降水施工降水井施工方案

4.1技术要求 14.1.1成井施工要求 64.1.2运行管理要求 74.2工艺流程 74.3施工方法 94.3.1前期准备工作 94.3.2成井施工 94.3.3技术要求 94.4抽水试验 104.4.1试验场地布置 104.4.2试验目的 104.4.3试验方法 114.4.4试验过程安排 114.4.5试验成果 124.5降水运行管理 124.5.1一般要求 124.5.2各阶段水位控制 134.5.3东西区交界处及东区临地铁处降水运行要求 164.5.4回灌运行要求 174.6降水井保护 174.7基坑排水 184.7.1基坑排水设施 184.7.2基坑排水注意事项 194.8降水井封井方法 204.8.1封在底板下的降水井封井 204.8.2穿底板的降水井封井 204.1技术要求本工程基坑降水井成井施工的前提条件为地下连续墙、桩基、三轴深搅桩施工完毕；预降水的前提条件为一期、二期外围地连墙全部实施完成，形成封闭的止水帷幕。根据降水设计图纸：（1）基坑内共布设288口降水井。其中一期西区降水井168口（约307m2一口），深度为30~36m。二期东区降水井120口（约280m2一口），深度为26~30m。（2）坑外布置80口观测兼回灌井。其中一期西区坑外布设40口观测井一，深度为36m；二期东区基坑外40口观测井二，深度为30m。表4.1-1降水井技术参数区段井类型数量（口）编号深度（m）延米（m）管材一期西区降水井一141J1-1~J1-141304230325×6钢管降水井二27J2-1~J2-2736972观测井一40G1-1~G1-40361440二期东区降水井三92J3-1~J3-92262392降水井四28J4-1~J4-2830840观测井二40G2-1~G2-40301200总计36811074降水井构造：（1）降水井、观测井成孔直径800mm，实管段采用325×6钢管(钢牌号Q235B)，坑内降水井滤管段采用桥式过滤器，坑外观测井滤管段采用圆孔过滤器。（2）井壁管：井壁滤水层采用中粗砂填充。（3）过滤器：桥式过滤器包括管底采用一层40~60目尼龙网包裹严实，确保不抽泥沙；圆孔过滤器包括管底采单层60~80目尼龙网包裹。一、二期分界处约35口降水井使用周期较长，滤网采用不锈钢丝网。（4）应保证降水井的施工质量，钻进时尽量采用清水和稀泥浆，保证水井的出水量。（5）严格控制填滤料的规格，保证水井出清水，防止水井淤塞和坑外掏空。图4.1-1降水井平面布置图图4.1-1降水井平面布置图（一期）图4.1-1降水井平面布置图（二期）图4.1-2降水井结构及影响半径4.1.1成井施工要求为保证降水井成井质量，应选用符合要求的各种材料，并应控制成井过程中的各种指标，最终满足降水井出水能力的要求。表4.1-1成井施工控制表序号控制项目准许误差范围说明备注1井位±<1000mm降水井应避开桩、柱、梁或其它结构位置，可根据现场情况调整。2井深（mm）±500mm（1）深度应按井底标高控制。（2）各类降水井设计深度与地层分布相关，如地层起伏变化大应适当调整3垂直度≤1°小于或等于100m的井，其顶角偏斜不得超过1°4井壁外滤料厚度75~150mm结合井管直径，可匹配孔径。5滤料高度±1000mm无特殊要求时，滤料回填至滤管以上1m。6泥浆比重<1.15尽量采用清水钻进，以保证成井质量7井管及滤管长度±500mm滤管位置设计与地层分布情况相关，钻进过程中遇到地层起伏变化大时应相应调整。8粘土球高度±1000mm降压井应根据要求回填粘土球止水9抽水含砂量<10万分之一体积比4.1.2运行管理要求（1）疏干井在基坑开挖前20天进行抽水，降水后疏干井水量会逐渐变小，后期需才用时控箱，定时抽水；（2）基坑开挖过程中，采用每天观测坑内外水位1~2次；（3）现场具备完好的排水系统。降水运行前，布设排水管道并便于接入施工现场排水设施；（4）降水需配备独立的电源，配置充足的备用电源，并保证两者之间的自动转换；（5）水泵控制箱要安装自动开启装置，保证在电源装换的过程中水泵能够自动启动，并且对水泵的开启实现自动延时控制，实现无人值守；（6）现场安排专业的、经验丰富的项目管理人员值守。图4.1-1水泵控制柜图4.1-2排水情况4.2工艺流程准备工作→钻机进场→定位安装→开孔→下护口管→钻进成孔→冲孔换浆→下井管→稀释泥浆→填砂→止水封孔→洗井→下泵试抽。图4.2-1降水井施工工艺流程图钻进下井管回填滤料洗井试抽水图4.2-2成井施工工艺图4.3施工方法4.3.1前期准备工作（1）准备材料、落实人员，提前做好进场人员技术交底及安全教育培训工作，钻机进场。（2）测放井位：测量组根据降水井平面布置图及现场情况测放井位，做好标记。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。（4）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。（5）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。4.3.2成井施工施工机械设备选用工程钻机及其配套设备。成孔时采用反循环回转钻进成孔工艺。（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：对于钢管井，宜采用悬吊下管法，井管底部焊接钢板封堵牢靠，井管与井管之间焊接牢固，确保焊缝均匀、无砂眼。（4）投滤料、固井：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。4.3.3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，必须要高于滤管顶面。（3）粘土封孔：降压井应回填粘土球，严格按照设计图纸进行隔离止水。（4）固井：滤料回填后、上部井周边宜采用钻渣或现场泥土回填固井。（5）成孔偏差：井深（孔深）偏差≤±50cm；井孔应圆正；井位≤±50cm。（6）出水含砂量：抽水稳定后，出水含砂量达到相关标准：粗砂含量＜1/5万、中砂含量＜1/2万，细砂含量＜1/1万。4.4抽水试验4.4.1试验场地布置试验条件：抽水试验为全场性试验，一期西区、二期东区外围地下连续墙整体封闭后，方可进行降水试验。试验井：一期西区降水井先行施工，同时施工东区西侧13口坑内井及东侧8口坑内井，全部东区坑外观测井，形成闭合的坑外观测体系（见图4.4-1）。图4.4-1试验井示意图4.4.2试验目的基坑降水井施工完成后，土方正式开挖前，开启降水井，将地下水位降低至基底以下1m，主要目的在于：（1）通过观测坑内水位下降情况，检验地下水位能否降至基底以下。（2）通过观测坑内、坑外地下水位下降情况，检验止水帷幕的封闭效果。（3）为后期降水运行收集资料。4.4.3试验方法开启顺序：一期西区内降水井自东向西分批开启，暂定每批开启20~30口，间隔时间不小于8h。东区施工东区基坑内西侧13口井及东侧8口井初期作为观测井，若西区降水井开启后水位无法降至基底，则东区降水井开启辅助西区降水。观测井设置：基坑内均匀预留不少于20%的井作为水位观测井水泵配置：抽水井配置0.75~2.2kw水泵（东西区交界处不小于2.2kW）。坑外水位观测：抽水期间，坑外观测井水位应与坑内观测井同步观测。停止观测：坑内观测井水位已降至基底下1m以下；或坑内水位趋于稳定，无明显继续下降趋势。4.4.4试验过程安排（1）观测初始水位试验前一周内，准确测量初始地下水位，包括基坑内、外的初始承压水位。一天内观测1~2次，前后两次观测到的数据基本相同即为初始水位，或者取平均值作为初始水位。试验前一周内，还应测定基坑周边相邻地面沉降初值。（2）水位下降观测抽水试验过程中，对坑内、坑外观测井水位下降情况进行观测，观测频率按：1h、2h、4h、8h、20h、32h、44h……后期观测时间间距根据水位下降情况取为12h或24h，直至水位趋于稳定或下降至基底以下1m为止。（3）水位恢复观测抽水结束后，观测坑内水位恢复情况，分析水位恢复速度，为后期降水运行过程中备用电源配置提供参考。观测频率应按水位恢复速度确定，可按1h、2h、4h、8h、20h、32h、44h……直至水位稳定或恢复缓慢。图4.4-2降水试验原始记录表4.4.5试验成果（1）初始地下水位情况。（2）抽水试验各种曲线，包括水位降深历时曲线等（3）基坑降水方案检验，必要时，对方案进行调整，包括但不限于降水井数量、井深、结构等（4）基坑开挖过程中，降水运行指导方案。（5）止水帷幕止水效果判断。预降水后若坑外观测井水位变化较大，水位下降达0.5m时，应采取有效检测方法检验地连墙止水的可靠性，并根据检测结果对存在质量缺陷的部位采取MJS水泥土桩等有效补强措施，经验证可靠后方可进行土方开挖。（6）基坑排水设施排水能力检验、备用电源配置参考。4.5降水运行管理4.5.1一般要求（1）基坑开挖前要确保降水能够满足基坑开挖要求，采取了“按需降水，动态调整”的降水原则。（2）疏干井尽量提前20天进行疏干降水，力争在开挖前，将基坑内地下水降到开挖面以下1.0m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。（3）基坑开挖过程中，抽水开始后，每天观测两次水位；水位满足基坑开挖要求，且趋于稳定后，每天观测一次。根据不同的开挖深度，计算降低承压水头高度，结合监测数据，确定是否启动相邻疏干井，做到按需降水，以减少或降低对周边环境的影响。（4）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。（5）所有抽水井、控制箱、排水管上做好对应的标示，并在每次发生变动时进行相应的标示变更，便于抽水运行管理；供电电箱应定期进行检查并备有检查记录。4.5.2各阶段水位控制根据整体工期安排，基坑先施工西区基坑，待一期西区基坑完成±0以后，二期东区开始施工。根据勘察资料承压水位标高约为1.77m。一期到底后基坑涌水量预计水量约为10000m3/d；二期到底后预计基坑涌水量约为7800m3/d。1）开挖过程中水位控制原则：（1）水泵放置深度可以随开挖深度及降水效果动态调整，承压水安全水位至少控制在开挖面以下0.5~1m。（2）由于场地开挖范围内多为淤泥质土、淤泥质粉质粘土，因此需要提前降水，根据基坑施工情况，在施工混凝土支撑时，按向下一层施工面水位控制要求。（3）水位控制方式为逐步增加开启降水井数目方式。（4）土方为分块开挖，优先开启开挖位置降水井。表4.5.2-1一期西区承压水位控制一览表序号开挖位置开挖底标高（m）提前疏干控制水位（m）预计总涌水量（m3/d）预计开启降水井数目（口）水泵功率（kw）额定流量（m3/h）备注1第一道支撑2.6-42700360.75~2.2kw5~15J1-2~J1-1412第二道支撑-3.4-84600610.75~2.2kw5~15J1-2~J1-1413第三道支撑-6.8-126500860.75~2.2kw5~15J1-2~J1-1414承台底-10.55-20100001350.75~2.2kw5~15J1-2~J1-1415塔楼深坑-19.2-20100001350.75~2.2kw5~15J1-2~J1-141、J2-1~J2-27图4.5.2-1一期西区按需降水工况示意图表4.5.2-2二期东区承压水位控制一览表序号开挖位置开挖底标高（m）提前疏干控制水位（m）预计总涌水量（m3/d）预计开启降水井数目（口）水泵功率（kw）额定流量（m3/h）备注1第一道支撑2.8-32300300.75~2.2kw5~15J3-1~J3-922第二道支撑-2.55-84600610.75~2.2kw5~15J3-1~J3-923承台底-6.65-1578001040.75~2.2kw5~15J3-1~J3-924塔楼深坑-13.65-1578001040.75~2.2kw5~15J3-1~J3-92、J4-1~J4-28注：以上降水运行工况为初步设计，抽水运行过程中抽水井数、水泵功率根据水位情况动态调整图4.5.2-2二期东区按需降水工况示意图2）降水控制其他要求（1）降水井运行时抽水含砂量：含砂量的体积比≤1/100000。（2）随挖土进行，按需降水，降水时应适量短时少抽。（3）降水运行应独立配电。降水运行前，应检验现场用电系统。对于工程降水，特别是减压降水，在正常的降水运行过程中，必须有合理的用电保障以满足降水运行的需求。通常要求施工现场有两路电源，一路网电、一路发电机组供电。降水运行中应保证网电停电后发电机组能及时供电，通过自动启动的发电机组和自动切换的电箱供电，确保降水井连续正常运转，避免影响降水效果甚至危害基坑安全。①－网电②－备用电源③－抽水设备图4.5.2-3双电源供电示意图图4.5.2-4具有自转换功能的控制箱（4）降水井运行过程中，需要按时做好降水记录，以便观察基坑的降水效果。抽水井应每天记录水泵工作时长，观测井应每天记录水位深度。图4.5.2-5降水记录表参考格式4.5.3东西区交界处及东区临地铁处降水运行要求（1）一期西区开挖时，考虑到基坑与东区交界处，存在东区地下水的补给，因此西区东侧坑内降水井优先开启，尽量延长降水时间，保证交界处水位能够满足西区开挖要求。交界处配置水泵功率不小于2.2kW。（2）二期东区开挖时，考虑到基坑与西区交界处，受西区降水的影响，水位偏低，因此东区东侧坑内降水井优先开启，以平衡降落漏斗。东区降水井大面积开启后，西区降水井可视情况少抽，避免过度降水。（3）东区东侧、南侧临近地铁段，应严格遵循“按需降水”的要求，坑内观测井水位宜控制在开挖面下1~3m，不宜低于开挖面以下3m，否则应适时少抽。加强坑外井的水位监测，出现明显下降时及时进行分析处理，必要时采取回灌措施。4.5.4回灌运行要求1）回灌水源：地下水中铁、锰离子含量较高，氧化后形成絮状沉淀，容易堵塞滤管及滤料，因此本次优先采用市政自来水作为回灌水源。若基坑内抽取的地下水经水质处理后检测合格，也可用作回灌水源。2）回灌井回扬：回灌过程中水携带大量气泡进入井内，易形成水锈。因此，在回灌井中下入水泵，定期对回灌井进行回扬处理。具体运行管理要求如下：（1）坑外观测井用于观测坑外水位，每天观测1次。（2）当观测到坑外水位下降超过1.0m，且出现明显沉降变形时，坑外观测井便可用作回灌井，回灌至基坑降水工作结束或地下水位上升至初始水位以下1.0m左右。（3）回灌系统运行前，准确测量各观测井水位，排设好回灌管路；回灌井靠近排水沟设置，防止回灌水溢出及排放回灌井回扬水。（4）为确保回灌持续有效，对回灌井进行定期回扬处理，回扬周期视回灌水量衰减情况确定。当回灌流量明显减少时，应立即进行回扬。（5）回灌期间对回灌设备和运行状况进行维护检查，每天检查不应少于2次。每天对回灌总水量及地下水位进行观测，观测频率为每天1次。（6）回灌时优先采用重力回灌，并及时调整回灌流量，以应保持回灌井内水位在一定高度。若重力回灌效果不理想，采取压力回灌，回灌压力开始采用0.1Mpa，加压间隔0.05Mpa，加压时间间隔24h，最大压力不宜大于0.5Mpa。（7）回灌过程中，若出现因围护结构缺陷而导致的基坑管涌、渗水等情况，应立即停止回灌井运行，待堵漏完成后再进行回灌井运行。4.6降水井保护地下水是本工程重大风险源之一，降水井一旦破坏，将影响地下水控制，甚或是危害基坑安全，特别是坑内降水井破坏后补井难度大。因此，基坑开挖过程中，施工机械切不可碰撞降水井，必须保证降水系统的完好性。（1）井位尽可能靠近支撑边，沿支撑的垂直向离支撑约80cm～100cm；井管口设置醒目标志；（2）降水井井管粘贴反光条及警示灯，严禁挖机等机械设备碰撞降水井；（3）坑内降水井采取搭设辅助工作平台进行后期的运营管理与保护，见图5-3；（4）为保证降水效果、后期封井，降水井管保留至运行结束，开挖过程中严禁割除井管；（5）随着基坑开挖深度的不断加深，井管的暴露长度不断加大，确保安全，坑内降水井沿纵向与支撑通过钢筋焊接加固。（6）基坑开挖过程中施工人员密切关注降水井与挖机位置关系，安排专人看守，下发挖机司机对讲机保证及时提醒告知降水井位置。（7）安装降水井故障警报装置，通过在电路上安装报警器，降水井故障时报警器进行报警，通知现场工人技师进行设备检修。图4.6-1降水井平台搭设示意图4.7基坑排水4.7.1基坑排水设施1）排水沟设置基坑抽水运行过程中，需要在基坑施工便道外侧修建排水沟/排水管，确保降水运行排水的顺畅，保障降水效果。排水沟/排水管有一定坡度，并与市政排水系统或者地表河沟相连，基坑排出的水经沉淀后排入雨水管网或地表水体。基坑排水沟深度、宽度不应小于50cm（详见9.3节计算）。沿基坑周边设置500*500排水沟，排水沟与市政管网接口处设置三级沉淀池，降水井抽出的水排向排水沟，经沉淀处理后排入市政管网。排水沟坡度不小于0.1％，以保证排水沟排水通畅。图4.7.1现场排水系统示意图由于本基坑开挖范围内主要为淤泥质土，透水差，基坑降水除考虑普通管井降排水需求外，还需考虑雨季大气降水造成基坑积水的情况出现，此时要加强明排疏干措施，详见5.5节季节性施工措施。2）集水坑设置基坑内蓄雨面积较大，基坑施工时，需及时关注天气情况，做好天气预报工作。雨天来临前，在正在施工的工作面周边临时布置一道截水沟，截水沟两端用挖机开挖约1m深坑，下入污水泵抽水；或者由于雨天基坑低洼处自然汇集明水，将低洼处直接临时用作集水坑，下入污水泵将明水排入坑外。3）排水能力各个基坑开挖前，利用降水试验对排水沟排水能力进行检验。排水沟设置应满足最大排水量需求。4）水质检测降水正式运行前、后期应至少各采集一次降水井抽取的地下水的水样，经检测合格后方可排入市政管网。4.7.2基坑排水注意事项1）定时检查各个集水坑水位情况，出现积水时开泵抽水，特别是下雨时，应每天巡查井内水位情况，及时开停污水泵。2）应及时对集水坑内沉淀物进行清挖，保证污水泵沉入水中的深度，避免因井内水位过浅而烧毁水泵。3）