創(chuàng)新海峽國際會(huì)展中心復(fù)雜地質(zhì)條件下降排水方案d(最終版)

海峽國際會(huì)展中心QC成果資料中國建筑股份有限公司

中國建筑，質(zhì)量重于泰山過程精品，服務(wù)跨越五洲發(fā)布單位:中建股份福州海峽國際會(huì)展中心創(chuàng)新海峽國際會(huì)展中心復(fù)雜地質(zhì)條件下降排水方案小組名稱:海峽國際會(huì)展中心降排水QC小組發(fā)布人:許寶和目錄

一、工程概況二、小組概況三、P階段四、D階段五、C階段六、A階段七、合理化建議八、QC小組活動(dòng)一覽表一、工程概況

福州海峽國際會(huì)展中心工程位于閩江右岸的福州市東部新城?？偨ㄖ娣e為38萬m2,地下室建筑面積約15萬m2，合同造價(jià)約25億。海峽工程由H1區(qū)、H2區(qū)兩個(gè)展廳及C區(qū)會(huì)議中心構(gòu)成，建成后將是海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)一座具有國際標(biāo)準(zhǔn)的超大型展覽建筑(亞洲第二大)，是舉行福建省政治協(xié)商會(huì)議，省人大會(huì)議，國際大型招商引資及學(xué)術(shù)會(huì)議，綜合性大型展覽的場所，同時(shí)也是福建省新的標(biāo)志性建筑之一，其社會(huì)影響大。本工程地質(zhì)復(fù)雜，地處閩江口，表層為吹填砂。處于徑流和潮流的過渡段，受徑流和潮流影響。汛期洪水對流量、流速、水位的影響特別顯著，非汛期則以潮汐性流水出現(xiàn)，水位隨江水漲潮落潮波動(dòng)而變化，水位高度為-4.7～-8m。圖一：海峽會(huì)展中心建筑效果圖二、小組概況制表人：肖彬

制表時(shí)間：2008年8月25日小組成員簡介制表人：肖彬制表時(shí)間：2008年8月25日三、P階段（Plan）3.1、課題選擇3.1.1問題提出基坑降排水是土方開挖施工的前提條件，其降水的效果與速度直接影響后序工程施工。2008年8月25日，小組在組長劉勝利組織下，召開了一次專題討論會(huì)，對整個(gè)工程的降排水情況進(jìn)行認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)影響本工程基坑降水的主要問題有以下幾個(gè)方面：1、本工程工期緊，合同工期578天，地下室結(jié)構(gòu)工期120天，且土方開挖工期只有20天。由于海峽會(huì)展中心是福州市重點(diǎn)工程，本來工期相當(dāng)緊，為迎接泛珠三角洲論壇2009年10月在福州召開?？偣て谟?78天調(diào)整為460天。短期降水任務(wù)艱巨；2、本工程體量大，基坑面積大，降水總量大。整個(gè)總建筑面積38萬平方，地下室15萬平米；3、施工場地位于河道和漫灘地上，表層為吹砂造地，地下水位高（地下水位-4.7～-8m）基坑開挖至中砂層，含水量高，滲透系數(shù)大（20m/d）；4、本工程處于閩江口，處于徑流和潮流的過渡段，既受徑流影響，又受潮流影響，水位情況復(fù)雜，降水難度大。3.1.2調(diào)查分析場地原始地貌場地吹砂造地

可以看出施工區(qū)域正處于河道交叉，含水含泥量豐富，土質(zhì)情況復(fù)雜的漫灘地性質(zhì)，對于工程建筑來說極為不利，該區(qū)域地質(zhì)地貌情況在整個(gè)東南沿海區(qū)域具有一定的普遍存在性。河道工地現(xiàn)場實(shí)際拍攝（遠(yuǎn)景與近景）基坑開挖深度大，本工程地下室底板標(biāo)高-6.3m，板厚400mm，大部分承臺(tái)厚1.2m，因此板的挖深標(biāo)高為-6.8m,大部分承臺(tái)開挖標(biāo)高-7.6m,局部承臺(tái)挖深達(dá)到-7.9m。工程地質(zhì)剖面圖地下水位情況復(fù)雜，工程地處徑流和潮流的過渡段，汛期洪水對流量、流速、水位的影響特別顯著，非汛期水位隨江水漲潮落潮波動(dòng)而變化，水位高度為-4.7～-8m。降水主要涉及土層為細(xì)中砂層。此層主要受江水的橫向及垂直補(bǔ)給，富水性較好，土層滲透系數(shù)20m/d。地下水位高程示意圖臺(tái)風(fēng)對降排水有影響，每年的8-9月份是福州市受臺(tái)風(fēng)影響比較嚴(yán)重的時(shí)間段。臺(tái)風(fēng)來臨期間，地下水位波動(dòng)比較大，很不穩(wěn)定，并且雨水特別多，降水難度會(huì)加大。以下為從福州氣象部門統(tǒng)計(jì)的2005至2007年各季度影響福州地區(qū)的臺(tái)風(fēng)次數(shù)：2005年～2007年季度臺(tái)風(fēng)統(tǒng)計(jì)表

制表人：郭培漢制表時(shí)間：2008年8月25日3.2、課題確認(rèn)根據(jù)以上分析，小組確定本次活動(dòng)課題為：3.3、確定目標(biāo)8月28日，小組第二次召開會(huì)議，統(tǒng)一確認(rèn)了課題目標(biāo)：

創(chuàng)新海峽國際會(huì)展中心復(fù)雜地質(zhì)條件下降排水方案10天形成基坑降排水系統(tǒng)，15天降水至-9.00m（9月10日到9月25日）目標(biāo)必須也一定能實(shí)現(xiàn)本工程屬于市重點(diǎn)項(xiàng)目，屬于福建省推行海峽西岸兩個(gè)先行區(qū)政策的重點(diǎn)工程。同時(shí)也是中建總公司2008年10大重點(diǎn)工程之一，得到了福州市各級(jí)行政部門的大力支持及中建總公司的足夠重視，在人員，資金、材料物資等方面給予很大的協(xié)助選擇有實(shí)力的、成建制的、規(guī)范操作的、人員充足的勞務(wù)隊(duì)伍搶先入場，并堅(jiān)守崗位

目標(biāo)可行性分析項(xiàng)目部組織福州市及公司總部降水方面相關(guān)專家、福州市勘測院技術(shù)人員、建設(shè)單位、監(jiān)理單位等對降排水方案進(jìn)行深入討論并提出了不少的建議，反復(fù)論證如何在不同實(shí)施方案中找到工期與費(fèi)用的平衡點(diǎn)

3.5、提出方案，確定最佳方案小組確定活動(dòng)目標(biāo)以后，第三次召開會(huì)議，通過“頭腦風(fēng)暴法”，廣泛提出意見，并整理出4個(gè)不同的降排水方案。方案一：深井降水依據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的水力參數(shù)計(jì)算單井涌水量和單井出水量，依據(jù)影響半徑及降水深度計(jì)算水力坡度，依據(jù)降水有效半徑確定井間距，本計(jì)算方法未考慮群井效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果會(huì)偏于保守，在計(jì)算參數(shù)選擇上，k值按勘察結(jié)果選取k=20m/d。結(jié)合工程平面布置圖確定降水井的布置，使其有利于排水、土方開挖、結(jié)構(gòu)施工，盡量減少不利干擾和影響。降水井井深為18m，井內(nèi)降深（水位埋深）3m。所有水井成孔直徑為Ф800㎜，濾水管內(nèi)徑Ф400㎜。整個(gè)工程安排6臺(tái)鉆機(jī)全面從北向南施工。總體上單井各設(shè)一臺(tái)潛水泵，用膠管連接后各自排至就近排水溝內(nèi)，經(jīng)匯集后流向沉淀池進(jìn)行沉淀。而后排至閩江。降水井共布置184口，具體位置見下圖：降水井平面布置圖有利因素：

工序少，技術(shù)成熟，只需大范圍平行進(jìn)行鉆井施工，保證工地臨時(shí)電力供應(yīng)及水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)、排水溝的暢通，基本可以成功降水。不利因素：1、井點(diǎn)多，施工同時(shí)投入鉆井機(jī)械量大，降水期間需要工人晝夜值班。2、耗費(fèi)大，成本高，同時(shí)長時(shí)間不間斷抽水對于施工用電壓力也比較大。3、從井點(diǎn)抽水直接排入基坑外圍排水溝，距離遠(yuǎn)，所需水管多，基坑內(nèi)水管布置難度大，不利于為后續(xù)工序土方大開挖提供工作面。4、后續(xù)底板混凝土施工時(shí)，基坑內(nèi)深井過多，封井工作量大，間接增加后續(xù)工序工期。

方案二：輕型井點(diǎn)降水本工程基坑面積較大，采用環(huán)形井點(diǎn)布置，間距4m。井點(diǎn)管距坑壁為1.0m，間距1.2m，埋深-12m。井點(diǎn)管埋設(shè)采用水沖成孔，孔徑約為100mm，井深比井點(diǎn)設(shè)計(jì)深0.5m；井點(diǎn)管頂端露出地面約800mm，然后在井孔內(nèi)倒入粒徑20mm石子約500mm高，再沿井點(diǎn)管四周均勻投放2-4mm粒徑粗砂，上部1.0m深度內(nèi)，用淤泥土填實(shí)以防漏氣。井點(diǎn)管濾水管部分必須埋入含水層內(nèi)。有利因素：設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，狹窄工地進(jìn)入方便，可以有效防止流砂，提高邊坡穩(wěn)定性，技術(shù)也比較成熟。不利因素：1、采用真空泵抽水，存在耗電量大，出水率低，故障多等缺點(diǎn)。2、施工麻煩，占用空間大，主要機(jī)具設(shè)備必須放置在基坑四周，占用現(xiàn)場施工場地，嚴(yán)重制約后續(xù)工序土方開挖大范圍平行施工。3、基坑范圍過大，輕型井點(diǎn)配套設(shè)備需要數(shù)量多，實(shí)施有一定難度。方案三：明溝、集水坑降排水在基坑的四周設(shè)置排水明溝，隔斷基坑外水滲入基坑；基坑內(nèi)橫向后澆帶上設(shè)置臨時(shí)明溝，四周明溝每隔40m設(shè)置集水坑，使基坑滲出的地下水通過排水明溝匯集于集水坑內(nèi)，然后用水泵將其排出基坑外。明溝、集水坑排水方法有利因素：1、工藝簡單，施工速度快，方案經(jīng)濟(jì)，適用最為廣泛。2、基坑周邊支護(hù)比較方便。不利因素：1、降水效率不高，比較適用于降排水量比較小的基坑。2、安全性不高，護(hù)坡難度大，有流沙層。3、降水完成所需工期長。4、局部深基坑所需集水坑開挖深度大方案四：外截內(nèi)排深井聯(lián)合降水在基坑四周離底板1.2m設(shè)置明溝與集水坑組成的截水系統(tǒng)，截?cái)嗷油馑c基坑內(nèi)的聯(lián)系；基坑內(nèi)部設(shè)置盲溝、集水井形成內(nèi)部的排水系統(tǒng)，再輔以適當(dāng)數(shù)量的深井，從而形成一個(gè)完整體系的降排水系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)高效達(dá)到快速降水的目的。有利因素：1、降水效率高，節(jié)約工期。2、投入相對少，節(jié)約成本。3、降水井設(shè)置在后澆帶上對后期底板施工影響小。4、縱橫向盲溝系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)控制地下水位。

不利因素：1、需形成一個(gè)完整的降排水系統(tǒng)才能有效降低水位。2、各工序銜接需要非常緊密，現(xiàn)場施工組織有一定難度。四種降排水方案的分析、評估：方案評估表說明：各單項(xiàng)按滿分10分，最低分3分進(jìn)行打分，3～4分為差，5～6分為合格，7～8分為良好，9～10分為優(yōu)秀制表人：許寶和制表日期：2008年8月30日最終選擇方案的確定：

經(jīng)過綜合對比分析，小組決定采用方案四（外截內(nèi)排深井聯(lián)合降水）施工。雖然需形成一個(gè)完整的降排水系統(tǒng)才能有效降低水位，并且施工組織難度比較大，但能充分滿足整體進(jìn)度需要，經(jīng)濟(jì)合理，且方案實(shí)施降水效果好。因此從工期、安全、經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，小組成員一致認(rèn)為方案四為最佳方案。3.6、制定對策

9月5日，小組在項(xiàng)目部會(huì)議室召開會(huì)議，針對選定降排水方案進(jìn)行了初步方案設(shè)計(jì)，并確定了整個(gè)工藝流程如下:方案優(yōu)化設(shè)計(jì)降水井施工盲溝施工降水明溝、集水坑施工對策表

制表：許寶和日期：2008年9月5日對策表（續(xù)）

制表：許寶和日期：2008年9月5日

四、D階段（Do）實(shí)施一、優(yōu)化降水方案通過計(jì)算，得出所需降水井的數(shù)量?？紤]到H1、H2及C區(qū)相互降水的有利影響，降水井H1區(qū)36個(gè)，H2區(qū)36個(gè)，C區(qū)20個(gè)，合計(jì)92個(gè)。井深18米。

降排水布置圖

效果檢查：通過計(jì)算和繪制井點(diǎn)布置圖，編制降排水施工方案，該方案經(jīng)專家討論通過，并經(jīng)總公司、監(jiān)理及業(yè)主審批獲得一致好評。以下為專家論證表實(shí)施二、降水井施工降水井施工采用100型鉆機(jī)施工，泥漿護(hù)壁成孔，開孔口徑450mm（一徑到底），在基坑內(nèi)的井口標(biāo)高為-6.0米，高出底板300mm，基坑外的井口標(biāo)高為-4.0米，井深18m，局部孔深21米，成井后進(jìn)行洗井和試抽水。用φ219無縫鋼管成井，鋼管上開孔φ16@30×30呈梅花型布置，管外包40目尼龍濾網(wǎng)1層，外側(cè)填3～5mm礫石或碎石，管底從下往上依次填300mm的碎石料和砂料。抽水設(shè)備采用150QJ30-30/4型潛水電泵，泵頭在孔內(nèi)13米處。深井具體做法圖

效果檢查：小組對降水井試抽水進(jìn)行抽查：合格率100%。并繪制檢查表如下：現(xiàn)場后澆帶上降水井抽水深井鋼管原材料

實(shí)施三、明溝、集水坑施工為截?cái)嗫油馑M(jìn)入基坑，方便基坑中部降水井的排水，在深井抽水三天后，就沿建筑物周邊設(shè)置集水坑和明溝，集水坑和明溝邊線距底板邊線為1200mm，砂包擋土墻寬1000mm。因場地為回填砂層，建筑物底板外側(cè)邊坡擬采用大放坡，坡度為1:1.5。為方便土層滯水流出，防止沙子流失，在砂層表面鋪設(shè)防沙網(wǎng)。明溝寬500mm，底部防砂網(wǎng)上堆碼砂包一層，外側(cè)為1500mm砂包擋土墻，堆砂袋時(shí)必須每層反向疊碼，并且每四層用φ30竹竿或φ16鋼筋打入串好，以增加其整體性，在明溝與后澆帶相交處設(shè)集水坑，集水坑的邊坡做法同明溝。效果檢查：通過實(shí)施對策，基坑邊坡穩(wěn)定，邊坡水平、垂直位移均控制在目標(biāo)值內(nèi)，同時(shí)也截?cái)嗷油獠克疂B入基坑，為基坑降水系統(tǒng)形成創(chuàng)造了良好的條件。實(shí)施四、盲溝施工橫向后澆帶下埋PVC管，PVC管從各區(qū)縱向中軸線斷開，分別坡向基坑周邊的明溝，在PVC管與明溝相交處設(shè)集水坑，起始管底標(biāo)高為-8.0米，與集水坑相交處管底標(biāo)高為-8.5米。管外側(cè)及上部填0.5米厚卵石或碎石，再在上部回填砂后澆帶PVC排水管盲溝集水井、盲溝的做法在底板混凝土施工時(shí)，通過導(dǎo)管直接把降水井抽出的水導(dǎo)入后澆帶的PVC管，通過后澆帶下PVC管排到基坑兩邊明溝與集水坑再排出基坑。這是一個(gè)合理優(yōu)化盲溝的措施，并取得很好效果。如右圖所示：后澆帶上深井與盲溝聯(lián)合排水效果檢查：通過實(shí)施對策，盲溝系統(tǒng)施工在5天內(nèi)全部完成，整個(gè)基坑內(nèi)排系統(tǒng)形成。為保證盲溝施工的質(zhì)量，在施工的同時(shí)專門安排測量人員對盲溝坡度進(jìn)行控制，具體記錄數(shù)據(jù)如下：實(shí)施五、降水先采取深井進(jìn)行降水，以便完成強(qiáng)制性排水系統(tǒng)（明溝、盲溝、PVC埋管）的施工。強(qiáng)排系統(tǒng)形成后，基坑周邊的明溝可以截?cái)嗷觾?nèi)外水的水平聯(lián)系，內(nèi)部的PVC管、盲溝相互連通引流地下水至基坑周邊的集水坑，達(dá)到降低水位的目的，形成一個(gè)以強(qiáng)排降水為主，深井降水輔，兩者相互配合共同作用的降排水系統(tǒng)。深井中的水或基坑內(nèi)集水井中的水抽出后排至基坑周邊的明溝或集水坑內(nèi)，再抽至基坑上部的檢查井，經(jīng)沉淀由排水管統(tǒng)一排至場地南側(cè)河道內(nèi)、北側(cè)閩江內(nèi)。效果檢查：地下水位低于承臺(tái)底0.5米，形成一個(gè)以強(qiáng)排降水為主，深井降水為輔，兩者相互配合共同作用的降排水系統(tǒng)。五、C階段（Check）5.1、實(shí)施效果總檢查：1、以下五張照片從系統(tǒng)局部、整體兩個(gè)方面反映了整個(gè)基坑降水后的狀況：

2、通過現(xiàn)場設(shè)置的觀測井的實(shí)際觀測數(shù)據(jù)顯示：9月23日以后地下水位已經(jīng)穩(wěn)定在-9.0m以下。對于我們的目標(biāo)：15天降水至-9.00m（9月10日到9月25日），最終提前2天完成。以下為觀測井實(shí)際測量的地下水位的詳細(xì)數(shù)據(jù)：5.2、進(jìn)度效益：通過創(chuàng)新地使用外截內(nèi)排深井聯(lián)合降水，有效的解決了高水位吹填砂地質(zhì)條件下的降排水問題，為后續(xù)土方開挖提供了良好的條件。降水工作于2009年9月10日開始，于2009年9月23日成功降水，比原定目標(biāo)縮短了2天。5.3、經(jīng)濟(jì)效益：通過與未進(jìn)行QC活動(dòng)進(jìn)行對比，計(jì)算出節(jié)約的直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)759.54萬元。通過QC活動(dòng)，創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，也造成了一定得影響力，《東南快報(bào)》對海峽國際會(huì)展中心項(xiàng)目通過優(yōu)化降排水方案節(jié)約成本作專題報(bào)道。經(jīng)濟(jì)效益分析表制表人：曹智制表日期：2008年9月25日5.4、社會(huì)效益：

通過技術(shù)創(chuàng)新，在如此短的工期內(nèi)非常經(jīng)濟(jì)的達(dá)到了降排水的要求，提前完成了工期目標(biāo)，為公司及項(xiàng)目部贏得了良好的聲譽(yù)，也向外界展示了公司強(qiáng)大