.1前期准备工作（1）准备材料、落实人员，甲方提供“三通一平”，钻机进场。（2）测放井位：甲方根据降水井平面布置图测放井位，井位测放完毕后应做好标记，方便后面施工。如果布设的井点存在地面障碍物，应当设法清除障碍物，以利于钻井的进行。若地面障碍物不易清除或受其他施工条件的影响，无法在原布设井位进行施工时，应与技术员及时沟通并采取其他措施，必要的时候可对井位作适当调整。（3）挖井眼、埋设护口管：埋设护口管时，护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m～0.30m。（3）安装钻机：安装钻机时，为了保证孔的垂直度，机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线，严把开孔关，钻头与钻杆连接处带两根钻铤，并且，弯曲的钻杆不得下入孔内。（4）挖泥浆池：泥浆池的大小按泥浆池计划共用的打井数量和排渣量综合确定。一般每2~3口井共用一个泥浆池，必要时可采用泥浆箱。5.5.2成井施工施工机械设备选用8QZJ-160型工程钻机及其配套设备。成孔时采用正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。（1）钻进成孔：因地层含水层颗粒较细，钻进过程中，泥浆比重宜控制在1.10~1.15，尽量采用地层自然造浆。（2）清孔换浆：钻孔到设计深度后，要清孔换浆，把泥浆调整到1.05左右。（3）下井管：对于无砂混凝土管井，采用托盘钢丝绳下管法下井管，井管与井管之间接口用宽300mm的土工布封口并用铁丝捆扎，以保证井管接口封闭，防止滤料从接口进入井内。井管外用4～5cm宽的毛竹片和铁丝捆扎连接。为保证井管不靠井壁及一定厚度的滤料，在滤管段上下部各加一组扶正器4块，保证环状填砂间隙厚度大于150mm。（4）投滤料、封口：井管下好后，立即按设计要求回填滤料，滤料沿井壁四周均匀填入，并随填随测滤料层的顶面高度。（5）洗井试抽：滤料回填后，应该在8h内用潜水泵洗井，直至井水洗清达到规范要求为止。洗井时若出现井水中含有滤料，应停止洗井，检查原因，进行处理，必要时要报废掉，并按封井要求进行封井。5.5.3成井技术要求降水施工时必须达到以下要求：（1）井口高度：井口应高于地表以上0.20~0.50m，以防止地表污水渗入井内。（2）回填滤料：滤料根据设计图纸进行充填。（3）粘土封孔：有粘土球止水段，严格按照设计图纸进行粘土封孔。（4）成孔偏差：井孔的平面误差≤1.0m，井深（孔深）偏差≤±50cm；井孔应圆正；（5）井管偏差：井身应圆正，上口保持水平，井管的顶角及方位角不能突变，井管安装倾斜度不能超过1度；井管截面尺寸偏差≤±2mm，井管长度偏差≤±20cm。（6）出水含砂量：抽水稳定后，出水含砂量不得超过10万分之一(体积比)。5.6安全文明施工技术措施安全文明施工方面积极与甲方配合。5.6.1安全施工措施(1)严格执行公司等上级机关颁发的有关安全生产法规，特别是在生产区域必须严格遵守安全生产六大纪律，严格执行安全生产规则。(2)认真做好安全生产教育，对所有参加施工生产的职工(包括外包工、代训工及实习生)均应进行入场生产安全和消防安全教育，未经教育不得上岗，同时应结合工程进度及不同施工工艺，进行针对性的安全知识与遵章守纪教育。(3)做到无施工方案不施工，有方案没交底不施工，班组上岗前没安全交底不施工。施工班组要认真做好安全上岗交底活动记录，每周一上午组织不少于1小时的安全教育活动。(4)严格遵守“十不烧”规定，执行工程多机多监护制度(操作证、动火证、灭火机监护人)和1～3级动火界限审批手续。(5)夜间施工必须配备足够的照明灯光，并严格控制噪音源。(6)现场机电维修人员应该经常检查设备触电漏电保护是否完好有效。(7)现场用电机具较多，电线不得乱拖、乱拉。材料运输、堆放时，一定要注意保护好电线，防止碰砸电线，造成电线包皮破碎剥落，一经发现有电线露芯或电线包皮破损要及时修调。(8)现场施工用的机电设备均应有良好的二级防护装置。(9)电动机械及工具应严格按一机一闸制接线，并设安全漏电开关。(10)所有机械操作人员必须持有操作合格证，否则不准上岗作业。(11)现场施工必须严格遵守有关安全生产的规定。对进入现场施工人员在开工前进行“三级安全教育”、“安全技术交底”，施工中进行经常性的安全教育，开展定期的班组安全日活动。(12)开工前对设备、安全防护装置、临时设施、电缆、电器、围栏进行全面的检查验收，使前期准备工作为安全生产提供可靠的物质保证。(13)施工作业上岗岗位分工明确，不准串岗作业，特殊工种必须持证上岗。(14)施工作业人员必须严格遵守施工现场“六大纪律”，进场必须穿戴整齐，戴好安全帽，高空作业须系好安全带。(16)明火操作配备灭火机等消防措施。(17)机械传动部位必须设有防护罩，所有设备的安全防护装置齐全，吊车的安全保护装置确保有效。5.6.2文明施工措施(1)开展文明教育，施工人员均须遵守市民文明规范。(2)加强班组建设，有三上岗一讲评的安全记录，有良好的班容班貌。项目部给施工班组提供一定的活动场所，提高班组整体素质。(3)工地现场做到道路畅通、平坦整洁，材料不乱堆乱放，泥浆不得排入下水道。(4)甲方需在施工现场设置连续、通畅的排水设施，防止泥浆、废水、污水乱溢。(5)加强班组的治安综合治理，做到目标管理、制度落实、责任到人。(6)现场施工人员统一着装。(7)运输车辆进出工地时，必须减速行驶。6降水运行方案6.1降水运行水位要求场地周边环境较为复杂，降水作为保证盾构机进出洞的备用手段，应尽量减少降水井的运行时间，水位尽可能降至盾构底附近。6.2降水运行设备表6-2降水运行投入设备表序号名称规格数量功率或性能1疏干井水泵QS10-30-1.546台1.5KW2电缆线95mm2×3+45mm2×2按需3电缆线35mm2×3+17mm2×2按需4电缆线4mm2×3+1.5mm2×2按需5配电盘各种规格按需6出水管1.5吋PVC管按需硬质塑料管72吋钢管按需6.3降水运行管理（1）降水运行前，降水井应合理布设排水管道并便于接入施工现场排水设施；做好降水供电系统，配备独立的电源线