深基坑开挖深井降水施工方案.doc
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1、南南京京洪洪武武路路污污水水管管道道工工程程 工工作作 井井基基坑坑降降水水 施施 工工 方方 案案 编制: 审核: 批准: 上上海海城城建建(集集团团)公公司司 2 20 01 11 1 年年 0 07 7 月月 1 14 4 日日 目目 录录 一、工程概况一、工程概况.4 二、编制依据二、编制依据.6 三、降水设计三、降水设计.6 3.1 降水目的.6 3.2 设计思路.6 3.3 降水井布置.6 四、降水效果预测及降水对环境影响的分析四、降水效果预测及降水对环境影响的分析.7 4.1 地下水渗流三维数学模型7 4.2 地下水渗流三维数值模型7 4.3 降水效果预测及沉降分析9 五、成井施
2、工工艺五、成井施工工艺.12 5.1 前期准备工作12 5.2 成孔施工12 5.3 洗井13 六、深井构造与设计要求六、深井构造与设计要求.14 6.1 深井构造.14 6.2 降水井质量验收标准15 七、降水运行七、降水运行.15 7.1 降水试运行15 7.2 正式降水运行管理15 八、供电系统八、供电系统.15 九、施工现场管理九、施工现场管理.15 9.1 施工组织计划15 9.2 现场质量管理措施.18 9.3 现场安全管理措施.22 9.4 现场文明施工管理措施23 9.5 奖罚管理措施25 十、施工进度计划十、施工进度计划.25 10.1 单井成井时间预估25 10.2 单机作
3、业成井时间预估26 10.3 成井施工安排26 10.4 施工计划进度26 10.5 施工进度保证措施.26 10.6 与其他队伍协调配合措施.28 十一、施工机械设备十一、施工机械设备.28 十二、环境保护应急预案十二、环境保护应急预案.29 十三、附图十三、附图.29 一、工程概况一、工程概况 南京市洪武路污水管道工程工作井基坑开挖深度,W16 号井 11.07m,基底 标高-1.15m,工作井为圆形,内径 6000mm,外径 7200mm,采用逆作法施工, W19 号井深度 11.30.,基底标高为-1.44,W21 号井深度 11.50,坑底标高- 1.76,施工过程中,采用拉森钢板桩
4、作为挡土结构,结合 1 排 800 高压旋喷 桩进行止水,搭接 300mm,桩长 20.00m。井内采用 800 高压旋喷桩进行口鞥 内土体加固。在洞口处采用 800 高压旋喷桩进行洞口土体加固。基坑围护平 面及剖面如图 1-1 和 1-2 所示。 本地区典型地质剖面柱状图如图 1-3 所示。 图 1-1 W16 基坑围护平面图 图 1-2 W19,W21 基坑围护平面图 图 1-3 典型地质柱状图 二、编制依据二、编制依据 1、 供水水文地质勘察规范 (GB50027-2001) 2、 建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99) 3、 建筑与市政降水工程技术规范 (JGJ/T111-98)
5、 4、 供水管井技术规范 (GB50296-99) 5、 建筑基坑支护技术规程 (GJ120-99) 6、 建筑工程施工质量验收统一标准 (GB50300-2001) 7、 供水水文地质手册 8、南京洪武路污水管道工程围护结构相关内容及图纸 其它现行国家、当地、行业有关设计规法与规程。 三、降水设计三、降水设计 3.1 降水目的降水目的 根据本工程的基坑开挖及基础底板结构施工的要求,本方案设计降水目的 为:及时降低下部粉砂层承压含水层的水头高度,防止基坑底部突涌的发生, 确保开挖施工时基坑底部的的稳定性。 3.2 设计思路设计思路 根据工程需求,本降水方案设计思路为: (1) 因本工程已经开挖
6、至坑底,且开挖过程中出现了涌砂现象,如在坑内布 置降压井,则成井施工等难度将非常大,因此本工程建议采用坑外降水。 (2) 本工程坑底已产生过突涌,为保障坑底开挖安全,需将水位降至坑底下 0.5m,即标高-1.615m。 (3) 降水过程中实时观测观测井井内水位,做到按需降水。 3.3 降水井布置降水井布置 通过地下水三维渗流分析,本基坑工程需在坑外布设 4 口降水井,井深 26m,滤管位置 1525m。井位平面布置及剖面图如附图所示。 四、降水效果预测及降水对环境影响的分析四、降水效果预测及降水对环境影响的分析 4.1 地下水渗流三维数学模型地下水渗流三维数学模型 根据本工程的承压含水层的特性
7、,以及围护情况,在计算时采用如下地下 水渗流三维数学模型: 2 11 0 0 ),.().,( ),().,(),( ),.().,(),( ),.( 2 1 zyxtzyxq n h k n h k n h k zyxtzyxhtzyxh zyxzyxhtzyxh zyx t h T E W z h k zy h k yx h k x z zz y yy x xx t zzyyxx 式中, ; ; ; 潜水含水层 承压含水层 y S S E 潜水含水层 承压含水层 B M T M S Ss 为储水系数; 为给水度; 为承压含水层厚度;S y SM m 为潜水含水层厚度;B m 分别为各向异性
8、主方向渗透系数; zzyyxx kkk,dm/ 为点在 时刻的水头值; h)(zyx,t m 为源汇项;为计算域初始水头值;Wd/1 0 h m 为第一类边界的水头值;为储水率 ; 为时间; 1 h m s Sm/1t d 为计算域;为第一类边界,为第二类边界; 1 2 nx、ny、nz分别为边界的外法线沿 x、y、z 轴方向单位矢量; 2 q 为上单位面积的侧向补给量(m3/d)。 2 4.2 地下水渗流三维数值模型地下水渗流三维数值模型 根据研究区的含水层结构、边界条件和地下水流场特征,对研究区域进行 网格划分,具体划分情况见下图4-1。 图4-1 离散模型三维网格划分 根据场地地层特征,
9、本工程中将地层由上向下概化为 5 层,降水目的层为 粉土、粉质粘土夹粉土、粉砂层,将其概化为三维空间上的非均质各向异性水 文地质概念模型,具体模型如图 4-2 所示。降水井可按边界条件进行概化,模 型中的设置如图 4-3 所示。 图4-2 三维模型地层参数划分图 图4-3 三维模型中抽水井示意图 4.3 降水效果预测及沉降分析降水效果预测及沉降分析 工况工况 1:坑外降水(四口降水井坑外抽水):坑外降水(四口降水井坑外抽水) 四口降水井井深 26m,滤管位置 1525m。初始水位标高取 7.0m。降水 15 天后水位降深如图 4-4 所示。 图4-4 粉砂层地下水水位预测等值线图 从以上模拟计
10、算可以看出坑外四口井群井抽水时,基坑内水位降至标 高-2m,能够满足基坑开挖要求。 降水引起的地面沉降预测如图 4-5 所示,周边最大沉降值约为 40mm。 图 4-5 降水引起的地面沉降预测图(网格间距 20 m) 工况工况 2:坑内抽水(两口降水井坑内抽水):坑内抽水(两口降水井坑内抽水) 两口井井深 24m,滤管位置 1723m。初始水位标高取 7.0m。降水 15 天 后水位降深如图 4-6 所示。 图4-6 粉砂层地下水水位预测等值线图 从以上模拟计算可以看出坑内两口井群井抽水时,基坑内水位降至标 高-2.3m-2.5m,能够满足基坑开挖要求。 降水引起的地面沉降预测如图 4-7 所
11、示,周边最大沉降值约为 25mm。 图 4-7 降水引起的地面沉降预测图(网格间距 20 m) 五、成井施工工艺五、成井施工工艺 5.1 前期准备工作前期准备工作 1、测放井位 根据降水管井平面布置图测放井位,井位测放完毕后应做好井位标记,方 便后续施工。如果布设的井点存在地面障碍物,应当设法清除障碍物,以利于 打井的进行。若地面障碍物不易清除或受其他施工条件的影响,无法在原布设 井位进行打井时,应与工程师及甲方及时沟通并采取其他措施,必要的时候可 对井位作适当调整。 2、埋设护口管 埋设护口管时,护口管底口应插入原状土层中,管外应用粘性土或草辫子 封严,防止施工时管外返浆,护口管上部应高出地
12、面 0.10m0.30m。 3、安装钻机 安装钻机时,为了保证孔的垂直度,机台应安装稳固水平,大钩对准孔中 心,大钩、转盘与孔的中心三点成一线,严把开孔关,钻头与钻杆连接处带两 根钻铤,并且,弯曲的钻杆不得下入孔内。 5.2 成孔施工成孔施工 施工机械设备选用 GPS-10 型工程钻机及其配套设备。成孔时采用正循环回 转钻进泥浆护壁的成孔工艺。 1、钻进成孔 疏干井开孔孔径为 550mm,降压管井开孔孔径为 600mm,成孔时均一径 到底;钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳,轻压慢转,以保证开孔钻进的垂直度。 对降压井,上部钻进采用轻压慢转,钻压为 1535KN,转速 2050rpm, 当钻头钻入深层
13、粘土层时,钻具阻力会加大,进度缓慢。这时,不可加大压力 和加快转速,以免造成钻孔偏斜。当钻具全部进入砂层后,可适当加压,提高 转速。如果成孔过程中遇到注浆层钻进时,钻具采用环状带扦头钻进。遇卵石 等硬质地层,采用牙轮钻头钻进。 成孔施工采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆密度控制在 1.101.15,当 提升钻具或停工时,孔内必须压满泥浆,以防止孔壁坍塌。 2、清孔换浆 钻孔钻进至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底 0.50m,进行冲孔清 除孔内杂物,同时将孔内的泥浆密度逐步调至 1.10,孔底沉淤小于 30cm,返出 的泥浆内不含泥块为止。 3、下井管 井管进场后,应检查过滤器的缝隙是否符合设
14、计要求。首先必须测量孔深, 并对井管滤水管逐根丈量、记录。封堵沉淀管底部,为保证沉淀管底部封堵牢 靠,下部封堵铁板不小于 6mm。 其次要检查井管焊接,井管焊接接头处应采用套接型,套接接箍长 20mm, 套入上下井管各 10mm;套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀,无砂眼,焊缝堆 高不小于 6mm。 检查完毕后开始下井管,下管时为保证滤水管居中,在滤水管上下两端各 设一套直径小于孔径 5cm 的扶正器(找正器) ,扶正器采用梯形铁环,上下部扶 正器铁环应 1/2 错开,不在同一直线上。 4、埋填滤料 填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底 0.30m0.50m,井管上口应加闷头密 封后,从钻杆内泵送泥
15、浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外 由井管与孔壁的环状间隙内返浆,使孔内的泥浆密度逐步调到 1.05,然后开小 泵量按前述井的构造设计要求填入滤料,并随填随测填滤料的高度。直至滤料 下入预定位置为止。 填滤料时,根据孔口返水情况调整泵量。填滤料过程中要跟踪滤料上返高 度,当滤料密实到设计高度后,向井管与孔壁间投粘土球止水,粘土球采用直 径5cm 优质风干粘土球,粘土球上部用粘土块填孔密实。 5.3 洗井洗井 在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水,待井能出 水后提出钻杆再用活塞洗井。活塞直径与井管内径之差约为 5mm 左右,活塞杆 底部必须加活门。洗井时,活塞必须
16、从滤水管下部向上拉,将水拉出孔口,对 出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动,冲击孔壁泥皮,此时应向井 内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后,可换用空压机抽水洗井, 吹出管底沉淤,直到水清不含砂为止。 洗井完毕后,可以下泵试抽。试抽成功,代表该井成孔完毕,可以投入使 用。 六、深井构造与设计要求六、深井构造与设计要求 6.1 深井构造深井构造 1、井口:井口应高于地面以上 0.50m; 2、井壁管:井壁管均采用焊接钢管,降水井的井壁管直径 273mm;(外 径) ; 3、过滤器(滤水管):降水井所有滤水管外均包一层 30 目40 目的尼龙 网,滤水管的直径与井壁管的直径相同; 4
17、、沉淀管:沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用, 沉淀管接在滤水管底部,直径与滤水管相同,长度为 1.00m,沉淀管底口用铁 板封死。 5、填滤料(中粗砂):降压井的滤水管部位围填磨圆度较好的滤砂(中粗 砂) ,填入部位从井底向上至过滤器顶部以上 2.03.0m。 6、填粘性土封孔:在粘土或滤砂的围填面以上采用优质粘土填至地表并夯 实,并做好井口管外的封闭工作。 7、各井的结构及过滤器的安装部位见附图。 6.2 降水井质量验收标准降水井质量验收标准 1、井身偏差:井身应圆正,井的顶角及方位角不能突变,井身顶角倾斜度 不能超过 1 度。 2、井管安装误差:井管应安装在井的中心,
18、上口保持水平。井管与井深的 尺寸偏差不得超过全长的正负千分之二; 3、井中水位降深:抽水稳定后,井中的水位处于安全水位以下。 七、降水运行七、降水运行 7.1 降水试运行降水试运行 试运行之前,准确测定各井口和地面标高、静止水位,然后开始试运行, 以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求;也是通过试运行,确定 降水井在土方开挖的启用时间和顶管施工的启用时间。 7.2 正式降水运行管理正式降水运行管理 1、抽水需要每天 24 小时派人现场值班,并做好抽水流量记录; 2、降水井要配备独立的电源线。降水运行前降水工人应熟悉电路切换,以 确保降水连续进行,避免应供电无法保证造成井底突水; 3、降
19、压工作应在地下构筑物施工至上部结构自重和下伏承压含水层的顶托 力平衡后才可停止降水; 4、降水结束提泵后应及时将井注浆封闭,补好盖板。 八、供电系统八、供电系统 本工程降水用电量较大,用电高峰时,很容易出现供电不足或者断电的状 况,因此,在施工准备前必须准备用电应急预案,以备不时之需。 九、施工现场管理九、施工现场管理 9.1 施工组织计划施工组织计划 1、指导思想 按项目法施工管理原则,结合本工程特点,为实现优质、高效、安全、低 耗地完成本工程施工任务,建立强有力的现场施工管理项目部。项目经理为管 理核心,全负责工程质量、进度、安全文明施工,成本控制及外部环境的协调 等工作。组成人员职责分明
20、,相互协作。 2、项目施工组织管理网络图 本工程采用作业层、项目层、公司层三级管理模式,通过各级的负责人负 责各级工作,协作完成项目管理。项目施工组织管理网络图如下: 3、主要岗位人员职责 岗位主要职责 项目经理 本工程施工的组织者,是工程质量直接负责人,对履行合同负责,杜绝 质量安全事故,本工程一次交验合格,人员、材料、设备、工艺方法和施工 等几个方面因素控制好,确保生产工序质量的稳定。对工程质量、安全、工 期、文明生产领导责任,严格按质量计划作业指导书施工。组织工程竣工验 收等工作。 现场负责 本工程施工的组织者和管理者,是工程质量主要负责人,对履行合同负主 要责任,杜绝质量安全事故,杜绝
21、质量安全事故,本工程一次交验合格,对人 员、材料、设备、工艺方法和施工等几个方面因素控制好,确保生产工序质量 的稳定。对工程质量、安全、工期、文明生产领导责任,严格按质量计划作业 指导书施工。项目经理不在时行使项目经理职责,配合工程工程竣工验收等工 现场负责技术负责 成 井 运 行 班 抽 水 运 行 班 项目经理 资 料 员 施 工 员 质 量 员 材 料 员 安 全 员 测 量 员 作,对项目经理负责 技术负责 对本项目技术质量工作负直径责任,核对业主提供的技术资料图纸,施工 组织设计与成井报告的编写与送审,施工工序质量控制、签证、质量记录控制 (原始资料收集整理、保存等),统计技术应用,
22、负责现场检验、测量、试验设 备的控制以及纠正和预防措施指定,审查采购物资的技术要求,竣工报告编写 送审和工程质量验收、资料提交。 质检员 工序质量监督检查与验收,填写开孔令,隐蔽工程验收,施工中一般合格 项目评审与处置,材料检验、半成品状态标识及质量记录资料 施工员 总施工员负责生产调度,作业计划调整,保证均衡生产,总施工员填写施 工日记,负责工序调度,组织,相关纠正、预防措施督促执行,事故预防与处 理、器具搬运。 安全员 检查督促安全与文明生产措施落实,纠正不安全行为,生产设备检验、 安全装置的检查。现场员工安全教育培训,上岗证书检查,安全日记填写。 材料员 确保材料,对材料质量进行初检、进
23、程材料物资签收、发放、登记保管。 测量员 严格按施工图纸进行测量放样,记录测量成果,控制井位放样偏差,同时 对以后的井位进行复测。 4、劳动组织计划 9.2 现场质量管理措施现场质量管理措施 本工程的施工质量必须达到一次性验收 100%合格,符合设计及规范要求。 我公司将根据质量保证体系的要求,通过全员、全过程、全面的控制来达到这 一目标。 1、质量保证体系 我公司根据 GB/T19001-2000 标准,形成并建立文件化的公司质量管理体 系,对公司内部的各项质量管理活动加以规范和指导,对过程加以控制、实施、 保持和改进。对质量管理体系所需的过程进行了识别,明确了相互关系、运行 程序、方法及控
24、制准则。 (1)施工管理模式 公司通过职能部门和分公司检查、监督、帮助和指导,项目经理部具体实 施的管理模式对工程进行质量管理。 (2)项目部质量管理网络 按项目法施工管理原则,结合降水工程的特点,建立项目部质量管理网络, 实施对降水工程主要工序的控制,确保降水的施工质量和运行质量。 岗位定员主要职责范围 焊工1 人负责维修、保养和修理各种机具,协助设备安装。 机修班 电工1 人负责维护、保养和修理各种电器设备,负责各种电器线路。 机长1 人 服从项目统一安排,认真组织本机施工,对本机的安全、质量 和效率负责。 班长2 人及时完成机长安排的工作,对本班的安全、质量和效率负责。钻井队 钻工12
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