广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构1标段【江泰路站—南洲站盾构区间】土建工程降水井施工方案编制：时间：审核：时间：批准：时间：中铁一局集团有限公司广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构1标段【江泰路站—南洲站盾构区间】项目经理部2005年11月广州轨道交通二、八号线延长线盾构1标段降水井施工方案一、编制依据1、广州市轨道交通二、八号线延长线工程盾构1标段【江泰路站～南洲站盾构区间】土建工程相关设计资料、合同文件、招标文件及投标文件；2、本标段工程地质勘测资料、现场调查资料及我公司在深基坑施工方面的丰富经验；3、国家现行有关施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及广州地区在安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定；二、工程概况1、工程概述本工程盾构始发井（兼做轨排井）及明洞段位于江泰路站南边渡线交叉处，其里程位置为YCK12+362.199～YCK12+462.399，包括围护结构其外包长度为100.2m，该部分采用明挖法施工。
盾构井外包长18.1米，宽27.7米，深21.23米，结构为双层双跨框架结构；轨排井及普通段外包总长为82.1米，宽23.2米，深20.973米，结构采用大跨度马蹄形断面。
该段基坑开挖深度约为22m，开挖总方量约5.8万立方米，基坑开挖范围内地层从上至下依次为：<1>人工填土层、<4-1>、<4-2>冲、洪积粘性土层、<3-2>砂层、<7>岩石强风化带、<8>岩石中风化带、<9>岩石微风化带。
2、工程地质及水文地质2.1 工程地质根据业主所提供的工程勘测资料（广东有色工程勘察设计院），本场区结合原位测试及室内试验资料，按成因、岩性、状态划分，将场地岩土分层简略描述如下表。
地质纵剖面图详见地质详勘报告。
表1 岩土分层及其特征表2.2 水文地质地下水类型主要有两种：一种为赋存于第四系松散土层中的孔隙水；另一种是赋存于基岩风化带中裂隙水。
第四系孔隙水主要赋存在海陆交互相粉细砂层<2-2>、冲洪积粉细砂层<3-1>、中粗砂层<3-2>中，第四系孔隙水具有一定的承压性，为承压水。
基岩风化裂隙水含水层主要赋存于中、微风化岩中的风化裂隙之中、含水层无明确界限，埋深和厚度很不稳定，其透水性主要取决于裂隙的发育程度和性质（包括裂隙闭合或形式、规模、充填物质，以及裂隙的组合形式、密度等）、岩石风化程度。
风化程度越高、裂隙充填程度越大，渗透系数则越小。
三、基坑降水设计及井点布置1、基坑降水目的基坑工程降水主要是为了使基坑内地面至基坑底以下一定深度内的土层疏干并排水加固，便于土方开挖，更有助于提高围护结构被动区及基坑内土体的强度和刚度，以确保基坑的顺利开挖和地下结构的施工，其中包括降低浅层潜水的地下水位，降低土体的含水率，提高土体的抗剪强度稳定性，防止发生流砂、管涌和基坑回弹隆起等。
2、基坑降水设计根据工程与水文地质特点、围护结构类型、基坑开挖方法及施工顺序等，进行基坑降水作业。
拟在基坑地下连续墙做完后并达到设计强度要求后，进行基坑内降水；由于基坑开挖深度在22m 左右，基底地层地质变化不大，均为<9>微风化地层。
根据地层情况及基坑深度，基坑降水降至基底以下1m 即可，因此降水井施工深度按22m 考虑。
井孔开挖直径为800㎜，井管选择直径为500㎜的钢筋笼外裹2层透水纱布及钢筋网。
基坑降水管井数量设计根据施工具体情况进行设计。
（1）降水计算设计井深22m ，井孔直径800mm ，井管选择500mm 砼管，单节长度2m ，便于开挖时随挖随拆卸，滤水管长度4m ，设计基坑水位降至基底以下1m ；1）影响半径Hk S R 2=式中：R —影响半径（m ） S —15.5m 为水位降低值（m ）， H —含水层厚度，取H ＝15.5m k —土层渗透系数，取k ＝3.5m/dm 3.2285.35.155.152=⨯⨯=R2）引用半径本段总长98.9米，则： 因为A/B ＝60/23.6＝3.2<5 式中：A-基坑长度 A ＝60 mB-基坑宽度 B ＝23.6 m 所以 r0＝πA ＝14.3606.23⨯＝21.3 m式中： r0---引用半径（m ） 3）单段基坑总涌水量)ln '/(ln )2(0r R S S H k Q --=π式中：Q —基坑总涌水量 S —基坑底水位降深，S ＝15.5mR ’—引用影响半径，R ’＝R+ r0＝249.6 m)9.18ln 6.249/(ln 5.15)5.155.152(5.314.3-⨯-⨯⨯⨯=Q＝1027.4m3/d4）单井出水量3⨯⨯=π ( d—井管直径，d＝0.35 m，l—滤管长度，l＝4 m)l65kdq⨯35.3⨯⨯=q＝432m3/d⨯65⨯35.014.345）井数、间距因为3q >1.1Q>q，所以60米一段做3口井。
6）本段明挖段要设5口井，井间距D＝98.9/5＝19.78m。
（2）管井布置沿基坑中线以19m左右间距并避开支撑设备布置。
四、降水井施工降水采用重力降水办法用深井泵抽水，局部辅以真空泵抽水。
深井降水在土方开挖前20天进行，每口深井配深井泵一台，每4口深井配真空泵一台。
深井真空抽气要连续不断，深井泵抽水则不连续进行，有水则抽，断水则停。
按时抽水，最初水位高，水量多，每次抽水出水时间长，间隔时间短，以后随水位下降，每次抽水出水时间短，抽水的时间逐渐放长。
1、降水井管构造及降水设施（1）井孔开挖直径为800㎜，井管选择直径为500㎜的钢筋笼外裹2层透水纱布及铁丝网，井内设通长砼滤管。
管外回填瓜米石至地面以下1～1.5米，上侧孔口部分用粘土填实。
回填时利用井管上设的对中线确保井壁四周填层厚度均匀。
井管构造见图2。
钢筋笼构造设计见图3。
（2）真空泵：采用双节真空泵，2S-185型。
每4根井管合成一组共用一台真空泵。
（3）深井泵：降水用QY-25型潜水电泵。
每井一台，并带吸水铸铁管或胶管，并配上一个控制井内水位的自动开关，在井口安装阀门以便调节流量的大小，阀门用夹板固定。
每个基坑有2台备用泵。
（4）集水井与排水明沟：井管內抽出的地下水排水集水井，再通过排水明沟接通附近下水道。
图2 井管构造示意图图3钢筋笼结构图（单位：mm）2、降水施工（1）降井施工流程见图4。
图4 降水施工流程图（2）降水施工方法和技术措施1）成孔可根据土质条件和孔深要求，采用冲击钻机成孔，钻孔直径800mm，用泥浆护壁，孔口设置护筒，以防孔口塌方，并在一侧设排泥沟、泥浆坑。
施工中控制孔斜偏差<1%。
A．钻孔桩成孔施工a．钻孔桩施工放线时，考虑各种施工误差等因素，在设计坐标外放0.12m(1/150H，H为基坑深)，且桩位偏差不大于50mm。
b．钢护筒的埋设①钢护筒用4～8mm钢板制成，内径大于钻头直径200mm.护筒顶部开设1～2个出浆口，并高出地面0.15～0.3m。
②护筒有定位、保护孔口和维持液位高差等重要作用，采用挖埋设置方法。
桩位经测设确定后，先在桩位处挖出比护筒直径大40cm的圆坑，然后在坑底填筑30cm～50cm 左右厚的粘土，分层夯实后安设护筒，护筒外围用粘土填筑夯实，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不大于50mm；③护筒底埋设深度：在粘性土层中不小于1.0m，在砂土中不小于1.5m，并保持孔内泥浆面高于地面水位1.0m以上；c．泥浆的制作及性能要求①搅拌泥浆选用膨润土；②泥浆的控制指标：粘度≤22s；含砂率不大于8％；胶体率不小于90％；③在粘性土中成孔时循环泥浆比重控制在 1.1～1.3；在砂土和较厚底夹砂层中成孔时，泥浆比重控制在1.2～1.3；在容易塌孔的土层中成孔时，泥浆比重加大至1.3～1.5；④施工中将经常测定泥浆比重，并经常测定粘度、含砂率和胶体率。
⑤泥浆制备、输送及回收利用连续墙施工的泥浆系统。
d．冲击成孔①开孔时低锤密击。
如果表土为淤泥、松散细砂等软弱土层，加粘土块夹小片石，反复冲击造壁，保证护筒底稳定；②必须保证泥浆供给，使孔内浆液面稳定；③在各种不同土层和岩层中钻进时，按下表施工要点进行。
表2 冲击成孔施工要点④开始钻基岩时低锤密击或间断冲击，以免偏斜。
如发现钻孔偏斜，要立刻回填片石至偏孔处上部0.3～0.5，重新钻进；⑤遇孤石时，用预爆或用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或挤入孔壁；⑥准确控制松绳长度，避免打空锤。
一般不用高冲程，以免扰动孔壁，引起塌孔、扩孔或卡钻等事故；⑦经常检查钢丝绳的磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活，防止吊钻。
e．垂直度控制①严格控制钻进速度；②钻头上方安装长度不小于三倍钻头直径的导向装置，以及相应的拉力自动装置；③当发生钻孔倾斜时，在孔内回填粘土或风化岩块至偏孔处上方0.5m，再重新钻进；④在钻进进程中，每进尺2米，将检查钻孔直径和竖直度；⑤桩的垂直度允许偏差不大于0.5％；f．桩孔排碴及检孔可以采用泥浆循环或抽碴筒等方法，视具体情况选定；如果采用抽碴筒排碴，在钻进4～5m深度以后，每钻进0.3～1m抽查一次，并及时补给泥浆。
每钻进4～5m深度时检孔一次，在更换钻头或容易缩孔处，均应检孔。
检孔器用钢筋焊接，直径与钻头直径相同，高度取直径的5倍。
g.桩孔清孔①孔壁土质较好、不易塌孔者，用空气吸泥机清孔；②孔壁土质较差者，宜用泥浆循环或抽碴筒抽碴清孔。
清孔后距孔底0.2～1m处的泥浆比重要控制在1.15～1.25，粘度≤22s，含砂率为≤8%；③清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆以保持孔内浆液面的稳定；④本工程中钻孔桩清孔后的孔底沉渣厚度不得大于150mm；B．钻孔桩功效分析表3 成孔机械功效表表4 工效分析基本资料1、净计时不包括保养，维修，下大雨，换班等因素。
2、效率系数中0.9是考虑“相关设备”，它考虑到外部的影响，如保养，维修，另一个0.9是“相关操作”的系数，它考虑到现场组织、排班的安排，大雨，开工滞后等因素。
3、表中挖孔时间以h计。
总结：根据以上工效分析，成孔平均需要102小时。
每口降水井施工约需7天完成。
2）探测孔深足够后按顺序下钢筋笼井管。
先仔细检查滤网（30目的尼龙滤网）包扎质量，然后轻提慢放并使井管居中，当上部孔壁缩径或孔底淤塞时，边向孔内注水边缓慢放入，禁止上下提拉或强行冲击。
3）在井壁间隙回填瓜米石至地面以下1米左右，孔口部分用粘土填实。
回填时利用井管上设的对中线确保井壁四周填层厚度均匀。
井管下入后，及时在井管与土壁间填充滤料。
粒径应大于滤网的孔径。
一般为3-8 mm瓜米石。
滤料必须符合级配要求，将设计规格上、下限以外的颗粒筛除，合格率要大于90%。
