杭州市地鐵1號線Ⅰ標段文澤路站畢業(yè)設計

1、 前言畢業(yè)設計是檢驗我們在大學期間學習的一個重要環(huán)節(jié)，它對培養(yǎng)我們的知識運用能力、實踐能力和創(chuàng)造性思維起著非常重要的作用；畢業(yè)設計又可以使我們對所學的專業(yè)知識進行深化理解和系統(tǒng)掌握。因此，畢業(yè)設計是我們對所學知識的掌握程度和運用能力的一次全面的總。在作設計之前，我到中鐵三局橋隧公司杭州市地鐵1號線標段文澤路站項目部進行了畢業(yè)實習，在實習的同時，我不但了解了野外工作的具體操作，同時也熟悉了資料的收集和整理的過程。在實習過程中，我收集到了一套比較完整的資料杭州市地鐵1號線標段文澤路站詳勘階段巖土工程勘察報告和杭州市地鐵1號線標段文澤路站抽水試驗井報告說明書，基本可以滿足我的畢業(yè)設計的要求。1）工程

2、任務擬建杭州市地鐵1號線標段文澤路站建筑總面積20283.42，由主體結(jié)構(gòu)、車站出入口、通風口和端頭井四部分組成。車站主體結(jié)構(gòu)底板埋深16.00m，端頭井埋深17.6m，初步設計采用明挖法進行施工，地下連續(xù)墻進行支護；其他附屬結(jié)構(gòu)開挖最大深度約9.2m。在建筑場地范圍內(nèi)，鉆孔施工過程中初見水位埋深為1.204.00，相應高程4.23-3.35m（1985國家基準高程）補給來源為大氣降水及地表徑流，并以蒸發(fā)、向錦鱗河側(cè)向徑流排泄，根據(jù)收集到的區(qū)域水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，杭州市下沙區(qū)地下水位年變化幅度在1.0m左右。深部承壓水位場地局部分布在1中砂層中，為弱承壓水，因本層為局部分布，未測到其承壓水位，根據(jù)臨

3、近場地經(jīng)驗，該層承壓水位在6.00m左右，以側(cè)向徑流的補排為主。潛水位和承壓水位隨季節(jié)、氣候的因素而有所變化。因為基坑開挖槽底位于水位線以下，所以需要進行基坑降水1。2）工程設計要求： 依據(jù)場地的巖土工程勘察報告、抽水實驗報告和有關(guān)參考文獻資料對場地的地下水類型、埋藏情況、滲透性及其腐蝕性及地下水位季節(jié)變化規(guī)律等進行分析和論述，得出用于基坑降水的場地基本資料。 在掌握場地工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和場地周圍環(huán)境條件的基礎上，提出適應于本場地的幾種方案，經(jīng)多方面論證取舍選出適合用于本場地的降水方案深井井點降水法。 論述深井井點降水法的原理，同時進行方案的論述、計算得出相應的設計值，并進行反復的驗

4、算直到達到要求為止。最后確定降水井的井管管徑300mm，由濾水管、吸水管和沉砂管三部分組成。沿車站縱向在在軸線上布設一排井點，每兩眼井間的間距為23.8m，井孔直徑600mm，井點深度為19.5m，單井出水量為100m3/d，基坑的涌水量為3811.61m3/d，對降水深度進行反復驗算，最終確定降水深度已滿足到要求。第1章區(qū)域概況杭州市位于杭州嘉湖平原與浙西山區(qū)交匯處的浙北地區(qū)，錢塘江下游，京杭運河南部，地理位置為北緯30°15，東經(jīng)120°10。杭州市地處亞熱帶北緣，屬于亞熱帶季風氣候，四季交替明顯，雨量充沛，據(jù)杭州氣象臺資料，常年平均氣溫16.0，極端最高氣溫42.1（

5、1930年8月10日），極端最低氣溫-20.2（1967年1月16日）。年平均降水量1461.2mm，每年有兩個雨季，46月份為梅雨季節(jié)，79月份為臺風雨季節(jié)。依據(jù)區(qū)域地質(zhì)、地震數(shù)據(jù)，存在于本區(qū)的球川蕭山深斷裂、昌化普陀大斷裂和孝豐三門大斷裂，均為形成歷史悠久、延續(xù)時間長、反復活動多次，在近代地質(zhì)歷史上有過活的微弱活動性斷裂，球川蕭山深斷裂由江西弋陽經(jīng)本省普陀大斷裂橫跨浙江北部，西起浙皖邊界，東至杭州灣處，寬20km，長150km，形成于震但紀中后期；孝豐三門大斷裂，由孝豐向東，經(jīng)杭州南到寧海入三門灣，長480km。三條斷裂相交于本區(qū)蕭山西興聞堰間。上述微弱活動性斷裂的新構(gòu)造運動表現(xiàn)在浙北平原

6、第三紀、第四紀堆積厚度（下沉）的差異，以及有感地震兩個方面。根據(jù)史料記載歷史上杭州曾經(jīng)發(fā)生過4級以上地震三次，如發(fā)生在公元929年的西興地震為5級，震中烈度為度，震中區(qū)房屋有損壞。但未曾有有關(guān)地面水平位移、錯位及地裂記載。根據(jù)浙江省地震部門資料，上述斷裂最新活動年代為第四紀晚更新世（q3）,全新世（q4）無構(gòu)造運動，地震總的活動特點是強度低，震級小。按建筑抗震設計規(guī)范（gb50011-2001）,擬建場區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，抗震設防烈度為6度區(qū)，區(qū)域穩(wěn)定性較好?？傮w上，本場地作為擬建項目的建設場地是適宜的。第2章工程場地概況擬建杭州市地鐵1號線標段文澤路站站臺中心位置位于杭州市下沙二

7、號大街（東西向）、五號大街（北端）和文澤路（南端）三路交匯處。車站主體部分位于二號大街上（車站具體位置詳見勘探點平面位置圖）。本站所在的二號大街為下沙主要街道，為現(xiàn)狀30m、規(guī)劃50m的城市干道，人（車）流量較大。東側(cè)為九號大街，下沙大學城在二號大街北側(cè)，與之一河相隔。車站西南側(cè)為月雅苑住宅小區(qū)，東南側(cè)為一天然氣站。本站臨近學生公寓和下沙城常規(guī)公交中心站，客流較集中。本工程范圍主要包括杭州地鐵1號線二期工程文澤路站工程主體部分及附屬部分的土建工程。車站總長451.80m（其中地鐵車站部分長度為150m，車站折返線加臨時存車線長度為301.8m），標準段寬19.40m，開挖深度為16.00m；兩

8、端盾構(gòu)端頭井開挖深度約17.6m，寬度為23.7m，其他附屬結(jié)構(gòu)開挖最大深度約為9.2m，車站主體建筑面積為17849.72，建筑總面積為20283.42。主體部分為兩層，地下一層是站廳層和物業(yè)開發(fā)段，地下二層為站臺層。車站共設8個出入口和4組風亭。根據(jù)勘察報告，場地內(nèi)的穩(wěn)定地下水水位埋深為1.204.00，其標高為4.233.35。杭州市下沙區(qū)地下水位年變化幅度在1.0m左右。深部承壓水位于場地局部分布的1中砂層中，為弱承壓水，因本層為局部分布，所以未測到其水位，根據(jù)臨近場地經(jīng)驗，該承壓水位在6.00m左右，以側(cè)向徑流的補排為主。潛水位和承壓水位隨季節(jié)、氣候等因素而有所變化。因為基坑的槽底位

9、于水位線以下，為保證支護結(jié)構(gòu)施工、基坑挖土及地下室施工的順利進行，則需要進行基坑降水2。第3章工程地質(zhì)條件第3.1節(jié) 地層巖性文澤路站所處區(qū)域?qū)儆谂R錢塘江的沖海積平原，第四紀覆蓋層厚度達5575.6m，由于堆積年代及固結(jié)條件不同，性質(zhì)不一，豎向由松散至中密狀態(tài)變化，厚度一般在20m左右；其下為淤泥質(zhì)軟土及粘性土，地面下深約4045m左右為圓礫層，中密密實狀態(tài)，底部基巖埋深一般在地面下5580m左右。擬建場地地基土按成因類型，各土層按由上至下由新到老的順序分述如下：2：素填土（mlq³4）：灰雜色，松散，稍濕，以粉土為主，含少量碎磚塊及碎石塊等。地表0.3m為瀝青。全場地分布，層頂高程

10、5.358.01m，層厚0.53.00m。1：砂質(zhì)粉土（al-mq³4）：灰黃色，稍密，很濕，含云母碎屑。切面無光澤反應，干強度較低，韌性低，搖振反應迅速。局部缺失，層頂深度0.503.00m，層頂高程3.085.92，層厚0.401.87m。1砂質(zhì)粉土（al-mq³4）：灰黃色，稍密，局部中密，很濕，含云母碎屑，局部夾粉砂。切面無光澤反應，搖振反應迅速，干強度較低，韌性低。全場分布，層頂深度0.54m4.00m,層頂高程2.294.99m，層厚2.707.50m。2砂質(zhì)粉土（al-mq³4）：灰色、灰黃色，稍密，很濕，含云母碎屑，局部夾粉砂。切面無光澤反應，干強

11、度較低，韌性低，搖振反應迅速。局部缺失，層頂深度5.009.80m，層頂高程-4.180.43m，層厚0.504.29m3砂質(zhì)粉土（al-mq³4）：灰色，中密，很濕，含云母碎屑，局部夾粘性土薄層。切面無光澤反應，搖振反應中等，干強度較低，韌性低。全場分布，層頂深度6.0012.08m，層頂高程-5.981.38m，層厚5.0015.80m。4砂質(zhì)粉土（al-mq³4）：灰色，稍密，很濕，含云母碎屑，局部夾粘質(zhì)粉土。搖振反應迅速，切面無光澤反應，干強度較低，韌性低。局部缺失，層頂深度14.5022.20m，層頂高程-16.82-8.97m，層厚0.6511.69m。6粘質(zhì)粉

12、土夾淤泥質(zhì)粉土（al-mq²4）：灰色，粘質(zhì)粉土呈稍密狀，含云母碎屑，局部夾砂質(zhì)粉土；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土呈流塑狀，含有機質(zhì)，單層層厚0.100.50cm。全場分布，層頂深度18.1227.69m，層頂高程-22.20-12.70m，層厚2.9115.50m。2淤泥質(zhì)粘土（mq14）：灰色，飽和，流塑，含有機質(zhì)，見貝殼碎片，局部夾薄層狀粉土。刀切面光滑，搖震反應無，干強度中等，韌性高。全場分布，層頂深度31.0035.00m，層頂高程-29.60-25.57m，層厚4.138.00m。2粉質(zhì)粘土（lq23）：褐灰色，軟塑，含少量腐殖質(zhì)，局部夾薄層狀粉土及粘土，層底粉砂含量較高。搖震反應無，

13、切面較光滑，干強度中等，韌性中等。局部缺失，層頂深度36.0042.20m，層頂高程-36.82-30.57m，層厚1.1115.8m；1中砂（alq13）：淺灰色、灰黃色，飽和，中密，局部夾粘性土，含云母碎屑及少量貝殼。主要分布場地東部，層頂深度36.6644.10m，層頂高程-38.71-31.24m，層厚1.739.10m；2粘土（alq13）：青灰色，可塑狀，局部軟塑，含少量有機質(zhì)，局部夾有粉砂，切面光滑，搖震反應無，干強度高，韌性高。局部分布，層頂深度45.3048.80m，層頂高程-43.34-39.92m，層厚1.205.50m；(20)1全風化泥質(zhì)粉砂巖（k）：褐紅色，全風化，

14、巖心呈可塑粘性土狀，礦物結(jié)構(gòu)模糊，礦物成分以粘土化，合金鉆頭鉆進容易。僅zlwzl-5號孔揭露，層頂深度55.00m，層頂高程-49.48m，未揭穿。第3.2節(jié)場地周邊環(huán)境擬建場地位于杭州市錢塘江西岸的沖海積平原，地貌形態(tài)單一，現(xiàn)狀大部分為通行道路，路面平坦，局部為綠化帶，綠化帶處地勢稍高，擬建車站主要位于杭州市下沙去3二號大街上，二號大街東西向穿過場地，南側(cè)距車站4m左右為二號渠，渠寬約17.0m，勘探期間渠中有水，水深約1.2米因渠兩側(cè)和渠底均為水泥封底，與地下水聯(lián)系不大。東北側(cè)為浙江理工大學，南側(cè)距車站7m左右為錦鱗苑小區(qū)（612層），錦鱗苑西側(cè)為錦鱗河，河寬約24m，水深約1.8m；場

15、地中西部有一暗渠通過，是連通錦鱗河和二號渠的地下水力通道。場地東北面為下沙公交中心站。整個場地地下尚有交多的市政管線（包括上、下水線、污水、雨水、煤氣、電力、通訊光纜等）通過。第4章 工程水文地質(zhì)條件第4.1節(jié) 工程水文地質(zhì)條件據(jù)巖土工程勘察報告場區(qū)的地下水主要有淺部粉（砂）性土層（層）中的潛水和局部的砂土層1的弱承壓水。外業(yè)勘探時測得勘探孔內(nèi)潛水水位埋深，一般在1.24.00m之間，相應高程4.233.35m（1985年國家基準高程），補給來源為大氣降水及地表徑流，并以蒸發(fā)、向附近錦鱗河側(cè)向徑流排泄，據(jù)收集到的區(qū)域水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，杭州市下沙區(qū)地下水的年變化幅度在1.0m左右。深部承壓水位于場地

16、局部分布的1中砂層中，為弱承壓水，因本層為局部分布，所以未測到其水位，根據(jù)臨近場地經(jīng)驗，該承壓水位在6.00m左右，以側(cè)向徑流的補排為主。潛水位和承壓水位隨季節(jié)、氣候等因素而有所變化。場地中西部有一暗渠通過，是錦鱗河和二號渠的通道，對潛水影響不大。第4.2節(jié) 抽水試驗本次采用單孔非完整井（帶兩個觀測孔）的試驗方法進行，目的是查明第四系含水層埋深、厚度；地下穩(wěn)定水位、水質(zhì)；場區(qū)潛水含水層的滲透系數(shù)、涌水量、影響半徑等。為基坑降水設計提供所需要的水文地質(zhì)參數(shù)。4.2.1抽水孔的布置按照文澤路站抽水試驗方案要求，抽水井布置在整個車站的中部，兩個觀測孔距主孔距離分別為2m和5m。4.2.2抽水試驗的方

17、法及工作量依據(jù)杭州市地鐵1號線工程詳細勘察階段巖土工程勘察技術(shù)要求及資料整理標準結(jié)合文澤路站抽水試驗方案，本次布置1組抽水試驗井進行3個降深的抽水試驗、觀察恢復水位，最后以非完整井穩(wěn)定流求取水文地質(zhì)參數(shù)。抽水井井口直徑為300mm，使用140pvc濾管，濾水管采用4層包網(wǎng)，濾水管和井壁之間填中砂。于2007年1月28日2007年2月8日共計完成鉆探工作量60.00m。抽水試驗成果見表4.1表4.1 抽水實驗成果表降落高程主孔降深s（m）觀1降深s1（m）觀2降深s2（m）涌水量q（m3/h）單位降深涌水量q（m3/h.m）穩(wěn)定時間（h）第一次降深3.800.800.151.500.39512第

18、二次降深9.801.600.362.750.28112第三次降深14.802.400.753.500.23612注：該主孔地下水穩(wěn)定水位為2.2m穩(wěn)定流計算含水層滲透系數(shù)，按照巖土工程試驗監(jiān)測手冊，不完整井計算公式：k=0.16×q/l/(s1-s2) ×arsh(l/r1)-arsh(l/r2) （41）l=l0-0.5×(s1+s2)q為涌水量（m3/d）arsh()為反雙曲線函數(shù)l0濾管長度（m）r1，r2觀測孔至抽水孔的距離(m)s1,s2為觀測孔水位降深(m)根據(jù)上式及抽水試驗所得的結(jié)果，經(jīng)過計算得出各降深的滲透系數(shù)為：k1=0.620m/d；k2=0.

19、621m/d；k3=0.625m/d求出平均滲透系數(shù)：k=0.622m/d即7.20×10-4cm/s4.2.4水質(zhì)分析根據(jù)本次巖土工程勘察報告，在抽水試驗孔中連續(xù)4天測得地下水的溫度1415，進而確定地層溫度1415。根據(jù)本次勘探水質(zhì)分析數(shù)據(jù)及臨近工程數(shù)據(jù)，按國標巖土工程勘察規(guī)范（gb500212001）判定，本場地地下水對混凝土無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有中腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有中腐蝕性。第5章基坑降水方案推選第5.1節(jié)基坑降水方案概述在地下水位較高的透水土層（例如砂類土及粉土）中進行基坑開挖施工時，由于坑內(nèi)外的水位差大，較易產(chǎn)生潛蝕、流砂、管涌、突涌等滲透破壞現(xiàn)象，導致

20、邊坡或基坑坑壁失穩(wěn)，直接影響到建筑物的安全3。在基坑開挖施工中，為了避免產(chǎn)生流砂、管涌，防止坑壁土體坍塌，保證施工安全和工程質(zhì)量，必須對地下水進行有效的治理。在基坑工程施工中，對地下水的治理一般可以從兩個方面進行，一是堵截地下水；二是降低地下水位。目前，國內(nèi)外對地下水進行堵截的方法有鋼板樁、地下連續(xù)墻、稀漿槽、夾心墻、防滲垂直帷幕、防滲水平帷幕及凍結(jié)法等4。而通常采用的降水法有明溝排水和井點降水法兩種5：1）明溝排水：在基坑內(nèi)（或外）設置排水溝、集水井，并用抽水設備把地下水從集水井中不斷抽走，保持基坑干燥。此法因設備簡單、施工簡便、成本低，而得到廣泛采用。單獨使用時，降水深度不宜大于5m，否則

21、在坑底容易產(chǎn)生軟化、泥坡腳出現(xiàn)流砂、管涌，邊坡塌陷，地面沉降等問題。2）井點降水：在擬建工程的基坑四周埋設能滲水的井點管，配置一定的抽水設備，不間斷的將地下水抽走，使基坑范圍內(nèi)的地下水降至設計深度。井點法降水適用于具有不同幾何形狀的基坑，它有克服流砂、穩(wěn)定邊坡的作用。由于基坑內(nèi)土方干燥，有利機械化施工，縮短工期，保證工程質(zhì)量與安全，是一種行之有效的現(xiàn)代化施工方法，已廣泛應用。目前國內(nèi)常用的井點降水法有輕型井點、噴射井點、管井降水（降水深度大于15m稱為深井井點）、自滲井點等。第5.2節(jié)降水方案各論及比選5.2.1 明溝排水法明溝排水是指在基坑內(nèi)設置排水明溝或滲渠和集水井，然后用水泵將水抽出基坑

22、外的降水方法。明溝排水（簡稱明排）一般適用于土層比較密實，坑壁較穩(wěn)定，基坑較淺，降水深度不大，一般不超過5米，且坑底不會產(chǎn)生流砂和管涌等的降水工程。 當場地為較密實的、分選好的土層，特別是帶有一定膠結(jié)度或粘度的土層時，由于其滲透性低，滲流量較少，在地下水流出時，邊坡仍穩(wěn)定，即使在挖土方時，底部可能會出現(xiàn)短期翻漿或輕微變動，但對地基無損害，所以適宜明排；而該工程降水深度超過了5米，、砂質(zhì)粉土為主要含水層，其土層為松散稍密，分選性中等差，部分為中砂，含礫石，含云母碎屑，局部夾粉砂，不適合采用明溝排水法。井點法降水適用于具有不同幾何形狀的基坑，它有克服流砂、穩(wěn)定邊坡的作用。由于基坑內(nèi)土方干燥，有利機

23、械化施工，縮短工期，保證工程質(zhì)量與安全，是一種行之有效的現(xiàn)代化施工方法，已廣泛應用。選用明排降水時，應根據(jù)場地的水文地質(zhì)條件、基坑開挖方法及邊坡支護形式等綜合分析確定。當具備下列條件時，一般可以采用明溝排水方案：1）地質(zhì)條件：場地為較密實的、分選好的土層，特別是帶有一定膠結(jié)度或粘度的土層時，由于其滲透性低，滲流量較少，在地下水流出時，邊坡仍穩(wěn)定，即使在挖土方時，底部可能會出現(xiàn)短期翻漿或輕微變動，但對地基無損害，所以適宜明排；當?shù)貙油临|(zhì)為硬質(zhì)粘土夾無水源補給的砂土透鏡體或薄層時，由于在基坑開挖過程中，其所儲存的少量水會很快流出而被疏干，有利于明排；在巖石土質(zhì)施工時，一般均可進行明排。2）水文條件

24、：場地含水層為上層滯水或潛水，其補給水源較遠，滲透性較弱，涌水量不大時，一般可以考慮采用明排降水。3）挖土方法：當采用拉鏟挖斗機、反向鏟和抓斗挖土機等機械挖土，為避免由于挖土過程中出現(xiàn)的臨時浸泡而影響施工時，對含水層的砂、卵石，涌水量較大，具有一定降水深度的降水工程，也可以采用明排降水。4）其他條件：當基坑變坡為緩坡或采用堵截隔水后的基坑時；建筑場地寬敞，鄰近無建筑物時；基坑開挖面積大，有足夠場地和施工時間時；明溝排水的抽水設備常用離心泵、潛水泵和污水泵等，以污水泵為好。采用明溝排水，具有施工方法簡單，抽水設備少，管理方便和成本費用低等優(yōu)點。但由于地下水沿基坑坡面或坡腳或坑底涌出，易使基坑軟化

25、，甚至泥濘，影響地基強度和施工；特別是當降水段內(nèi)夾有粉、細砂層時，易產(chǎn)生地下水潛蝕、邊坡失穩(wěn)以及地面沉降等危害；還會使基坑的土方開挖受到影響。由于地下水位降至基底下的距離較小，容易發(fā)生水位回升而浸泡基坑，因此必須具有雙套電力供應和備用水泵，由專人嚴格管理。5.2.2井點降水法1）輕型井點降水6輕型井點抽水系真空作用抽水，由井點管、過濾管、集水總管、支管、閥門等組成管路系統(tǒng)，并由抽水設備啟動，在井點系統(tǒng)中形成真空，并在井點周圍一定范圍形成一個真空區(qū)，真空區(qū)通過砂井擴展到一定范圍。在真空力的作用下，井點附近的地下水通過砂井，經(jīng)過濾器被強制吸入井點系統(tǒng)內(nèi)抽走，使井點附近的地下水位降低。在作業(yè)過程中，

26、井點附近的地下水位與真空區(qū)外的地下水之間，存在一個水頭差，在該水頭差作用下，真空區(qū)外的地下水是以重力方式流動的，所以常把輕型井點降水稱為真空強制抽水法，更確切的說應是真空重力抽水法。只有在這兩個力的作用下，基坑地下水才會降低，并形成一定范圍的降水漏斗。輕型井點降水一般適用于粉細紗、粉土、粉質(zhì)粘土等滲透系數(shù)較小的弱含水層中降水，降水深度單層小于6米，雙層小于12米，采用輕型井點降水，其井點間距小，能有效地攔截地下水流入基坑內(nèi)，盡可能地減少殘留滯水層厚度，對保持邊坡和樁間土的穩(wěn)定較有利，因此降水效果較好。其缺點是：占用場地大、設備多、投資大，特別是對于狹窄建筑場地的深基坑工程，其占地和費用一般使建

27、設單位和施工單位難以接受，在較長時間的降水過程中，對供電、抽水設備的要求高，維護管理復雜等。2）噴射井點降水7噴射井點系統(tǒng)由高壓水泵、供水總管、井點管、噴射器、測真空管、排水總管及循環(huán)水箱所組成。噴射井點是采用高壓水泵將壓力工作水經(jīng)供水管壓入井點內(nèi)外之間環(huán)形空間，并經(jīng)過噴射器兩邊的側(cè)孔流向噴嘴。由于噴嘴截面的突然變小，噴射水流加快（一般流速達30m/s以上），這股高速水流噴射之后，在噴嘴噴射出水柱的周圍形成負壓，從而將地下水和土中空氣吸入并帶至混合室。這時地下水流速得以加快，而工作水流速漸變緩，二者流速在混合室末端基本上混合均勻?；旌暇鶆虻乃魃湎驍U散管，擴散管截面是逐漸擴大的，其目的是減少摩

28、擦損失。當噴嘴不斷噴射水流時，就推動著水沿內(nèi)管不斷上升，混合水流由井點進入回水總管至循環(huán)水箱。部分作為循環(huán)水用，多余部分（地下水）溢流排至現(xiàn)場之外，如此循環(huán)，以達到深層降水的目的4。噴射井點主要適用于滲透系數(shù)較小的含水層和降水深度較大（820m）的降水工程。其主要優(yōu)點是降水深度大，但由于需要雙層井點管，噴射器設在井孔底部，有二根總管與各井點管相連，地面管網(wǎng)敷設復雜，工作效率低，成本高，管理困難。3）電滲井點降水法8粘土顆粒表面一般帶負電荷，吸附著各種正離子。水分子是極性分子，顆粒周圍的部分水分子又為正離子所吸附，當土體中通以直流電荷時，這些正離子將攜同周圍被吸附的水分子一起移向陰極，吸附力消失

29、，水分子被釋放出來成為自由水。這種在土中插入金屬電極并通以直流電，在電場作用下，土中水源源不斷地流向陰極的現(xiàn)象為電滲。電滲井點降水是利用輕型井點和噴射井點的井點管作陰極，另埋設金屬棒（鋼筋或鋼管）為陽極，在電動勢作用下構(gòu)成電滲井點抽水系統(tǒng)，當接通直流電流，在電勢的作用下，使帶正電荷的孔隙水向陰極方向流動，帶負電荷的粘土微粒向陽極方向移動，通過電滲和真空抽吸的雙重作用，強制粘性土中的水向井點管匯集，由井點管吸取排出，使地下水水位逐漸下降，達到疏干含水層的目的5。電滲降水一般只適用于含水層滲透系數(shù)較?。?lt;0.1m/d）的飽和粘土，特別是在淤泥和淤泥質(zhì)粘土之中的降水。由于粘性土的顆粒較小，地下

30、水流動十分困難，其中僅自由水在孔隙中流動，其他部分地下水則處于被毛細管吸附的約束狀態(tài)，不能在壓力水頭作用下參與流動，當向土中通以直流電流后，不僅自由水、被毛細管約束的粘滯水也能參與流動，增加了孔隙水流動的有效斷面，其滲透性提高數(shù)十倍，從而縮短降水時間，提高降水效果。4）管井降水法9適用于輕型井點不易解決的含水層顆粒較粗大的粗砂卵石地層，滲透系數(shù)較大、水量較大、且降水深度較深（一般為820m）的潛水或承壓水地區(qū)。管井降水方法即利用鉆孔成井，多采用單井單泵（潛水泵或深井泵）抽取地下水的降水方法。當管井深度大于15m時，也稱為深井井點降水。管井井點直徑較大，出水量大，適用于中、強透水含水層，如砂礫、

31、砂卵石、基巖裂隙等含水層，可滿足大降深、大面積降水要求。5）輻射井點降水法9輻射井點降水是在降水場地設置集水豎井，于豎井中的不同深度和方向上打水平井點，使地下水通過水平井點流入集水豎井中，再用水泵將水抽出，以達到降低地下水位的目的。該降水方法一般適用于滲透性能較好的含水層（如粉土、砂土、卵石土等）中的降水，可以滿足不同深度，特別是大面積的降水要求。6）自滲井點降水11自滲降水是指在降水場地的一定深度內(nèi)，存在有兩層以上的含水層，且下層的滲透能力大于上層，在下層水位（或水頭）低于降水深度的條件下，人為地溝通上下含水層，在水位差的作用下，上層地下水就會通過井孔自然地流到下部含水層中，從而無需抽水即可

32、達到降低地下水位的目的。自滲井點降水法適用于下列條件：在降水范圍內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)為三層以上，含水層有兩層以上，各含水層之間為相對隔水層（以粉質(zhì)粘土為主）或隔水層（以粘土為主）。下層含水層的埋深以距離基坑底520m為宜。下層含水層的水位（或水頭）低于上部含水層水位，并低于基坑施工要求降低水位。下層滲透系數(shù)大于上層含水層的滲透系數(shù)，且具有一定厚度（一般大于2m），能消納的水量大于或等于降水深度內(nèi)的基坑涌水量。上層地下水的水質(zhì)未受污染，符合引入下層地下水的要求。這種降水方法是近年來發(fā)展起來的一類新型井點降水方法，具有施工簡單、快速，不用抽水設備，不排水，不耗能，不占用場地，便于管理，成本低等優(yōu)點。降水深

33、度適用范圍大（520m），井點中的混合水位一般都大于含水層的底板，有利于所降含水層的疏干，取得好的降水效果。邊施工引滲井就能邊發(fā)揮降水作用，到引滲井施工結(jié)束或施工之中，就可以動鏟挖槽了，不用進行抽水預降，可以大大縮短降水施工工期。在大跨度的基坑降水時，只需在基坑內(nèi)的有利部位增加少量管井，待地下水位降至要求深度后回填級配砂石或打砂礫引滲井，既可以保證降水質(zhì)量，縮短降水工期，又能滿足地基強度要求。綜上所述，依據(jù)建筑場地的工程概況、水文地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件以及各種降水方案適用的土層巖性、適用的滲透系數(shù)的范圍、適用的含水層的特性及降水的深度等進行比較取舍，最后確定該建筑場地最適合的降水方案為深井井點

34、降水法。第6章基坑降水方案設計第6.1節(jié)基坑降水方案設計原理井點降低地下水位是將在擬建基坑周圍埋設許多一定深度的吸水井點管，在地面安裝吸水總管及抽水設備而構(gòu)成一套抽水系統(tǒng)。然后，開動抽水裝置從井點管不斷抽吸地下水，使基坑內(nèi)的地下水逐漸降低一定深度，而基坑內(nèi)外則形成降水漏斗曲線。管井井點降水也稱管井降水，多采用單井單泵（潛水泵或深井泵）抽取地下水的降水方法，適用于解決輕型井點不易解決的含水層，水量大且降深較大（一般820m）的潛水或承壓水地區(qū)。目前，管井井點系統(tǒng)主要設備有：1）井管井管由井壁管和過濾器兩部分組成，井管由直徑為200350的鑄鐵管、混凝土管、塑料管的能夠材料制成。2）水泵當水位降深

35、要求在7m以內(nèi)時，可用離心式水泵；若降深大于7m，可采用不同揚程和流量的深井潛水泵或深井泵。深井井點降水在國內(nèi)外已得到了廣泛應用，尤其是在大面積、大降深降水方面獲得了令人滿意的效果。6.1.1深井井點降水系統(tǒng)裝置深井井點主要由井管、過濾器、沉淀管及潛水泵或深井泵組成。管井的結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。管井的孔徑一般為400800，管徑為200500管井一般采用鋼管、鑄鐵管、水泥管、塑料管或竹木管等，濾水管有穿孔管和鋼筋骨架外纏鉛絲或包尼龍網(wǎng)或金屬網(wǎng)，也有水泥礫石濾水管，目前用于降水的管井點多采用后者。 因基坑周圍澆注了地下連續(xù)墻，所以可在基坑內(nèi)布置管井，采用坑內(nèi)降水方法。深井井點降低地下水位，是按設計

36、沿基坑軸線布設一排井點，坑內(nèi)降水。6.1.2井點抽水原理井點抽水系真空作用抽水，如圖61所示。井點系統(tǒng)裝置組裝完成之后，經(jīng)檢查合格即可啟動抽水裝置。這時，井點管、總管及貯水箱內(nèi)空氣被吸走，真空抽水時管路系統(tǒng)內(nèi)的真空度不宜小于-0.06mpa，以確保真空抽水的效果，形成一定的真空度（即負壓）。由于管路系統(tǒng)外部地下水承受大氣壓力的作用，為了保持平衡狀態(tài)，由高壓區(qū)向低壓區(qū)方向流動流動。所以，地下水被壓入至井點管內(nèi)，經(jīng)總管至貯水箱，然后用水泵抽走（或自流）。這些稱為抽水（即吸水），其實質(zhì)是壓入水現(xiàn)象。目前，抽水裝置產(chǎn)生的真空度不可能達到絕對真空（0.1mpa）。第6.2節(jié) 基坑降水方案計算6.2.1降

37、水工程的平面布置降水工程的幾何圖形是多樣的，但井點布置基本上可分為兩種形式：塊狀形的基坑多數(shù)采用環(huán)行封閉式，條形的基坑采用直線形式布置方法3。1）環(huán)行封閉式平面布置：凡基坑成塊狀的均宜采用封閉式井點布置。當遇有降水面積大，封閉式井點布置因跨度大不能滿足降水要求時，可分塊進行抽水。2）線型平面布置：當降水工程基坑為長條形狀圖形時，可采用線形式布置井點。（如降水井點平面布置圖6-3所示）依據(jù)工程地質(zhì)平面圖可知，建筑場地內(nèi)的基坑為矩形，屬條形基坑，宜采用線型平面布置井點布置，坑內(nèi)降水，井點布置圖如圖6-2所示。6.2.2基坑面積計算如基坑簡易平面圖6-3所示：saabb=lab×laa=2

38、3.7×14m2 =331.8m2 sccdd=lcd×lcc=105.95×18.7m2=7925.06m2seeff=lee×lef=19.7×15.2m2=331.8m2s=saabb+sccdd+seeff=331.8+7925.06+331.8=8588.66綜上可知，基坑降水區(qū)域的面積為8588.66 。6.2.3 基坑周長計算如基坑簡易平面圖6-3所示：lab=14m lab=14mlbc=2.5m lbc=2.5mlcd=423.8m lcd=423.8mlde=2.5m lde=2.5mlef=14m lef=14mlaa =

39、23.7m lff =23.7ml= lab+ lbc+ lcd+ lde+ lef+ laa+ lab+ lbc+ lbc+ lcd+ lde+ lef+ lff=961m綜上可知，基坑降水區(qū)域的周長為961m 6.2.4 井點降水方案設計根據(jù)設計基坑開挖深度為17.6m，地下水水位降低到基坑底板以下1m，已知靜水位為地表以下0.8m，所以地下水位降低深度為：17.6+10.8=17.8m。(一)根據(jù)降求深單井抽水量1）滲透系數(shù)根據(jù)抽水試驗可知，k=0.622m/d2）基坑總排水量計算根據(jù)實際情況，對于杭州市下沙區(qū)而言，依據(jù)其水文地質(zhì)特點，土層呈現(xiàn)水平滲透性強，而垂直滲透性弱的特征，同時本工

40、程又設有隔水帷幕，隔水帷幕嵌入地面以下31.7m，已經(jīng)將第6層粘質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉土這層隔水層切斷，基坑內(nèi)外的地下水已失去水力聯(lián)系，而第層以下十幾米為一層很厚的淤泥質(zhì)黏土，滲透系數(shù)很差，可以看作為不透水的底版，所以在基坑降水過程中除了基坑大氣降水的入滲補給外，已沒有其他地下水的補給途徑。所以本次基坑內(nèi)降水實際就是解決貯存的地下水的問題，就如抽走池塘的積水一樣。可以按照封閉式基坑計算總抽水量，當?shù)叵滤幌陆档交幼钌畹拈_挖面以下18.6m深時應抽出的水的體積為：基坑內(nèi)總抽水量計算式：q=v××w （61）式中：q基坑總抽水量（m3）；v基坑內(nèi)總挖掘的土方量（m3）；給水度（一般

41、取0.10.05，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗取0.1）；v=f×s （62）f基坑面積（m2）；s基坑降水深度（m）；s=開挖深度+降水至基底1m原地下水位標高；w地基土天然平均含水量（%）。q=v××w所以q=8588.66×18.6×0.1×23.86% 3811.61m33）設深井井點的單井抽水量為q=100m3/d，抽水時間為d=2天，所以井點數(shù)目n。 （63）=19.05所以井點數(shù)目為204）井間距r的確定 （64）式中：l基坑的長度（m）所以r=23.8m第6.3節(jié)井點管路系統(tǒng)設計6.3.1 井點管的設計1） 井點管的作用及基本要求井點

42、管由井壁管、過濾器和沉淀管組成。井壁管安裝在非含水層處，起保護井壁穩(wěn)固的作用；過濾器安裝在含水層處，起濾水的作用；沉淀管位于井點管的最下端，以沉淀井中所含的砂粒。常用的井點管有鋼管、鑄鐵管、塑料管、石棉水泥管、木管、礦渣混凝土管和礫石水泥管等。各種井點管應符合以下的要求： 井點管本身盡可能不彎曲，連接部分也應保證井壁不彎曲，以便安裝時能使井點管順利下入井孔，并保持整個井壁垂直，便于安裝抽水設備和進行維修； 井管內(nèi)壁應平滑、圓整，便于在井管內(nèi)安裝抽水設備，特別是便于在管井維修時升降井管、工具之用； 井點管應能經(jīng)受管壁外側(cè)巖層和人工填充物的壓力及可能發(fā)生的地震對井管的影響，因此管壁要有一定的厚度，

43、質(zhì)材要堅韌，有一定的抗壓、抗剪和抗彎強度； 井點管在安裝時，管壁及連接部分要能經(jīng)得住全部井管的重量，即要有一定的抗拉強度，因此管壁厚度要適宜； 過濾器要有較大的空隙率，以保證減少地下水流入管內(nèi)的阻力，最大可能地增加井的出水量； 加工工藝和結(jié)構(gòu)形式應滿足經(jīng)濟耐用的要求。選擇井管材料要做到因地制宜、就地取材，并要考慮地下水對井管的腐蝕作用，以延長井點管使用壽命。按照上述對井點管的基本要求，結(jié)合經(jīng)管的經(jīng)濟價值來比較各種井點管的優(yōu)缺點，可知：剛制井點管的強度大、質(zhì)量好，過濾器的孔隙率較大，為經(jīng)管的理想材料，但造價昂貴，目前多用作輕型井點或噴射井點的井點管。鑄鐵井點管的強度和質(zhì)量較好，過濾器孔隙率較大，

44、造價僅為鋼管的二分之一。石棉水泥管如使用得當，強度尚可，價格更廉，僅為鑄鐵管的二分之一左右，而且管壁光滑耐侵蝕，但過濾器孔隙率較小。木制井管強度較差，壽命較短，加內(nèi)外箍后，尚能使用，價錢便宜，約為鑄鐵管的三分之一至四分之一。礦渣混凝土井點管和一般混凝土井管成本低，強度尚好；礫石水泥井管成本低，制造簡單，但強度低。這兩種井管在排水工程中常用。綜上所述，選用鋼制井點管作為井點降水法的井點管。井點管直徑d可按下式計算：d=2 （64）式中：q 單井抽水量（m3/h）v 允許流速（一般為0.30.5）目前，國內(nèi)深井井點采用井管直徑為200500因此，初定采用井管直徑d=300mm2）井點過濾器的設計井

45、點管的過濾器是抽水系統(tǒng)的重要組成部分，安裝在井壁的下部，長度工程實際條件確定（一般為3m左右），是進水龍頭。地下水首先進入過濾器，它的設計原則是，只允許抽出地下水，不允許帶走土粒。同時，應盡量減少水頭損失。因此，對過濾器的構(gòu)造、濾網(wǎng)及保護濾網(wǎng)裝置有特殊的要求，尤其是對透水性較弱，容易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的土層更為突出。過濾器的類型及適用條件過濾器主要由過濾骨架和過濾層組成。常用過濾器類型及其適用范圍和優(yōu)缺點如表6-1所示：過濾器采用鋼管打孔，孔徑為812mm，沿過濾管外壁縱向焊接直徑為68mm的鋼筋作為墊筋，其間距應滿足外壁繞絲距過濾器外壁24mm為準，縱向墊筋纏繞直徑為35mm的鋼絲，間距（中中）為

46、3m，點焊與墊筋固定，外包濾網(wǎng)濾布或土工布。下部封堵嚴密。表61 常用過濾器類型及適用條件13過濾器類型骨架材料空隙率（%）適用范圍優(yōu) 缺 點骨架過濾器圓孔過濾器鋼管3035不穩(wěn)定裂隙巖層，松散碎石、卵石層強度較大，孔隙率高，加工方便，重量大，造價高鑄鐵管2025條孔過濾器鋼管、塑料管1030中粗砂礫石層加工困難，使用不多橋形孔過濾器鋼板沖壓后卷焊1030粉、細、中、粗砂、礫石、卵石層孔眼不易被堵塞、進水阻力小，耐腐蝕帽檐孔過濾器89纏絲過濾器鋼筋骨架過濾器圓鋼5070中粗砂礫石層重量小、造價低、空隙率大、強度低管狀骨架過濾器鋼管35強度大、空隙率大鑄鐵管25抗腐蝕強、重量大鋼筋混凝土1520

47、成本低、強度差、重量大包網(wǎng)過濾器鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土1035中細砂包網(wǎng)阻力大、易堵塞、易腐蝕礫石過濾器填礫過濾器鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土1075細、中、粗砂和礫石層管井滲透性及滲透穩(wěn)定性高帖礫過濾器鋼管外加鐵絲網(wǎng)罩20粉、細、中、粗砂、礫石、卵石層填料洗井時間短，井徑縮小，降低鉆孔成本，但貼礫層易磨損礫石水泥過濾器無砂混凝土管20細、中、粗砂和礫石層取材容易，制作簡單，造價低，強度小，重量大過濾器長度和直徑的設計.過濾器的長度設計過濾器長度主要根據(jù)含水層厚度和單井出水量而定。一般當含水層厚度小于15m時，其長度可等于或小于含水層厚度0.51.0m,當含水層厚度較大時，可按下式確定：l= （

48、65）式中：l過濾器長度q設計單井出水量d過濾器外徑經(jīng)驗系數(shù)，按下表6-2確定表6-2 經(jīng)驗系數(shù)值含水層巖性滲透系數(shù)（m/d）值細砂2590中砂51560粗砂153050礫石307030根據(jù)勘察報告，地下水水位埋深自然地表以下為1.204.00m，靜止水位一般埋深0.82m，場區(qū)開挖深度范圍內(nèi)的地下水主要是淺部粉（砂）性土層（層）中的潛水，其厚度大于15m。因為場區(qū)內(nèi)地下水從靜水位基坑降水設計深度進行整體輸干，所以過濾器的設計長度應為設計井的降深，既l=17.8m.過濾器的直徑設計過濾器的直徑根據(jù)水文地質(zhì)條件、出水量、井的深度、過濾器長度等因素確定。選擇過濾器的直徑時，除應滿足出水量或抽水量設

49、備的安裝要求外，還應按下式進行驗算：d 15 （66）式中： d過濾器的外徑 q井的出水量 l過濾器的長度 ve含水層允許滲透速度含水層允許滲透速度可按以下公式計算：ve=65 （67）因為在井管下按一個同直徑的過濾器，因此過濾器的直徑設計值也為300mm，經(jīng)計算，符合d條件，所以確定過濾器的直徑d=0.3m=300mm第6.4節(jié)抽水設備選擇選擇深井抽水設備的依據(jù)：1)滿足基坑涌水量及單井抽水量的要求，在進行井點水力計算時，已明確井點抽水量指標；2)滿足在井管內(nèi)安裝抽水設備的空間環(huán)境，如采用潛水泵須將水泵放進井管內(nèi)并能正常運轉(zhuǎn)，所以對井管直徑有一定要求；3)滿足揚程高度要求，按設計井管水位應下

50、降至其標高，即要求揚程高度值；4)結(jié)合現(xiàn)有設備狀況并進行經(jīng)濟分析。綜合上述情況給予全面考慮，確定最佳設備目前，國內(nèi)深井抽水設備有兩種：一種是軸式深井泵、另一種是深井潛水泵。6.4.1 軸式深井泵軸式深井泵是在地面上安裝水泵，并用電動機帶動長軸，把深處的地下水沿井管送到地面上來。目前，國產(chǎn)jd型水泵，其抽水量為10490m3/h，揚程高度為3092m。這套設備具有技術(shù)性能好、方便用戶的特點，深受施工單位的歡迎。1）適用范圍:適用與農(nóng)田灌溉，花園澆水，噴泉景觀，雨水回收利用系統(tǒng)，礦山排水、搶險，建筑排水，城市供水，企事業(yè)單位提起地下水源之用。該設備噪音低，效率高節(jié)約電能。2）技術(shù)參數(shù)：出水口法蘭直

51、徑200mm。固定螺栓數(shù)量為：12條，型號為16×60（8.8級），螺栓中心距離256mm.為方便用戶安裝使用，出廠時特意配備了與機組出水口一致的配對法蘭一片（外徑282mm內(nèi)徑220mm厚度20mm)由用戶自己現(xiàn)場焊接接泵短管。3）允許介質(zhì)范圍無雜質(zhì)清水，冷凍水/冷卻水，雨水，煤礦、鐵礦、金屬礦等地下涌水，引用水，礦泉水等。允許工作水溫范圍+5至+25固體雜質(zhì)含量（質(zhì)量比）不大于0.01ph值（酸堿度）6.5-8.5硫化氫的含量不大于1.5mg/l氯離子的含量不大于400mg/l機組必須完全侵沒水中工作。4）電機參數(shù)潛水電機為清水潤滑，使用前必須給電機腔內(nèi)注滿潔凈的清水，（注：一定

52、要注滿否則將減少電機的使用壽命）如果忘記加水電機將迅速燒壞。電機防護等級：ipx8電源：380v/50hz、660v/50hz如果客戶需要特殊電壓或特殊頻率時需要提前告知我們。5）材料葉輪：鑄鐵ht200或錫青銅（各種牌號）如：zcusn3zn8pb6ni1泵殼：鑄鐵ht200或不銹鋼如：2gr13 .304泵軸：冷拉鋼鍍鉻，或不銹鋼2gr13（1050調(diào)質(zhì)處理，加強扭矩）電機密封：橡膠密封o形環(huán)；機器密封 .電機膨脹調(diào)節(jié)囊橡膠材質(zhì)。6）設備優(yōu)點在工廠的精心組裝保證了現(xiàn)場迅速可靠的安裝采用多級葉輪，噪音極小內(nèi)裝的止回閥防治水錘沖擊單級揚程高，可降低整個機組的高度增加運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，泵軸直徑為50

53、mm增加了泵軸的抗扭性能。軸瓦采用純天然橡膠材料制成更加耐磨，并配有進口材料制成的硬質(zhì)軸瓦。6.4.2 深井潛水泵qj型系列深井潛水泵，是取代長軸式深井泵的先進產(chǎn)品，具有結(jié)構(gòu)緊湊拆裝快捷方便，機組效率高、節(jié)能效果明顯、無噪音、利于遙控適用于農(nóng)村灌溉工礦企業(yè)生產(chǎn)生活用水，尤其是紡織行業(yè)、中央空調(diào)、一級二級供水及化工企業(yè)生產(chǎn)生活用水是工礦企業(yè)民用生活必備的取水工具泵管采用法蘭連接，國內(nèi)名牌電機配套，運行安全可靠，產(chǎn)品嚴格執(zhí)行g(shù)b/t標準，按照iso9001:2000體系規(guī)范生產(chǎn)。qj型井用潛水泵是電機與水泵直聯(lián)，整體潛入水中工作的提水機具，它適用于從深井提取地下水，也可用于河流、水庫、水渠等提水工

54、程：主要用于農(nóng)田灌溉及高原山區(qū)的人畜用水，亦可供城市、工廠、鐵路、礦山、工地供排水使用。1)深井泵適用范圍適用與農(nóng)田灌溉，花園澆水，噴泉景觀，雨水回收利用系統(tǒng)，礦山排水、搶險，城市供水，企事業(yè)單位提起地下水源之用。該設備噪音低，效率高節(jié)約電能。2)技術(shù)參數(shù)：出水口直徑200mm。固定螺栓數(shù)量為：12條，型號為16×60（8.8級），螺栓中心距離256mm.為方便用戶安裝使用，出廠時特意配備了與機組出水口一致的配對法蘭一片（外徑282mm內(nèi)徑220mm厚度20mm)由用戶自己現(xiàn)場焊接接泵短管。3)允許介質(zhì)范圍無雜質(zhì)清水，冷凍水/冷卻水，雨水，煤礦、鐵礦、金屬礦等地下涌水，引用水，礦泉水等。允許工作水