DB31∕T 1026-2017 深基坑工程降水与回灌一体化技术规程

ICS91.200DB31/T1026—2017深基坑工程降水与回灌一体化技术规程Technicalcodeforintegrationpumpingandrechargeindeepexcavation2017-01-20发布2017-05-01实施DB31/T1026—2017 Ⅲ 1 13术语和定义 1 2 35.1一般规定 3 3 4 6 7 7 7 87.1一般规定 87.2运行控制管理 87.3运行终止管理 9 9附录A(资料性附录)三类基坑渗流类型降压管井布设原则 附录B(资料性附录)一体化设计与运行控制流程 附录C(资料性附录)回灌井结构示意图 附录D(资料性附录)回灌井结成井施工流程图 附录E(资料性附录)回灌井井帽结构和暗埋式地下水回灌系统结构示意图 附录F(资料性附录)深基坑工程降水与回灌一体化运行示意图 附录G(资料性附录)井点放样复核记录 附录H(资料性附录)管井施工旁站记录 附录I(资料性附录)降水与回灌工程运行日报表 IⅢDB31/T1026—2017本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由上海市住房和城乡建设管理委员会、上海市发展和改革委员会、上海市经济和信息化委员会提出。本标准由上海市建材专业标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位：上海隧道工程有限公司、上海广联环境岩土工程股份有限公司。本标准参与起草单位：同济大学、上海市城市建设设计研究总院。黄爱军、徐经纬、陈怡、马悦诚、瞿建勋、董海斌、张世宏、陈思慧、林清泉、诸颖、郁文豪、刘沛、曹骥、1DB31/T1026—20171范围本标准规定了深基坑工程降水与回灌一体化的术语和定义、基本要求、设计要求与方法、施工与运本标准适用于采用管井回灌措施的深基坑承压水减压降水工程。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T19772城市污水再生利用地下水回灌水质GB50014室外排水设计规范GB50296管井技术规范GB50300建筑工程施工质量统一验收标准JGJ/T111建筑与市政降水工程技术规范JGJ120建筑基坑支护技术规程DG/TJ08—61基坑工程技术规范DG/TJ08—236市政地下工程施工质量验收规范DG/TJ08—2001基坑工程施工监测规程DG/TJ08—2051地面沉降监测与防治技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。深基坑施工降水引起的周边受保护建(构)筑物区域地下水位变化及地面沉降。地下水控制预分析pre-analysisforgroundwatercontrol基坑降水设计之前，基于基坑围护初步设计资料、工程地质与水文地质条件、临近建(构)筑物资料及周边环境复杂程度，分析工程降水对周边环境的影响，提出工程水文地质勘察的技术要求和地下水控制方法。围护与降水一体化设计integrateddesignforretainingstructureandpumping针对同时可用作挡土和隔水的围护结构，在围护设计中按照结构的要求确定基本插入深度，然后考2DB31/T1026—2017境条件等设计围护结构与降水井。保证回灌水进入目的含水层而不因人为干扰因素进入其他含水层或溢出地表的最大回灌压力值，单位为MPa。单井最大可回灌量maximumrechargequantityofsinglewell用以检验、调试一体化系统并确定降水与回灌运行控制工况而开展的降水与回灌4基本要求a)受保护建(构)筑物区域目的含水层水位降深超过设计控制值；b)深基坑降水影响超过区域地下水资源均衡或区域性地面沉降控制的要求。a)基坑地下水控制设计宜采用围护与降水一体化设计；b)确定是否需要开展专项工程水文地质勘察；c)确定是否采用降水与回灌一体化设计。a)编制说明及依据；b)基坑工程概况；c)项目周边环境特点；d)工程地质与水文地质；e)地下水控制预分析；g)监测设计；h)降水与回灌一体化系统设计；i)降水与回灌一体化运行调试；j)施工工艺；k)质量控制与检验；1)运行管理和应急措施；m)施工组织和施工计划；n)施工质量与安全保证措施；3DB31/T1026—20174.4一体化设计和运行控制参见附录B的流程进行全过程控制。4.5一体化设计及运行控制应遵循以下原则：4.6一体化设计及运行控制应与基坑工程施工工况相适应，进行施工质量控制的动态管理，在正式运行前应进行运行调试，各阶段均应进行环境监测。5.1一般规定5.1.1一体化设计前应完成以下工作内容：a)掌握场区工程地质、水文地质及围护结构设计资料；b)根据受保护建(构)筑物结构形式与基础类型确定沉降控制要求；c)进行深基坑地下水控制预分析，并明确基坑内外地下水水位降深控制要求。5.1.2一体化设计应包括降水设计、回灌设计、监测设计和一体化系统设计，并应符合以下规定：a)进行围护与降水一体化设计，确定合理的围护结构深度和降水管井结构；b)综合考虑场地范围工程地质条件，确立合理的水文地质概念模型和计算方法；c)场区的排水系统进行专项设计应考虑市政管网的排水能力、水处理装置的处理能力和市政管网的供水能力。5.1.3一体化系统设计至少应包括：降水运行控制、回灌运行控制、运行管路设计和水质处理设计。5.1.4降水运行控制宜采用变频抽水装置或回流装置控制各降水井的出水量及地下水的降深。5.1.5回灌运行控制宜设置回灌量调节装置控制回灌井的回灌量和回灌区的水位抬升。5.1.6运行管路设计宜包括抽水井至水质处理系统管路设计，水质处理系统至回灌井管路设计，水质处理系统的反冲管路设计，回灌井的回扬管路设计，各部分管路设计应根据流量合理设计管路尺寸及检测装置。5.1.7当采用降水井抽汲出的地下水或再生水回灌时，回灌水质各项指标应不低于目的含水层水质，同时水质应达到GB/T19772的规定。5.1.8地下水水质处理器设计参照GB50014的规定执行，同时应明确经过处理后的水的各项指标控制值和最大的处理能力。5.1.9采用降水井抽汲出的地下水进行回灌时，现场配置的水质处理器不宜少于2套，当只有1套时，应配置自来水回灌供给点和管路。5.2降水设计5.2.1深基坑工程抗突涌稳定性验算与基坑涌水量计算宜按JGJ120及DG/TJ08—61的规定执行，明确基坑临界安全开挖深度和各工况下的水位降深。5.2.2落底式帷幕、落顶式帷幕和悬挂式帷幕等不同基坑降水渗流类型的降水井平、剖面设计应在考虑基坑规模、工程地质与水文地质条件、周边环境、受保护建(构)筑物等因素基础上，参见附录A进行综合确定。5.2.3采用深基坑降水与回灌一体化技术进行降水井数量设计和降深预测时，应充分考虑地下水补给的影响。5.2.4当含水层为粉土或砂土时，对落顶式帷幕承压完整井，其干扰井稳定流水位降深按式(1)计算，4DB31/T1026—2017渗透系数、给水度、储水系数、导水系数、降深影响半径等所用参数应优先采用抽水试验反演所得参数，并结合临近场区参数予以确定。…………式中：so——基坑地下水位降深，单位为米(m);λh——回灌影响系数；M—-承压含水层厚度，单位为米(m);k——含水层的渗透系数，单位为米每天(m/d);Q;——第i口降水井单井流量，单位为立方米每天(m³/d);R,——第i口井降深影响半径，单位为米(m);计算基坑地下水位降深时，对沿基坑周边闭合降水井群，s。应取相邻降水井连线上各点的最小降深；对基坑内设置降水井群，s。应取相邻降水井连线及降水井至相邻基坑边界连线上各点的最小降深；当相邻降水井的降深相同时，s。可取相邻降水井连线中点的降深。由于人为增加地下水补给量而造成的水位降深影响系数，λh应按照抽水与回灌一体化试验确定；R;应按照单井试验确定；当缺少试验数据时，按式(2)计算，并结合临近场区参数确定。R,=10sw√k…………(2)式中：当井水位降深小于10m时，取sw=10m。5.2.5悬挂式帷幕下的降水井数量设计和降深预测宜采用有限元或有限差分等数值方法计算。5.2.6降水井的井点数量初步设计宜按JGJ/T111的规定执行，其中应急备用井数量不应少于降水所需井数的20%,且应不少于1口井。5.2.7降压井施工完成3口以上时，宜进行现场降水验证，相关技术要求应按照GB50296的规定执5.3回灌设计5.3.1回灌井平面布设应综合考虑受保护建(构)筑物的位置、基础形式与结构类型、回灌目的含水层水位控制要求、回灌目的含水层的空间分布和相应水文地质参数、止水帷幕及抽水井的空间布设、场地限制与现场施工条件等因素，可按GB50296及JGJ120的规定执行，并应遵循以下原则：a)回灌井与受保护周边建(构)筑物、基坑边界的距离应根据计算分析确定；b)回灌井与降水井间距不宜小于10m;c)回灌井与受保护区域距离不宜小于3m;d)回灌井与观测井(孔)距离不宜小于6m;e)针对落底式帷幕和悬挂式帷幕基坑，回灌井与帷幕距离不宜小于3m。5.3.2回灌井布置间距宜按照工程类比经验确定，在初步设计阶段，当保护对象水位抬升要求在2m以内时，回灌井间距宜按20m考虑；当水位抬升要求在2m~5m时，回灌井间距宜按15m考虑；当水位抬升要求超过5m时，回灌井间距宜按10m考虑。同时宜设置不少于30%的备用回灌井。5.3.3回灌井的结构设计应符合以下规定：a)综合考虑含水层渗透系数各向异性、止水帷幕插入含水层深度、止水帷幕与回灌管井的距离、受保护建(构)筑物和回灌井距离、含水层上下弱透水层的压缩性、保护建(构)筑的基础形式等5DB31/T1026—2017因素。b)回灌井的结构组成可参照附录C,一般由井壁管、过滤器、沉淀管、填砾层、止水层及注浆封填段等部分组成，回灌井应设置止水层，避免目的含水层与其他含水层相连通。c)回灌井过滤器宜优先选用桥式过滤器或伯明翰过滤器。d)填砾层规格应根据含水层砂样的筛分粒径及其重量百分比确定，砾料宜采用天然石英砂岩的砾厚度应不小于75mm,中细粉砂地层不小于100mm。e)回灌井井帽应确保具有可靠的密封性，井口具有回灌进水口、回扬出水口、放气口以及附属设备口，回灌井井帽应配设压力计和流量计，可参照附录E。5.3.4回灌井的设计回灌压力P按式(3)、式(4)计算。P=0.01Hf (3) (4)式中：P——设计回灌压力，单位为兆帕(MPa);Hf——设计回灌压力水头，单位为米(m);K。——静止土压力系数；y。——黏土球分隔层底至地面间各分隔层的平均加权重度，单位为千牛每立方米(kN/m³);F₁—-回灌设计安全系数；Yw——水的重度，单位为千牛每立方米(kN/m³),一般取10kN/m³;h₂——黏土球分隔层底至地面间分隔层的厚度，单位为米(m)。Ht为图1中回灌水头标高与地面标高的差值h₁的最大安全设计取值。F,值可取为(1~1.2),渗透系数大的可取较小值。回灌水头标高承压水水位承压含水层图1回灌井计算模型示意图5.3.5当已知单位回灌量时，回灌井单井设计最大可回灌量按式(5)计算，当已知单位涌水量时，回灌6井单井设计最大可回灌量按式(6)计算。Qp=q(Hf-ho) (5)Qp=ηq.(He-ho) (6)Qp——单井设计最大可回灌量，单位为立方米每天(m³/d);qh——单位回灌量，单位为立方米每天米[m³/(d·m)],回灌井内水位抬升1m时的回灌流量η——阻力系数比。为保证设计的安全性，值可取为1/2~1/3,渗透系数大的可取较大值。5.3.6承压完整井的群井回灌水位抬升应式(7)进行计算：式中：…………n——回灌井理论计算井数，理论计算下s'接近至水位抬升目标值时所对应的回灌管井数量；s';(ri,t)——第i口井回灌时任一点j在任意时刻t的水位抬升值，单位为米(m);W(u)——泰斯井函数N=K.n…………(8)式中：N——回灌井设计井数；K。值的选取根据土层特征及施工工况确定，一般宜大于1.3,即回灌井的备用井数量不应少于满足回灌需要井数的30%,且不应少于1口。回灌效果，计算所选用参数应优先考虑经现场回灌试验拟合所得的参数，亦可根据该地区施工经验确定。5.3.9回灌井施工完成3口以上井时，应进行现场回灌试验，相关技术要求应按照GB50296执行。回灌试验应获取极限回灌压力值及单位回灌量，修正回灌设计参数，结合5.2.6抽水试验成果，优化设计方案。5.4.1深基坑工程施工阶段的基坑本体和周边环境监测宜按照DG/TJ08—2001及DG/TJ08—2051的规定执行。采用降水与回灌一体化技术时，在受保护建(构)筑物区域宜布设土层分层沉降监测点。5.4.2深基坑降水工程应在坑内降水最不利处布设独立的水位观测井，观测井数量宜为降水井数量的1/7～1/5,且不应少于1口井。7DB31/T1026—20175.4.3在受保护建(构)筑物区域应布设独立的水位观测井或孔隙水压力观测孔，数量应根据受保护建(构)筑物的尺寸确定，每个区域应不少于1口井(孔)。水位观测应优先采用观测井，当施工条件受限制时可选用孔隙水压力观测孔。5.4.4基坑内观测井的材质、管径及成孔直径等应与降水井一致，观测井滤管顶宜设置在含水层层顶下1m～2m,滤管长度应满足监测要求。基坑内不得设置孔隙水压力观测孔。5.4.5基坑外观测井的材质宜为钢管，管内径应不小于108mm,滤管长度应满足监测要求。5.4.6相邻含水层水位因目的含水层水位下降而下降，且土体预估变形量超过总变形量的20%时，应在相邻含水层中布设观测井(孔)。5.4.7观测井(孔)应设置止水封闭层，避免目的含水层与其他含水层相连通。6施工与运行调试6.1施工6.1.1施工作业前应组织施工图纸会审并形成图纸会审记录。复核应参见附录G的要求详细记录，施工前应人工开挖样沟或样洞。6.1.4回灌井成井施工流程参见附录D的流程执行。6.1.7井壁外注浆时间宜在回灌井成井结束1周后。6.1.8降水井点施工应严格执行职业健康安全和环境保护的有关规定，做好废浆渣土的外运和排放，记录。6.1.12降水井成井结束后，应进行降水验证，相同地层特于最大单井出水量的70%,否则应暂停施工，分析原因，采取有效措施后方可继续施工。6.1.13回灌井成井结束后，应进行回灌验证，与降水井相同结构的回灌井回灌量应不小于抽水量的30%,对相同结构回灌井的最小单井回灌量应不小于最大单井回灌量的70%,否则应暂停施工，分析原6.1.14回灌井施工结束至开始回灌，回灌井休止期应不少于20d。6.2.2调试前应通过前期的抽水试验和回灌试验建立地下水数值模型，通过模型模拟预测各施工条件6.2.4抽水泵的配置应和单井抽水量相匹配，且扬程应不小于井深，最大实际出水能力应不小于单井8DB31/T1026—2017出水量。7.1一般规定7.1.1一体化系统运行控制宜参照图2所示执行。监测系统监测系统抽水系统回灌系统水质处理系统基坑内水位控制指标保护区城水位控制指标水质控制指标变形监控指标7.1.7降水与回灌管路及相关设备应安排专人24h巡视。7.2运行控制管理7.2.1施工前应根据基坑开挖流程、结构回筑流程等工况制定降水运行工况表，确定开挖各土层的地下水水位降深要求和受保护建(构)筑物区域的水位控制要求。9DB31/T1026—20177.2.2降水运行控制设计应根据各工况的地下水设计降深确定开启的降水井数量并进行变流量调节，7.2.3回灌井宜采用定流量方式进行运行控制，回灌量应根据施工工况确定的受保护建(构)筑物区域7.2.4水位监测宜采用可视化实时监测系统，当采用人工监测时，降水与回灌稳定阶段日常监测频率应不低于1次/天，降水与回灌非稳定阶段日常监测频率应不低于3次/天。7.2.5环境变形监测要求宜按DG/TJ08—2001及DG/TJ08—2051的规定执行。7.2.6水质监测宜采用实时监测系统，当采用人工取样分析时，水样控制指标单因子分析频率应不低于1次/周，水样全分析频率应不低于1次/月。7.2.7流量监测宜采用实时监测设备，当采用人工监测时，抽水井流量监测频率应不低于1次/灌井流量监测频率应不低于2次/天，同时监测频率应考虑回灌井损变化速率。7.2.8当水质处理器水处理能力降低超过20%时，应采用反冲洗法对水质处理器进行维护，当反冲洗水质处理器系统时，应设一套与自来水管路系统相连的备用回灌管路，以确保维护阶段可采用自来水7.2.10当采用定流量回灌时，当回灌压力增加超过20%时，应对回灌井采取回扬的措施，回灌井回扬时应开启备用回灌井。7.2.11回灌井内回扬水泵的配置应和单井抽水量相匹配，且扬程应不小于井深。当单井出水量小于50m³/h时，回扬潜水泵泵量宜大于80%单井出水量；当单井出水量大于50m³/h时，回扬潜水泵泵量宜大于50%单井出水量。7.2.12回灌井回扬间隔宜不少于20min,回扬时间宜不超过15min,当回扬启动时抽水出的地下水水7.3运行终止管理7.3.1当地下结构抗承压水稳定满足设计要求时，方可停止抽水和回灌；当因降水引起的环境变形仍8质量检验8.1应满足GB50300中相关降水与排水、回灌分项工程的相关质量检验要求。1)泥浆黏度，当位于黏性土层时宜为15s~16s,位于粉性土或粉细砂土层时宜为17s~18s;2)泥浆比重，钻进成孔阶段正循环时不宜大于1.15g/cm³;终孔后清孔阶段宜为1.08g/cm³~1.10g/cm³;当井管设置泥浆黏度与比重的质量检验要求如下：8.3回灌井施工时，活塞全程提拉次数应不少于60次，持续时间应不少于6h,并至井内泛水变清；空压机洗井应清除沉淀管中的沉渣。洗井质量检验要求如下：DB31/T1026-20178.4滤料围填的料柱面标高不应低于设计标高，且滤管顶端以上料柱高度应不小于2.0m;围填量应不小于料柱计算容积的95%。滤料回填质量检验要求如下：b)检验方法：测绳量测料面深度；小翻斗车体积累加法验证滤料围填量。8.5滤料顶面以上应使用黏性土(或泥球)封填，封填应连续、密实，封填耗用泥料的体积应与设计值一致。黏性土回填质量检验要求如下：b)检验方法：搓条法检验封填土土性；测绳量测封填土柱顶底深度。8.6回灌井单井回灌量不宜小于单井设计回灌量的70%。回灌井单井回灌量检验要求如下：8.7回灌水质应不污染地下水，回灌启动前应有回灌含水层及回灌水源的水质分析报告。水质检验要求如下：a)检验数量：回灌含水层水样1组，回灌水源水样1组；b)检验方法：水质分析试验。8.8在各降水工况条件下，基坑内回灌含水层地下水位应满足各开挖工况的地下水位控制要求，环境保护区内回灌含水层地下水位应满足环境保护地下水位控制要求。水位控制检验要求如下：b)检验方法：定时测定回灌含水层的地下水水位及孔隙水压力变化。DB31/T1026—2017(资料性附录)三类基坑渗流类型降压管井布设原则根据隔水帷幕插入承压含水层的深度，将深基坑工程降压降水渗流类型分为三类。不同类型的降压降水管井布设原则见表A.1。表A.1三类基坑渗流类型降压降水管井布设原则基坑降压渗流类型隔水帷幕与承压含水层相对关系渗流特征示意图降压管井布井原则平面布置剖面布置第一类基坑降压隔水帷幕进人承压含水层的隔水底板，完全隔断水层降水井止水帷幕承压含水层初始水位潜水含水层初始水位隔水层隔水层承压含水层隔水层坑内布设降压管井、水位观测井、备用井；坑外有环境保护要求时，在邻近保护对象区域布设坑外地下水位观测井。考虑到止水帷幕施工质量，可按一定间距布设坑外观测井，进行基坑封闭性试验含水层厚度宜为完整井；合确定第二类基坑降压完全不进入承压含水层降水井止水帷幕承压含水层潜水含水层初始水位初始水位隔水层隔水层承压含水层隔水层降压管井及备用井宜布设于坑外。环境控制等级较高时水位观测井布设于坑内，否则可布设于坑外水层顶端，滤管长度根据土性及基坑幅度及环境要求综合确定第三类基坑降压隔水帷幕插人承压未隔断承压含水层降水井止水帷幕承压含水层潜水含水层初始水位初始水位隔水层隔水层承压含水层隔水层坑内布设降压管井、水位观测井、备用井；坑外保护对象附近布设水位观测井，必要时可采取工程回灌降低对周边环境的影响降压降水管井深度应小于隔水帷幕深度并保持一定高差，滤管顶宜靠近含水层顶端，滤管长度根据土性及基坑内降压幅度及环境要求综合确定DB31/T1026—2017表A.1(续)基坑降压渗流类型隔水帷幕与承压含水层相对关系渗流特征示意图降压管井布井原则平面布置剖面布置第三类基坑降压隔水帷幕含水层但压含水层降水井止水帷幕承压含水层潜水含水层初始水位圣初始水位隔水层隔水层承压含水层隔水层降压管井及备用井宜布设于坑外。环境控制等级较高时水位观测井布设于坑内，否则可布设于坑外井滤管宜自向下设置，滤土性、基坑内环境要求综合确定DB31/T1026—2017(资料性附录)一体化设计与运行控制流程一体化设计与运行控制流程见表B.1。护设计资料预分析不满足资料完整程度评估判断基坑围护-及监测设计回灌设计控制专项工程水文地质勘察降水画回丨体花|计图B.1一体化设计与运行控制流程图DB31/T1026—2017(资料性附录)回灌井结构示意图浅层地下水回灌管井结构可采用如图C.1所示结构：回灌井的结构一般由井壁管、过滤器、沉淀管、填砾层、止水层及注浆封填段等部分组成。瓜子片+注浆瓜子片+注浆止水板黏土球过滤器图C.1浅层地下水回灌管井结构示意图DB31/T1026—2017(资料性附录)回灌井结成井施工流程见图回灌井结成井施工流程见图D.1。测量、放样孔位钻进，成孔不满足孔深验收满足满足终孔不满足不满足填砾深度验收不满足洗井质量验收满足图D.