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1、苏州轨道交通4号线土建工程-TS-01标苏虞张路站降水方案编制：审核：批准：中铁十九局集团有限公司苏州轨道交通-TS-01标项目经理部二一三年五月七日目 录1 工程概况12 降水目的13 设计依据14 场区工程地质与水文地质条件14.1工程地质条件14.2 水文地质条件35 降水工程分析与计算45.1基坑底板稳定性计算45.2降水方案设计思路45. 3疏干井分析计算55.3 总工作量56 成井运行66.1 成井基本要求66.2 疏干井运行67 成井工艺67.1 工艺流程67.2 设备选型67.3 施工技术要求77.4 成井施工控制表88 降水保证措施98.1 技术保证措施98.2 质量保证措施
2、109 安全运行应急预案119.1 电源保证119.2 排水保证119.3 井管保护119.4 监测措施1110 附图121 工程概况苏州4号线1标段苏虞张路为地下二层车站。端头基坑深度18.1m，标准段基坑深度16.6m。场地标高为2.8m。2 降水目的根据本工程的基坑开挖及基础底板结构施工的要求，本次降水的目的：降低基坑内开挖土体的含水量，便于基坑开挖的顺利进行。3 设计依据1) 供水水文地质勘察规范(GB50027-2001)；2) 建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98)；3) 供水管井设计施工及验收规范(CJJ10-86)；4) 建筑地基基础设计规范(GB50007-20
3、02)；5) 建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300-2001)；6) 设计方提供的基坑围护设计资料；7) 岩土工程勘察报告。4 场区工程地质与水文地质条件4.1工程地质条件开挖范围内主要土层为3素填土、1粘土层、2粉质粘土、3粉土、2粉土，基底处于1粉质粘土层和1粘土层，围护结构深入到2粉土夹粉质粘土层。根据江苏省苏州地质工程勘察院提供的苏州轨道交通4号线（主线）岩土工程初步勘察报告（勘察编号：2010K310）钻探结果显示，拟建轨道交通4号线的沿线70.3m以浅地基土土层为第四系全新世至早更新世沉积的疏松沉积物，以粘性土为主，间夹砂性土。根据地质资料，本站地层层序自上而下依次为：1淤
4、泥层：灰黑色，流塑，富含有机质，有腥臭味，有时含少量碎石及生活垃圾，主要分布在沿线各河道内，层厚0.300.50m，层底标高-0.250.05m，压缩性高，工程特性极差。3素填土层：褐黄灰灰黄色，松散松软，以粘性土为主，含植物根茎，夹少量碎石砖，局部勘探点表层含建筑垃圾及夹淤泥层，属第四纪全新世（Q44）近代人工堆积物，层厚1.008.10m，层底标高-4.791.77m。1粘土：褐黄灰黄色，可塑为主，局部硬塑，含铁锰质结核，夹灰色条纹。为第四纪晚更新世（Q32-3）冲湖积相沉积物，层厚1.904.20m，层顶标高-2.40-1.76m。2粉质粘土：灰黄青灰，可塑为主。含铁锰质斑点及灰色团块，
5、下部夹薄层粉土，局部粉土含量高。为第四纪晚更新世（Q32-3）冲湖积相沉积物，层厚1.006.30m，层顶标高-5.44-2.03m。3粉土：灰黄灰色，稍中密，饱和。夹少量薄层粉质粘土，含云母碎片，标贯击数平均值N16.0。为第四纪晚更新世（Q32-3）冲湖积相沉积物，层厚1.004.60m，层顶标高-8.91-4.40m。2粉砂或粉土：灰黄灰色，中密为主，饱和。夹薄层粉质粘土，局部为粉砂，含云母碎片，标贯击数平均值N16.6，为第四纪晚更新世（Q32-2）海陆交互相沉积物，层厚0.909.00m，层顶标高-10.55-6.24m，。1粉质粘土：灰色，软塑流塑。薄层理发育，夹少量粉土薄层。为第
6、四纪晚更新世（Q32-2）海陆交互相沉积物，层厚1.5018.80m，层顶标高-18.89-7.33m。1粘土：暗绿灰黄色，可塑硬塑。含灰色团块、条纹、铁锰质斑点，下部见铁锰质结核，偶夹薄层粉质粘土。为第四纪晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积物，层厚1.9010.80m，层顶标高-21.10-13.40m。2粉质粘土夹粘土：灰黄青灰，可塑为主，局部软塑。含铁锰质斑点，局部粉粒含量高，下部夹少量薄层粉土。为第四纪晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积物，层厚3.5015.40m，层顶标高-31.04-21.96m。1粉质粘土：青灰灰色，软塑流塑。薄层理发育，夹少量薄层粉土。为第四纪晚更新世（Q32-
7、1）冲湖积相沉积物，层厚1.4013.50m，层顶标高-36.32-27.39m。2粉土或粉砂：灰色，密实为主，饱和。局部为粉砂，相城段以粉土夹粉质粘土为主，粉砂主要矿物成分为石英、长石，含云母碎片，为第四纪晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积物，层厚2.107.80m，层顶标高-38.37-27.90m。3粉质粘土：青灰灰色，软塑。薄层理发育，夹少量薄层粉土。为第四纪晚更新世（Q32-1）冲湖积相沉积物，层厚2.7011.40m，层顶标高-41.69-34.50m。4.2 水文地质条件根据地下水埋藏条件，可将本车站地下水分为孔隙潜水、微承压水、承压水。孔隙潜水含水层潜水含水层主要由全新统Q4填
8、土层组成，勘察期间苏州测得潜水稳定水位为地面下1.01.50m左右，标高1.461.48m，据区域水文资料，苏州市历史最高潜水位为2.63m，近35年最高潜水位2.50m（1985国家高程基准），最低潜水位标高为0.21m，潜水位年变幅一般为12m。该层水对基坑开挖有直接影响。微承压水微承压水含水层由晚更新世沉积成因的3、3粉土、2粉土或粉砂层组成，其隔水顶板为1、2粘性土层，隔水层底板为1、2粘性土层，具微承压性。据实测结果，微承压水水头标高在-0.201.90m，该层为对车站基坑开挖有直接影响的含水层。富水性主要受含水介质厚度制约。该含水层的补给来源主要为潜水和地表水。据区域资料，苏州市历
9、年最高微承压水头标高为1.74m，近35年最高微承压水水位为1.60m左右，年变幅1m左右。本车站所处地层含有微承压水的为3粉土与2粉砂或粉土层，围护结构已将含有微承压水的土层截断。承压水根据钻探结果，承压水含水层由晚更新世沉积成因的土层组成，主要为2、4粉土或粉砂层，具承压性，属于本区第I承压水。据4号线实测资料，其水头标高在-0.225-2.92m之间。该含水层的补给来源主要为承压水的越流补给及地下迳流补给，以地下迳流及人工抽吸为主要排汇方式。据区域资料，承压水水头标高在-2.70m左右，年变幅1m左右。 苏虞张路站承压水埋藏较深对基底稳定性无影响。5 降水工程分析与计算5.1基坑底板稳定
10、性计算基坑底面设计标高以下存在承压含水层，开挖过程中，必须有效控制承压水水头埋深，防止基坑发生突涌事故，因此，必须进行基坑突涌稳定性分析。基坑底板抗突涌稳定条件：在基坑底板至承压含水层顶板之间，土的自重压力应大于承压水含水层顶板处的承压水顶托力，可按下式进行承压水位控制：式中： F -安全系数（取1.05）hs -基坑开挖深度（m）D -安全承压水头埋深值（m）H -承压含水层顶板埋深值（m）s -基坑底板至承压含水层顶板间的土层重度的层厚加权平均值（取18.00kN/m3）w -地下水的重度（10.00kN/m3）端头基坑深度18.1m，标准段基坑深度16.6m.根据勘察资料，承压含水层初始
11、水头埋深按较为不利考虑为5.5m。基坑标准段及端头井段，2层承压含水层顶板最浅埋深按30.7m考虑；则临界开挖深度为17.0m，则标准段及端头井段不需减压降水。 5.2降水方案设计思路针对本工程特点，充分利用我公司的降水设计及地下水控制经验，采用以下措施解决降水工程中的难点： 对于坑内浅层潜水，采用深井降水措施，对坑内浅层土体进行疏干降水。 由于本基坑围护结构深入到2粉土夹粉质粘土层，未进入含水层，对2层承压含水层不需考虑。5. 3疏干井分析计算为确保基坑顺利开挖，需降低基坑开挖深度范围内的土体含水量。开挖范围内主要土层为3素填土、1粘土层、2粉质粘土、3粉土、2粉土，基底处于1粉质粘土层和1
12、粘土层，围护结构深入到2粉土夹粉质粘土层。坑内疏干井数量按下式确定： n = A / a井 式中：n 井数(口)； A 基坑需疏干面积 (m2)；a井 单井有效疏干面积 (m2)；基坑降水面积约为9300m2，综合考虑按每200m2布设，拟布置47口疏干井，端头井井深25m，标准段井深23m。为了检查降水效果及信息化施工，按照20%的标准另设置10口备用观测井。坑外按照间距120m,设置10口观测井，井深与端头井相同，当坑外水位大幅度下降时，可考虑维护渗漏，及时上报。4个出入口各布置两口井，井深18m。5.3 总工作量工作量详见下表：降水工作量表区域井号孔径(mm)管径（mm）井深(m)数量滤
13、管(m)端头井S1-S4，S44-S475502732584-18标准段S5-S4355027323394-16坑内备用观测井BG1-BG1055027323104-16出入口S48-S5755027318104-10坑外观测井G1-G1055027325104-186 成井运行6.1 成井基本要求 必须在围护结构及止水帷幕全封闭后才能进行坑内成井施工。 地基加固（如旋喷桩加固）施工结束后，方可进行成井施工，否则地基加固会影响成井质量。 疏干井的成孔必须严格按照设计深度施工。6.2 疏干井运行 疏干井降水应在基坑开挖前15-30天或更早进行，以保证有效降低开挖土体中的含水量，确保基坑开挖施工的
14、顺利进行。 根据开挖进度，井内水位应控制在基坑开挖面以下一定深度内。基础底板施工完成后，包括养护阶段和地下室及上部结构施工阶段，应由设计单位提供基础及上部结构的抗浮力，在确保承压水水头压力不大于抗浮力的情况下，逐步减少疏干井的开启数量，直至静止水位情况下水头压力不大于抗浮力，降水全部结束。应由总包单位出具“停止降水通知书”后，才能终止降水工作。7 成井工艺7.1 工艺流程准备工作钻机进场定位安装开孔下护口管钻进终孔后冲孔换浆下井管稀释泥浆填砂止水封孔洗井下泵试抽合理安排排水管路及电缆电路试验正式抽水记录。7.2 设备选型 本工程降水井孔径为钢管650mm，本工程钻井设备选用GPS-10型钻机，
15、成孔采用正循环自然泥浆造浆，泥浆护壁回转钻进成孔，钻头选用带保径圈的三翼钻头，钻头直径按设计及规范要求选用钢管630mm。根据施工经验，使用这些钻头施工稳定性好，能确保成孔质量，能有效控制成孔中的缩径现象，为确保工程质量奠定基础。7.3 施工技术要求7.3.1准备工作合同签订后，即开始施工部署，首先组建项目经理部，落实材料和人员，合理安排人财物，与甲方及工地上各相关单位保持密切协作。7.3.2 材料到位专人负责进料，工程师核定，确保井壁管、过滤管、填砂、粘土等材料的质量。材料不到位，质量不符合要求不能开钻。7.3.3 进出场、定位、埋设护孔管由甲方提供“三通一平”，钻机进场。钻井井位确定后应由
16、甲方签字认可，基础牢固，应放在硬粘土或碎石道渣上。钻机安放稳固、水平、护孔管中心、磨盘中心、大钩应成一垂线。埋设护孔管要求垂直，并打入原状土中10-20cm，外围用粘土填实夯实，井管、砂料到位后才能开钻，钻孔孔斜不超过1（对转盘采用水平尺校平），要求整个钻孔孔壁圆整光滑，钻进时不允许采用有弯曲的钻杆。7.3.4 钻进清孔钻进中保持泥浆比重在1.11.2，尽量采用地层自然造浆，整个钻进过程中要求大钩吊紧后徐徐给进（始终处于减压钻进），避免钻具产生一次弯曲，特别是开孔口不能让机上钻杆和水接头产生大幅摆动。每钻进一根钻杆应重复扫孔一次，并清理孔内泥块后再接新钻杆，终孔后应彻底清孔，直到返回泥浆内不含
17、泥块，返出的泥浆含砂量12%后提钻。7.3.5 下井管按设计井深事先将井管排列、组合，下管时所有深井的底部按标高严格控制，并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔，每节井管的两端口要找平，其下端有45度坡角，焊接时二节井管应从二个方向找直，并有二人对称焊接，确保焊接垂直，完整无隙，保证焊接强度，以免脱落。为了保证井管不靠在井壁上和保证填砂厚度，在滤水管上下部各加一组扶正器4块，保证环状填砂间隙厚度大于200mm，过滤器应刷洗干净，过滤器孔径均匀且不小于2cm，外包一层3040目滤网。下管要准确到位。自然落下，稍转动落到位，不可强力压下，以免损坏过滤结构。井管到位后下钻杆泥浆稀释到1.05左右，在稀
18、释泥浆时井管管口应密封，使泥浆从过滤器经井管与孔壁的环状间返回地面，稀释泥浆应逐步缓慢进行。7.3.6 填砂稀释泥浆比重在1.05后关小泵量，将填砂徐徐填入，并随填随测填砂顶面的高度，不得超高。降压井填砂应严格填砂规格与级配，填砂为砾砂d50为地层砂d50的8-12倍，井管直径273mm，水平向填砂厚度不小于150mm，填砂高度严格按设计图纸进行。7.3.7 止水降压井在填砂顶部填5m厚的优质粘土，以上再用普通粘性土填实，一直填到地面，才能开始活塞洗井。疏干井上部2m左右用普通粘性土填实就可以了。7.3.8 洗井疏干深井采用空压机洗井方法，要求洗井到水清砂尽为止，确保洗井质量。降压深井拟采用活
19、塞空压机联合洗井方法，先用空压机洗井，待出水后改用活塞洗井，活塞洗井一定要将水拉出井口，形成井喷状，要求洗井到清水，然后再用空压机洗井并清除井底存砂。成井后水的含砂量达到凿井验收标准，确保洗井质量。7.3.9下泵抽水降压井：安装泵体要稳，泵轴垂直，深井下泵深度在40m左右，连接好排水管及电源线路进行试抽水，测定井内水位及观测孔水位变化及流量。疏干井：成井施工结束后，试抽水，深井潜水泵安放在离井底1m的位置。7.4 成井施工控制表序号检验项目质量标准检查方法责任人成孔阶段井 位650mm测量钻头质量员泥浆比重1.15-1.20比重计机长质量员沉渣厚度：300mm测 绳机长质量员成井阶段泥浆比重1
20、.05-1.08比重计机长质量员井管及滤管长度500mm钢 尺质量员填砂厚度+1000mm测 绳机长质量员粘土厚度+1000mm测 绳机长质量员洗 井井喷状目 测项目工程师抽水安装泵5m钢 尺质量员水位20mm水位计测量员等流量2m3/h水 表测量员等8 降水保证措施8.1 技术保证措施8.1.1 降水试运行在开始降水运行之前，准确测定各井口和地面标高，测定静止水位，安排好抽水设备、电缆及排水管道作试运行，以保证抽水系统完好。抽出来的水应排入场外市政管道中，以免抽出的水就地回渗，影响降水效果，坑内的降雨积水应立即排出坑外，尽量减少大气降水和坑内积水的入渗。8.1.2 正式运行 降水运行应与基坑
21、开挖施工互相配合。 在开挖前提前抽水，开挖前须保证有二周左右的预抽水时间，开挖阶段的降雨积水派专人负责，及时抽干。 降水运行阶段对坏掉的泵应及时调泵并修整。 降水阶段开始时排在0.00m平台上，随着施工进程和降压深井的运行，疏干深井井管可以割下去，井管暴露部分随开挖进度分层分割并回收。当基坑开挖到底后，疏干深井直接拔除，不需要封井处理。8.1.3 降水运行注意事项 所有降水深井的井管口设置醒目标志，做好标识工作，与挖机施工人员做好井管保护工作。挖土时在靠近井管部位时尽可能使用人工扦土，避免对井的损坏。 降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员应认真做好各项质量和观测水位变化的记录，做到准
22、确齐全。降水运行过程中对降水运行的记录，对停抽的井应及时测量水位，每天12次，降水分包负责将每天的降水运行记录提交一份给总包、监理及其他相关单位，对于水位出现的异常应及时分析整理。 降水运行阶段，电源必须保证，如遇电网停电，须提前二个小时通知，以便及时采取措施，确保降水的效果。8.2 质量保证措施8.2.1 技术交底施工质量标准及技术交底工作要严格按供水管井技术规范降水方案设计要求的各项规定进行开工前进行技术交底。8.2.2 交接班制度施工交接班质量检验要贯彻下岗检查的精神，严格执行“班组施工十不交制度”。8.2.3 施工质量检查施工现场必须坚持“三检”制度，即操作人员自检，班与班之间互检，质
23、量员和监理专检，检查内容必须有记录和整顿措施。8.2.4 资料处理工程资料由分包技术人员和项目工程师统一收集、整理、存放，并按要求报有关单位。8.2.5 降水井质量验收标准 井深的弯曲度：井身应圆正，井的顶角及方位角不能突变，井斜不超过1度。 井管的安装误差：井管应安装在井的中心，上口保持水平。井管与井深的尺寸偏差不得超过全长的2，过滤管安装上下偏差不得超过30 mm。 井的含砂量：抽水稳定后，降压井水含砂量不得超过1/10000（体积比）。 井出水量：单井出水量基本稳定，计算井损失小于4m。9 安全运行应急预案降水成功与否直接关系到整个工程的安全，所以在施工过程中不能忽视一些影响降水安全的因
24、素。9.1 电源保证为了保证不间断降水，在施工现场除提供一路工业用电外，另外配备一台柴油发电机，发电量为75KW，为了保证柴油发电机处于完好状态，还应定期（12周）试运行一次，发电机进行模拟演习，保证应急时柴油发电机必须能够即时发动供电，施工现场临时用电电路采用双向闸刀，以确保工业电与柴油发电机供电自由切换，保证应急时必须全部发动供电，保证在基坑开挖过程中降水不得中断。9.2 排水保证排水是否正常将直接影响降水运行，施工现场必须合理布置排水沟，以能够迅速将大量地下水排入城市管道中。9.3 井管保护基坑开挖时注意保护降水井管，降水井管一般直径273mm，壁厚4-6mm，管材强度不是很高，经不起一
25、些机械设备的碰撞和冲击，降水单位必须保证井管连接的焊接质量。坑内挖土时，挖机等不要直接碰撞坑内井管，井周边的土不得用挖机操作，可以人工扦土，并要有专人指挥。坑内所有深井的孔位根据深基坑的支撑图正确定位，不能与设计的支撑相碰，坑内的疏干深井随基坑开挖深度逐步割除多余的井管。对每口井设置醒目标志，并且对可能受车辆行走的电缆线以及管路部位加以防护，并且抽水人员加强对现场的巡视力度。9.4 监测措施因基坑开挖深度比较深，必须委托专业监测单位对基坑围护结构和周边环境进行监测，加强信息化施工，监测数据必须提交一份给降水单位，对周边环境出现异常情况，监测单位必须通知降水单位，使降水单位根据数据实时调整抽水井数以及抽水井位置。在合理的工作程序下，基坑开挖应加快进度，让基坑暴露的时间缩短，减少因开挖产生的沉降变形量。同时当基坑开挖时发现基坑内疏干深井的单井出水量没有显著的减少时应考虑上部第3、2层处地墙是否渗漏，发现地墙渗水的地方，及时阻漏，减少上层粘土层的固结变形，而引起基坑外水位的变化。10 附图附图01 降水井平面布置图附图02 降水井结构剖面示意图
