降水施工降水井施工方案

4.1技術要求 14.1.1成井施工要求 64.1.2運行管理要求 74.2工藝流程 74.3施工方法 94.3.1前期準備工作 94.3.2成井施工 94.3.3技術要求 94.4抽水試驗 104.4.1試驗場地布置 104.4.2試驗目的 104.4.3試驗方法 114.4.4試驗過程安排 114.4.5試驗成果 124.5降水運行管理 124.5.1一般要求 124.5.2各階段水位控制 134.5.3東西區(qū)交界處及東區(qū)臨地鐵處降水運行要求 164.5.4回灌運行要求 174.6降水井保護 174.7基坑排水 184.7.1基坑排水設施 184.7.2基坑排水注意事項 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技術要求本工程基坑降水井成井施工的前提條件為地下連續(xù)墻、樁基、三軸深攪樁施工完畢；預降水的前提條件為一期、二期外圍地連墻全部實施完成，形成封閉的止水帷幕。根據降水設計圖紙：（1）基坑內共布設288口降水井。其中一期西區(qū)降水井168口（約307m2一口），深度為30~36m。二期東區(qū)降水井120口（約280m2一口），深度為26~30m。（2）坑外布置80口觀測兼回灌井。其中一期西區(qū)坑外布設40口觀測井一，深度為36m；二期東區(qū)基坑外40口觀測井二，深度為30m。表4.1-1降水井技術參數區(qū)段井類型數量（口）編號深度（m）延米（m）管材一期西區(qū)降水井一141J1-1~J1-141304230325×6鋼管降水井二27J2-1~J2-2736972觀測井一40G1-1~G1-40361440二期東區(qū)降水井三92J3-1~J3-92262392降水井四28J4-1~J4-2830840觀測井二40G2-1~G2-40301200總計36811074降水井構造：（1）降水井、觀測井成孔直徑800mm，實管段采用325×6鋼管(鋼牌號Q235B)，坑內降水井濾管段采用橋式過濾器，坑外觀測井濾管段采用圓孔過濾器。（2）井壁管：井壁濾水層采用中粗砂填充。（3）過濾器：橋式過濾器包括管底采用一層40~60目尼龍網包裹嚴實，確保不抽泥沙；圓孔過濾器包括管底采單層60~80目尼龍網包裹。一、二期分界處約35口降水井使用周期較長，濾網采用不銹鋼絲網。（4）應保證降水井的施工質量，鉆進時盡量采用清水和稀泥漿，保證水井的出水量。（5）嚴格控制填濾料的規(guī)格，保證水井出清水，防止水井淤塞和坑外掏空。圖4.1-1降水井平面布置圖圖4.1-1降水井平面布置圖（一期）圖4.1-1降水井平面布置圖（二期）圖4.1-2降水井結構及影響半徑4.1.1成井施工要求為保證降水井成井質量，應選用符合要求的各種材料，并應控制成井過程中的各種指標，最終滿足降水井出水能力的要求。表4.1-1成井施工控制表序號控制項目準許誤差范圍說明備注1井位±<1000mm降水井應避開樁、柱、梁或其它結構位置，可根據現場情況調整。2井深（mm）±500mm（1）深度應按井底標高控制。（2）各類降水井設計深度與地層分布相關，如地層起伏變化大應適當調整3垂直度≤1°小于或等于100m的井，其頂角偏斜不得超過1°4井壁外濾料厚度75~150mm結合井管直徑，可匹配孔徑。5濾料高度±1000mm無特殊要求時，濾料回填至濾管以上1m。6泥漿比重<1.15盡量采用清水鉆進，以保證成井質量7井管及濾管長度±500mm濾管位置設計與地層分布情況相關，鉆進過程中遇到地層起伏變化大時應相應調整。8粘土球高度±1000mm降壓井應根據要求回填粘土球止水9抽水含砂量<10萬分之一體積比4.1.2運行管理要求（1）疏干井在基坑開挖前20天進行抽水，降水后疏干井水量會逐漸變小，后期需才用時控箱，定時抽水；（2）基坑開挖過程中，采用每天觀測坑內外水位1~2次；（3）現場具備完好的排水系統。降水運行前，布設排水管道并便于接入施工現場排水設施；（4）降水需配備獨立的電源，配置充足的備用電源，并保證兩者之間的自動轉換；（5）水泵控制箱要安裝自動開啟裝置，保證在電源裝換的過程中水泵能夠自動啟動，并且對水泵的開啟實現自動延時控制，實現無人值守；（6）現場安排專業(yè)的、經驗豐富的項目管理人員值守。圖4.1-1水泵控制柜圖4.1-2排水情況4.2工藝流程準備工作→鉆機進場→定位安裝→開孔→下護口管→鉆進成孔→沖孔換漿→下井管→稀釋泥漿→填砂→止水封孔→洗井→下泵試抽。圖4.2-1降水井施工工藝流程圖鉆進下井管回填濾料洗井試抽水圖4.2-2成井施工工藝圖4.3施工方法4.3.1前期準備工作（1）準備材料、落實人員，提前做好進場人員技術交底及安全教育培訓工作，鉆機進場。（2）測放井位：測量組根據降水井平面布置圖及現場情況測放井位，做好標記。如果布設的井點存在地面障礙物，應當設法清除障礙物，以利于鉆井的進行。若地面障礙物不易清除或受其他施工條件的影響，無法在原布設井位進行施工時，應與技術員及時溝通并采取其他措施，必要的時候可對井位作適當調整。（3）挖井眼、埋設護口管：埋設護口管時，護口管底口應插入原狀土層中。（4）安裝鉆機：安裝鉆機時，為了保證孔的垂直度，機臺應安裝穩(wěn)固水平，大鉤對準孔中心，大鉤、轉盤與孔的中心三點成一線，嚴把開孔關，鉆頭與鉆桿連接處帶兩根鉆鋌，并且彎曲的鉆桿不得下入孔內。（5）挖泥漿池：泥漿池的大小按泥漿池計劃共用的打井數量和排渣量綜合確定。一般每2～3口井共用一個泥漿池，必要時可采用泥漿箱。4.3.2成井施工施工機械設備選用工程鉆機及其配套設備。成孔時采用反循環(huán)回轉鉆進成孔工藝。（1）鉆進成孔：因地層含水層顆粒較細，鉆進過程中，泥漿比重宜控制在1.10～1.15，盡量采用地層自然造漿。（2）清孔換漿：鉆孔到設計深度后，要清孔換漿，把泥漿調整到1.05左右。（3）下井管：對于鋼管井，宜采用懸吊下管法，井管底部焊接鋼板封堵牢靠，井管與井管之間焊接牢固，確保焊縫均勻、無砂眼。（4）投濾料、固井：井管下好后，立即按設計要求回填濾料，濾料沿井壁四周均勻填入，并隨填隨測濾料層的頂面高度。（5）洗井試抽：濾料回填后，應該在8h內用潛水泵洗井，直至井水洗清達到規(guī)范要求為止。洗井時若出現井水中含有濾料，應停止洗井，檢查原因，進行處理，必要時要報廢掉，并按封井要求進行封井。4.3.3技術要求降水施工時必須達到以下要求：（1）井口高度：井口應高于地表以上0.20~0.50m，以防止地表污水滲入井內。（2）回填濾料：濾料根據設計圖紙進行充填，必須要高于濾管頂面。（3）粘土封孔：降壓井應回填粘土球，嚴格按照設計圖紙進行隔離止水。（4）固井：濾料回填后、上部井周邊宜采用鉆渣或現場泥土回填固井。（5）成孔偏差：井深（孔深）偏差≤±50cm；井孔應圓正；井位≤±50cm。（6）出水含砂量：抽水穩(wěn)定后，出水含砂量達到相關標準：粗砂含量＜1/5萬、中砂含量＜1/2萬，細砂含量＜1/1萬。4.4抽水試驗4.4.1試驗場地布置試驗條件：抽水試驗為全場性試驗，一期西區(qū)、二期東區(qū)外圍地下連續(xù)墻整體封閉后，方可進行降水試驗。試驗井：一期西區(qū)降水井先行施工，同時施工東區(qū)西側13口坑內井及東側8口坑內井，全部東區(qū)坑外觀測井，形成閉合的坑外觀測體系（見圖4.4-1）。圖4.4-1試驗井示意圖4.4.2試驗目的基坑降水井施工完成后，土方正式開挖前，開啟降水井，將地下水位降低至基底以下1m，主要目的在于：（1）通過觀測坑內水位下降情況，檢驗地下水位能否降至基底以下。（2）通過觀測坑內、坑外地下水位下降情況，檢驗止水帷幕的封閉效果。（3）為后期降水運行收集資料。4.4.3試驗方法開啟順序：一期西區(qū)內降水井自東向西分批開啟，暫定每批開啟20~30口，間隔時間不小于8h。東區(qū)施工東區(qū)基坑內西側13口井及東側8口井初期作為觀測井，若西區(qū)降水井開啟后水位無法降至基底，則東區(qū)降水井開啟輔助西區(qū)降水。觀測井設置：基坑內均勻預留不少于20%的井作為水位觀測井水泵配置：抽水井配置0.75~2.2kw水泵（東西區(qū)交界處不小于2.2kW）?？油馑挥^測：抽水期間，坑外觀測井水位應與坑內觀測井同步觀測。停止觀測：坑內觀測井水位已降至基底下1m以下；或坑內水位趨于穩(wěn)定，無明顯繼續(xù)下降趨勢。4.4.4試驗過程安排（1）觀測初始水位試驗前一周內，準確測量初始地下水位，包括基坑內、外的初始承壓水位。一天內觀測1~2次，前后兩次觀測到的數據基本相同即為初始水位，或者取平均值作為初始水位。試驗前一周內，還應測定基坑周邊相鄰地面沉降初值。（2）水位下降觀測抽水試驗過程中，對坑內、坑外觀測井水位下降情況進行觀測，觀測頻率按：1h、2h、4h、8h、20h、32h、44h……后期觀測時間間距根據水位下降情況取為12h或24h，直至水位趨于穩(wěn)定或下降至基底以下1m為止。（3）水位恢復觀測抽水結束后，觀測坑內水位恢復情況，分析水位恢復速度，為后期降水運行過程中備用電源配置提供參考。觀測頻率應按水位恢復速度確定，可按1h、2h、4h、8h、20h、32h、44h……直至水位穩(wěn)定或恢復緩慢。圖4.4-2降水試驗原始記錄表4.4.5試驗成果（1）初始地下水位情況。（2）抽水試驗各種曲線，包括水位降深歷時曲線等（3）基坑降水方案檢驗，必要時，對方案進行調整，包括但不限于降水井數量、井深、結構等（4）基坑開挖過程中，降水運行指導方案。（5）止水帷幕止水效果判斷。預降水后若坑外觀測井水位變化較大，水位下降達0.5m時，應采取有效檢測方法檢驗地連墻止水的可靠性，并根據檢測結果對存在質量缺陷的部位采取MJS水泥土樁等有效補強措施，經驗證可靠后方可進行土方開挖。（6）基坑排水設施排水能力檢驗、備用電源配置參考。4.5降水運行管理4.5.1一般要求（1）基坑開挖前要確保降水能夠滿足基坑開挖要求，采取了“按需降水，動態(tài)調整”的降水原則。（2）疏干井盡量提前20天進行疏干降水，力爭在開挖前，將基坑內地下水降到開挖面以下1.0m深。水位降到設計深度后，即暫停抽水，觀測井內的水位恢復情況。（3）基坑開挖過程中，抽水開始后，每天觀測兩次水位；水位滿足基坑開挖要求，且趨于穩(wěn)定后，每天觀測一次。根據不同的開挖深度，計算降低承壓水頭高度，結合監(jiān)測數據，確定是否啟動相鄰疏干井，做到按需降水，以減少或降低對周邊環(huán)境的影響。（4）降水運行前，降水井應合理布設排水管道并便于接入施工現場排水設施；做好降水供電系統，配備獨立的電源線。（5）所有抽水井、控制箱、排水管上做好對應的標示，并在每次發(fā)生變動時進行相應的標示變更，便于抽水運行管理；供電電箱應定期進行檢查并備有檢查記錄。4.5.2各階段水位控制根據整體工期安排，基坑先施工西區(qū)基坑，待一期西區(qū)基坑完成±0以后，二期東區(qū)開始施工。根據勘察資料承壓水位標高約為1.77m。一期到底后基坑涌水量預計水量約為10000m3/d；二期到底后預計基坑涌水量約為7800m3/d。1）開挖過程中水位控制原則：（1）水泵放置深度可以隨開挖深度及降水效果動態(tài)調整，承壓水安全水位至少控制在開挖面以下0.5~1m。（2）由于場地開挖范圍內多為淤泥質土、淤泥質粉質粘土，因此需要提前降水，根據基坑施工情況，在施工混凝土支撐時，按向下一層施工面水位控制要求。（3）水位控制方式為逐步增加開啟降水井數目方式。（4）土方為分塊開挖，優(yōu)先開啟開挖位置降水井。表4.5.2-1一期西區(qū)承壓水位控制一覽表序號開挖位置開挖底標高（m）提前疏干控制水位（m）預計總涌水量（m3/d）預計開啟降水井數目（口）水泵功率（kw）額定流量（m3/h）備注1第一道支撐2.6-42700360.75~2.2kw5~15J1-2~J1-1412第二道支撐-3.4-84600610.75~2.2kw5~15J1-2~J1-1413第三道支撐-6.8-126500860.75~2.2kw5~15J1-2~J1-1414承臺底-10.55-20100001350.75~2.2kw5~15J1-2~J1-1415塔樓深坑-19.2-20100001350.75~2.2kw5~15J1-2~J1-141、J2-1~J2-27圖4.5.2-1一期西區(qū)按需降水工況示意圖表4.5.2-2二期東區(qū)承壓水位控制一覽表序號開挖位置開挖底標高（m）提前疏干控制水位（m）預計總涌水量（m3/d）預計開啟降水井數目（口）水泵功率（kw）額定流量（m3/h）備注1第一道支撐2.8-32300300.75~2.2kw5~15J3-1~J3-922第二道支撐-2.55-84600610.75~2.2kw5~15J3-1~J3-923承臺底-6.65-1578001040.75~2.2kw5~15J3-1~J3-924塔樓深坑-13.65-1578001040.75~2.2kw5~15J3-1~J3-92、J4-1~J4-28注：以上降水運行工況為初步設計，抽水運行過程中抽水井數、水泵功率根據水位情況動態(tài)調整圖4.5.2-2二期東區(qū)按需降水工況示意圖2）降水控制其他要求（1）降水井運行時抽水含砂量：含砂量的體積比≤1/100000。（2）隨挖土進行，按需降水，降水時應適量短時少抽。（3）降水運行應獨立配電。降水運行前，應檢驗現場用電系統。對于工程降水，特別是減壓降水，在正常的降水運行過程中，必須有合理的用電保障以滿足降水運行的需求。通常要求施工現場有兩路電源，一路網電、一路發(fā)電機組供電。降水運行中應保證網電停電后發(fā)電機組能及時供電，通過自動啟動的發(fā)電機組和自動切換的電箱供電，確保降水井連續(xù)正常運轉，避免影響降水效果甚至危害基坑安全。①－網電②－備用電源③－抽水設備圖4.5.2-3雙電源供電示意圖圖4.5.2-4具有自轉換功能的控制箱（4）降水井運行過程中，需要按時做好降水記錄，以便觀察基坑的降水效果。抽水井應每天記錄水泵工作時長，觀測井應每天記錄水位深度。圖4.5.2-5降水記錄表參考格式4.5.3東西區(qū)交界處及東區(qū)臨地鐵處降水運行要求（1）一期西區(qū)開挖時，考慮到基坑與東區(qū)交界處，存在東區(qū)地下水的補給，因此西區(qū)東側坑內降水井優(yōu)先開啟，盡量延長降水時間，保證交界處水位能夠滿足西區(qū)開挖要求。交界處配置水泵功率不小于2.2kW。（2）二期東區(qū)開挖時，考慮到基坑與西區(qū)交界處，受西區(qū)降水的影響，水位偏低，因此東區(qū)東側坑內降水井優(yōu)先開啟，以平衡降落漏斗。東區(qū)降水井大面積開啟后，西區(qū)降水井可視情況少抽，避免過度降水。（3）東區(qū)東側、南側臨近地鐵段，應嚴格遵循“按需降水”的要求，坑內觀測井水位宜控制在開挖面下1~3m，不宜低于開挖面以下3m，否則應適時少抽。加強坑外井的水位監(jiān)測，出現明顯下降時及時進行分析處理，必要時采取回灌措施。4.5.4回灌運行要求1）回灌水源：地下水中鐵、錳離子含量較高，氧化后形成絮狀沉淀，容易堵塞濾管及濾料，因此本次優(yōu)先采用市政自來水作為回灌水源。若基坑內抽取的地下水經水質處理后檢測合格，也可用作回灌水源。2）回灌井回揚：回灌過程中水攜帶大量氣泡進入井內，易形成水銹。因此，在回灌井中下入水泵，定期對回灌井進行回揚處理。具體運行管理要求如下：（1）坑外觀測井用于觀測坑外水位，每天觀測1次。（2）當觀測到坑外水位下降超過1.0m，且出現明顯沉降變形時，坑外觀測井便可用作回灌井，回灌至基坑降水工作結束或地下水位上升至初始水位以下1.0m左右。（3）回灌系統運行前，準確測量各觀測井水位，排設好回灌管路；回灌井靠近排水溝設置，防止回灌水溢出及排放回灌井回揚水。（4）為確?；毓喑掷m(xù)有效，對回灌井進行定期回揚處理，回揚周期視回灌水量衰減情況確定。當回灌流量明顯減少時，應立即進行回揚。（5）回灌期間對回灌設備和運行狀況進行維護檢查，每天檢查不應少于2次。每天對回灌總水量及地下水位進行觀測，觀測頻率為每天1次。（6）回灌時優(yōu)先采用重力回灌，并及時調整回灌流量，以應保持回灌井內水位在一定高度。若重力回灌效果不理想，采取壓力回灌，回灌壓力開始采用0.1Mpa，加壓間隔0.05Mpa，加壓時間間隔24h，最大壓力不宜大于0.5Mpa。（7）回灌過程中，若出現因圍護結構缺陷而導致的基坑管涌、滲水等情況，應立即停止回灌井運行，待堵漏完成后再進行回灌井運行。4.6降水井保護地下水是本工程重大風險源之一，降水井一旦破壞，將影響地下水控制，甚或是危害基坑安全，特別是坑內降水井破壞后補井難度大。因此，基坑開挖過程中，施工機械切不可碰撞降水井，必須保證降水系統的完好性。（1）井位盡可能靠近支撐邊，沿支撐的垂直向離支撐約80cm～100cm；井管口設置醒目標志；（2）降水井井管粘貼反光條及警示燈，嚴禁挖機等機械設備碰撞降水井；（3）坑內降水井采取搭設輔助工作平臺進行后期的運營管理與保護，見圖5-3；（4）為保證降水效果、后期封井，降水井管保留至運行結束，開挖過程中嚴禁割除井管；（5）隨著基坑開挖深度的不斷加深，井管的暴露長度不斷加大，確保安全，坑內降水井沿縱向與支撐通過鋼筋焊接加固。（6）基坑開挖過程中施工人員密切關注降水井與挖機位置關系，安排專人看守，下發(fā)挖機司機對講機保證及時提醒告知降水井位置。（7）安裝降水井故障警報裝置，通過在電路上安裝報警器，降水井故障時報警器進行報警，通知現場工人技師進行設備檢修。圖4.6-1降水井平臺搭設示意圖4.7基坑排水4.7.1基坑排水設施1）排水溝設置基坑抽水運行過程中，需要在基坑施工便道外側修建排水溝/排水管，確保降水運行排水的順暢，保障降水效果。排水溝/排水管有一定坡度，并與市政排水系統或者地表河溝相連，基坑排出的水經沉淀后排入雨水管網或地表水體。基坑排水溝深度、寬度不應小于50cm（詳見9.3節(jié)計算）。沿基坑周邊設置500*500排水溝，排水溝與市政管網接口處設置三級沉淀池，降水井抽出的水排向排水溝，經沉淀處理后排入市政管網。排水溝坡度不小于0.1％，以保證排水溝排水通暢。圖4.7.1現場排水系統示意圖由于本基坑開挖范圍內主要為淤泥質土，透水差，基坑降水除考慮普通管井降排水需求外，還需考慮雨季大氣降水造成基坑積水的情況出現，此時要加強明排疏干措施，詳見5.5節(jié)季節(jié)性施工措施。2）集水坑設置基坑內蓄雨面積較大，基坑施工時，需及時關注天氣情況，做好天氣預報工作。雨天來臨前，在正在施工的工作面周邊臨時布置一道截水溝，截水溝兩端用挖機開挖約1m深坑，下入污水泵抽水；或者由于雨天基坑低洼處自然匯集明水，將低洼處直接臨時用作集水坑，下入污水泵將明水排入坑外。3）排水能力各個基坑開挖前，利用降水試驗對排水溝排水能力進行檢驗。排水溝設置應滿足最大排水量需求。4）水質檢測降水正式運行前、后期應至少各采集一次降水井抽取的地下水的水樣，經檢測合格后方可排入市政管網。4.7.2基坑排水注意事項1）定時檢查各個集水坑水位情況，出現積水時開泵抽水，特別是下雨時，應每天巡查井內水位情況，及時開停污水泵。2）應及時對集水坑內沉淀物進行清挖，保證污水泵沉入水中的深度，避免因井內水位過淺而燒毀水泵。3）