梨园站基坑降水专项施工方案.docx
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梨园站基坑降水专项施工方案
目录
1编制依据、范围及原则1
1.1编制依据1
1.2编制范围1
1.3编制原则1
2工程概况1
2.1工程简介1
2.2场地水文地质条件2
2.2.1场地地层2
2.2.2场地水文地质特征4
2.2.3地下水对基坑开挖的影响与处理措施4
2.3工程施工条件5
2.3.1交通条件5
2.3.2生活、施工用水5
2.3.3生活、施工用电5
2.3.4用电应急措施6
3工程重难点分析及对策6
3.1工程特点6
3.2工程重难点分析及对策6
4施工进度计划安排8
5基坑降水设计及施工工艺8
5.1降水技术要求8
5.2降水设计及施工工艺8
5.2.1降水井设计8
5.2.2方案经济性必选9
5.3降水施工10
5.3.1质量标准10
5.3.2相关要求11
5.3.3施工工艺11
5.4降水运行13
5.5施工降水过程的管理14
5.6施工降水过程的管理14
5.7降水施工中应注意事项15
6资源配置计划15
6.1材料准备15
6.2主要机具设备15
6.3人员投入情况15
7施工安全保证措施16
7.1降水井的保护措施16
7.2降水对周边建筑物的影响及保护措施16
7.2.1降水对周边建筑物的影响16
7.2.2周边建筑物的保护措施16
7.3施工监测与降水维护17
7.3.1监测内容17
7.3.2监测要求18
7.3.3降水监测18
7.3.4降水维护18
8其他技术保证措施18
8.1质量保证措施18
8.2文明施工保证措施19
8.3封井措施20
9附图21
梨园站基坑降水专项施工方案
1编制依据、范围及原则
1.1编制依据
（1）《武汉市轨道交通8号线一期工程梨园站车站结构设计》（中铁隧道院及中铁大桥勘测院）；
（2）《武汉市轨道交通8号线一期工程梨园站岩土工程勘察报告》（武汉市政工程设计研究院有限责任公司）；
（3）《基坑工程技术规范》（DB42/159-2012）；
（4）《基坑管井降水工程技术规范》（DB42/T830-2012）；
（5）《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）；
（6）《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）；
（7）《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；
（8）《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）；
（9）《供水管井技术规范》（GB50296—99）。
1.2编制范围
本方案适用于武汉轨道交通八号线一期工程土建施工4标梨园站基坑降水工程。
1.3编制原则
根据工程地质、水文地质及周边环境的特点，结合本工程施工特点，使用既经济又实用技术，确保工程安全。
2工程概况
2.1工程简介
车站主体起点里程DK16+797.200，终点里程DK17+202.900；有效站台起点里程DK16+984.000，有效站台终点里程DK17+170.000，有效站台中心里程为DK17+054.000。
车站设计总长度为405.7m，车站结构包括车站主体和附属部分。
车站为地下两层单柱两跨（部分双柱三跨）岛式13m站台车站，站前设交叉渡线。
结构型式采用整体式钢筋混凝土箱形框架结构，中心里程处标准段结构外包尺寸为22.5x18.44m。
本站西端区间采用盾构法施工，东端预留盾构条件，根据总体工程筹划，西端左线为盾构接收，右线为盾构始发。
车站采半明半盖挖法施工，采用地下连续墙+内支撑系统支护。
顶板以上覆土约3.13~4.03m。
车站中心里程处标准段基坑宽22.5m、基坑深度约为22.87m；西端盾构段基坑宽26.7m、基坑深度约为25.4m（集水坑处约为26.6m）；东端盾构段基坑宽27.8m、基坑深度约为23.2m（集水坑处约为24.4m）。
车站主体基坑开挖面积约9357.6m2。
车站主体围护结构采用1000mm厚地下连续墙+内支撑。
钢筋笼分截加工、安装，墙深29.99m～35.49m；连续墙顶设置1300*1000mm，C30钢筋砼冠梁。
地下连续墙采用C35P6水下砼，工字钢接头。
车站主体围护结构断面详见：
图2.1-1围护结构标准段断面图。
图2.1-1围护结构标准段断面图
2.2场地水文地质条件
2.2.1场地地层
拟建工程场地位于徐东大街东湖中学至梨园转盘段，拟建车站属剥蚀堆积垅岗区，相当于长江Ⅲ级阶地，地形变化不大，地面标高27-31米。
根据勘察结果拟建梨园车站场地上覆土层主要为近代人工填土层（Qml）、中更新统统（Q2al+pl）冲积相黏性土、卵石层构成，底部基岩为志留系坟头组（S2f）泥岩。
据野外钻孔岩性描述、原位测试结果及室内土工试验成果，将梨园车站工程场地勘探深度范围内的地层划分为4层10个亚层，各地层岩性特征如下：
（一）第四系填土层（Qml）
1.Qml1-1杂填土，厚度0.6～5.0m，顶层标高26.95～28.68m，全场分布，杂色，稍密，主要以碎石、砖块、灰渣组成，含少量黏性土，硬质物含量约70%，堆填时间大于10年。
2.Qml1-2素填土，厚度1.4～4.2m，顶层标高24.95～27.65m，局部分布，黄褐色、褐黄色，稍密，主要由黏性土组成，含少量碎石、砂土，堆填时间大于10年。
（二）中更新统冲洪积相土层（Q2al+pl）
1.Q2al+pl10-1黏土，厚度3.0～8.6m，顶层标高22.18～27.68m，场地普遍分布，褐黄色、褐红色，硬塑，饱和，含铁锰质结核。
2.Q2al+pl10-1a黏土，厚度1.8～2.2m,顶层标高24.18～26.38m,场地局部分布,褐黄色、灰黄色，硬塑，饱和，含少量铁锰质氧化物斑点。
3.Q2al+pl10-2黏土，厚度1.0～2.8m，顶层标高18.75～20.35，局部分布，褐黄色，硬塑，饱和，含铁锰质结核，局部含少量中砂。
（三）上更新统长江古河道冲洪积层（Q1al+pl）
1.Q1al+pl12卵石，厚度8.0～14.6m，顶层标高17.15～18.65m，场地普遍分布，黄褐色，中密，饱和，卵石成分主要为石英砂岩、硅质岩，充填粉质黏土及砂土，卵砾石含量约50-70%，粒径一般0.5-5cm，钻孔中所见最大粒径11cm，大部分呈亚圆状。
（四）志留系坟头组（S2f）岩层
1.S2f20c-1强风化泥岩，厚度2.8～9.0m，顶层标高4.05～9.45m，局部分布，灰黄色、灰色，岩芯大部分呈坚硬土状，锤击易碎，少数手可折断或捏碎，锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，取芯率约80-90%。
属极软岩，岩体较破碎，基本质量等级为Ⅴ级。
2.S2f20c-2-1中风化泥岩，厚度2.0～17.5m，顶层标高-2.82～4.75m，场地大部分分布，灰黄色、灰色，泥质胶结，层状构造，岩芯呈碎块状、短柱状，裂隙较发育，锤击声哑，锤击可碎，岩芯采取率约70%-85%，属软岩，岩体较完整，基本质量等级为Ⅴ级。
3.S2f20c-2-2中风化泥岩，揭露厚度6.0～18.2m，顶层标高-14.10～-6.75m，场地大部分分布，青灰色，泥质胶结，层状构造，岩芯呈短柱状，裂隙较发育，锤击声脆，锤击不易碎，岩芯采取率约70%-85%，属软岩，岩体较完整，基本质量等级为Ⅳ级。
4.S2f20c-2a挤压破碎带，揭露厚度2.0～6.2m，顶层标高-1.25～4.15m，局部分布，深褐色，受构造挤压作用，岩芯破碎，呈鳞片状、碎石状，手捏即散，岩芯采取率约50%左右，属极软岩，岩体极破碎，基本质量等级为Ⅴ级。
详见附件1：
梨园站地质剖面图。
2.2.2场地水文地质特征
根据含水介质和地下水的赋存条件，区内地下水可划分为上层滞水、孔隙承压水、基岩裂隙水三种类型。
上层滞水主要赋存于场地上部人工填土中，水位不连续，无统一自由水面，主要接受大气降水，生活用水及给排水管涵的渗透入渗补给，水位、水量与地形及季节关系密切，并受人类活动影响明显。
勘察期间实测场地上层滞水静止地下水位埋深为1.10～2.80m，相当于黄海高程19.09～20.75m。
上层滞水对拟建工程基坑开挖施工影响较小。
承压水主要赋存于卵石层（地层编号为12层）中，孔隙承压水赋存环境相对比较封闭，主要接受侧向补给与排泄，地下水位季节性变化较不明显，水量较为丰富。
根据武汉地区区域水文地质资料，承压水测压水位标高一般18.50-20.0m，年变幅为3m-4m。
基坑开挖至12层时在地下水动力作用下直接影响基坑稳定性，同时在基坑开挖过程中会出现基坑突涌事故，承压水对基坑工程施工影响大。
根据我院在该站设置的水位观测孔数据显示（2013年11月），承压水位埋深约8.40m（标高19.78m）。
根据武汉地区区域水文地质资料，三级阶地古河道承压水变化幅度相对较小。
本次抽水试验在枯水季节，建议施工前复核承压水位，并在施工期间观测承压水位变化。
基岩裂隙水主要赋存于下部基岩中，主要接受其上部含水层中地下水的下渗及侧向渗流补给。
基岩裂隙水与承压水呈连通关系。
对基坑工程施工影响较小。
根据详勘资料，各种土层渗透系数建议值见表2-1.根据补勘抽水试验结果，12层渗透系数K=3.5m/d，影响半径选用80m。
表2-1土层渗透系数一览表
层号
渗透系数K（cm/s）
透水性评价
层号
渗透系数K（cm/s）
透水性评价
1-1
2×10-4
弱透水
1-2
3.5×10-6
微透水
10-1
0.5×10-6
微透水
10-1a
0.8×10-6
微透水
10-2
0.6×10-6
微透水
12
4.0×10-3
中等透水
注：
渗透系数根据土工试验结果结合地区经验给出。
2.2.3地下水对基坑开挖的影响与处理措施
（一）上层滞水处理
本场地上层滞水主要赋存于上部人工填土中，上层滞水对基坑开挖影响较小，坑内滞水可采用明沟导流，集中予以排出。
（二）承压水处理及建议
因拟建车站基坑已进入承压水含水层，根据以上承压水评价，为了基坑开挖安全顺利进行，建议进行深井降水，并在枯水季节施工。
由于基坑开挖范围大，可采用群井降水。
因降水深度大，建议降水设计参数k取用3.5m/d。
根据周边工程水文地质资料：
场地东侧梨园地下通道承压水位标高20.88m，K建议值为0.093m/d；场地西侧4号线岳家嘴车站承压水位20.10m（2009年3月），K抽水试验值为1.26m/d，建议值为5.26m/d。
需要说明的是：
这三处承压水位同属于古河道中承压水，整个补给、排泄环境相对比较封闭。
8号线梨园站位于古河道近中间部位，而梨园地下通道及岳家嘴车站位于古河道两侧，三个工程场地的物质成分、补给边界均有差别。
本站的孔隙承压水及补给范围均大于梨园地下通道及岳家嘴站。
降水设计时应考虑三级阶地古河道有别与汉口一级阶地上的水文地质条件，结合该区域已有建设经验，必要时听取武汉地区资深水文地质专家意见和建议，以使方案更加优化。
如利用地下连续墙进行隔水时，则地下连续墙应进入基岩一定深度，并进行注浆设置隔水帷幕，以达到坑内水体与外界相对隔离的目的。
基坑开挖深度以下宜进行灌浆封底，利于施工时降低坑内水位。
值得注意的是，为了确保基坑支护结构及正常使用，在基坑开挖、降水过程中，对支护结构、基坑周围土体、地面的变形应进行监测，根据监测结果适时地调整开挖、降水速度等或采取应急措施，确保安全，实行信息化施工。
2.3工程施工条件
2.3.1交通条件
梨园站沿武汉大道布置，周边交通路网发达，有武汉大道、东湖路、中北路，一般车辆的进出场比较方便，对于弃碴车辆需要与交管部门进行沟通，确定道路开口和行车路线、行车时间段。
2.3.2生活、施工用水
由于临近东湖，地下水系较丰富，现场施工可采用降水井抽取检验合格的地下水，可选择DN100mm主水管进入各施工场地，生活用水可采用城市市政管网用水。
2.3.3生活、施工用电
（1）由临时施工用电接口引入临时用电电源，设置变压器，以满足施工要求。
（2）从施工变压器引出若干条电缆线，通到各施工网点的配电箱中，为施工机具提供动力电源。
（3）现场用电遵循三级配电、“一机、一闸、一漏、一箱、一保护”和“三相五线制”原则，并按相关规定做好接地，定期派专业人员检查这些措施的效果，责任落实到人。
2.3.4用电应急措施
（1）备用双电源：
为防止大面积的停电时间导致降水运行中断，施工期间现场配1台120kw柴油发电机，同时在电路配备时采用双向闸刀，当电路停电时，以最快的速度开启备用电源，确保降水的连续进行，并且备用发电机应定期运行一次，确保应急时能正常运转。
（2）降水工程施工前，组织现场所有施工人员进行电源切换演练，使其明白自己在停电情况下应如何切换电源，并熟练地进行各项操作，保证在最短的时间内回复正常供电，是降水工作持续进行。
（3）在降水施工期间，每天24小时不间断的巡视并做好记录，包括场地内排水管的畅通性，电箱、电缆线的完好性，水泵是否正常运转等等。
3工程重难点分析及对策
3.1工程特点
（1）该站处于三级阶地，地质条件较好。
（2）拟建场地区域地下水主要有上层滞水、承压水、基岩裂隙水等类型，基底揭穿第四系全新统孔隙承压水层。
（3）本基坑全长405.7m，标准宽度分别为22.5m、24.6m、25.1m，基坑开挖深度23.5～26.5mm，开挖面积大，跨度大、埋置深。
（4）本站基坑离周边高层建筑物较近，施工时应注意对周边建（构）筑物的影响。
（5）管线（电信、电力、信息网络、给水、燃气、排水等）迁改种类多工作量大，交通疏解任务繁重。
车站位于城区主干道，地下管线错综复杂，基坑深度大，距离周边高层建筑近，重要性等级为一级。
3.2工程重难点分析及对策
针对本工程重点和难点采取的主要响应对策详见表3-1。
表3-1工程重点、难点及对策措施表
序号
工程重难点
项目
针对性的对策和措施
1
围护结构基坑临近建筑物，如何控制周边建筑物的沉降变形是本工程的难点。
1、积极与设计院沟通，加强监测，对相应位置基坑周边土体采取注浆加固措施，确保建筑物沉降变形安全可控。
2、建立完善的监测系统，对施工影响范围内的建（构）筑物进行系统跟踪监测。
组织信息化施工，严格根据量测监控数据，分析判断现状及预测变化趋势，决定施工安排或调整施工方案，确保车站达到一级基坑变形控制的标准。
3、制定各项应急预案、备齐应急救援物资。
当出现异常情况时，立即启动应急预案，将风险性趋势控制在萌芽状态，使基坑本身和周边环境的安全质量始终处于有效可控状态。
2
工期紧、施工界面协调配合是施工管理是重要环节
⑴在实施过程中，加强联系，按设计和业主的规定要求熟悉各专业接口界面的内容，确保本合同土建施工为其它专业各专业承包商提供合格的工程。
为后续专业工序提供可靠的质量保证。
⑵根据设计文件要求和施工过程中可能出现的施工作业界面接口问题充分考虑施工接口的部位和接口内容，制定预防可能引起接口部位的安全和质量问题的措施和接口管理办法。
对存在的事宜，工程技术部派专职技术人员负责，各施工队按专业组成专业施工班组实施，确保业主及监理工程师的指令或协调事项得到有效实施。
⑶接口界面分为“施工前，施工中，施工后”三个阶段过程，按照施工设计图、合同提出的要求进行划分，各负其责，相互配合，共同管理，确保质量。
⑷及时与相邻标段承包商的协调，合理安排接口施工日程，确保总工期及节点工期的兑现。
⑸合理编制总体、年度、季度、月、周施工进度计划，将每道作业细化为日工作量，以日保周、周保月、月保季、季保年、年度保总体工程进度计划。
3
地下工程最主要的就是防水，防水质量的好坏直接关系到整个工程质量的好坏，抓好防水质量是整个工程控制的重点。
严抓连续墙施工质量，尤其是连续墙接头的控制，确保结构自身有良好的防水效果；加强防水工程薄弱环节的控制，对施工缝、变形缝、阴阳角、防水板搭接接头等薄弱环节，尤为注意；车站防水施工中做好隐蔽工程旁站记录和坚持质量验收三检制度；施工中加强保护，避免在施工过程破坏防水板，每道工序完后，重复检查防水卷材的质量，确保万无一失。
4施工进度计划安排
降水井施工：
待降水井、观测井的布置最终确定后，进行降水井、观测井的施工，在正常情况下，每台套设备每日历天可完成降水（观测）井1口，如投入2-3台成井设备，在15天内可完成全部降水井、观测井的施工、排水管道安装及抽水试验、降水试运行。
运行维护系统安装：
1、排水系统：
可根据场地条件，在降水井的施工基本完成前，进行排水系统的安装工作。
2、配电系统：
节约能源，低碳环保，可将配电系统纳入主体结构施工单位电路系统中；计划2015年11月10日开始降水井施工，2015年11月30日完成降水井施工，2015年12月8日开始降水井运行。
5基坑降水设计及施工工艺
5.1降水技术要求
（1）长期运行的地下水含砂量小于1/10万。
（2）降水井成井3～5口后进行试验性降水，以校核水文地质参数。
（3）降水期间尽量减少由于降水引起的对周边建（构）筑物的影响。
（4）降水运行确定在土方开挖至基底时，主体结构底板施工完成且其砼达到龄期强度，并满足抗浮要求后结束。
5.2降水设计及施工工艺
5.2.1降水井设计
武汉市轨道交通8号线梨园站开挖深度22.31～26.59m（属超深基坑，工程安全等级为一级），基坑底部位于强风化泥岩中，基底上部为12层卵石层，水量较大，基坑开挖过程中，需对12层承压水采取措施，本设计方案在基坑内设置降水管井进行疏干降水，详见附图2：
梨园站基坑降水排水系统平面图。
表5-1地层、地下连续墙与基坑开挖深度关系表
含水层顶板（m）
含水层底板（m）
含水层
厚度
开挖深度（m）
剩余土层厚度（m）
埋深
标高
埋深
标高
深度
标高
11~11.3
17.03~17.55
19-25.2
5.2-9.15
10-13.2
22.31-26.59
5.63-2.86
0
基坑降水总量按照基坑帷幕插入降水含水层的隔水底板（落地式帷幕）时，采用降水疏干基坑内地下水进行计算：
Q=FS（0.05～0.1）W（DB42/T830-2012）
其中，Q-基坑内总抽出水量（m3）
F-基坑面积（m2）
F≈9357.6m2；
S-含水层顶板至设计安全水位面的距离（m）
S=10-13m；
W-含水层原天然平均含水率（%），W取8%。
Q=8234m3/d
降水井数量根据公式计算：
N=Q/q，q=单井出水量360m3/d（相关工程经验值）,需降水井约23口，本次未专门设置水位观测井，以部分降水井兼做坑内观测井，因基坑挖深较深，在基坑外侧布置18口备用减压降水井兼做坑外观测井，故降水井、减压井（观测井）共41口，降水井平面布置图见附图3。
降水井井身结构系依据降水地段地质岩性构成、水文地质条件、钻孔工艺、施工要求及有关规范规定设计，具体结构设计如下：
钻探孔径为500mm，降水井、减压井（孔）深度25～27m。
井管全部采用钢质焊管，管径250mm，壁厚≥3mm，上部井管管顶高出地面0.3m，降水井结构详见附图4。
5.2.2方案经济性必选
降水为本项目基坑开挖的关键点，由于水量较大，采用何种方式进行排放，为本方案必选内容。
方案一：
采用埋设管道与市政管网相连接
（1）费用组成
由于市政管网在基坑东侧20m处，采用从集水井埋设管道至市政管网，需开挖0.8*1m沟槽，开挖土方0.8*1*20约16m3，每方单价约38元，合计608元，埋设Φ600mm波纹管每延米98元，需98*20=1960元，回填土方约0.8*1*20-3.14*0.32*20=10.34m3，每方回填土约42元，需812.28元，人工费需200元，费用合计：
3580.28元。
（2）工期
埋设管道在基坑开挖前完成，不影响施工工期。
（3）安全性
管道埋设于原地面以下，无安全隐患。
（4）施工难易程度
施工较为方便，只需开挖沟槽埋设管道即可。
方案二：
采用水泵进行集中抽水
（1）费用组成
购置水泵一台5.5千瓦需要2680元，20m水管需要180元，每小时耗电量8度电，每天耗电量8*1.5*24=288元，11天需3168元，电缆需420元，水泵折旧费约2680*0.6=1608元，费用合计：
1608+180+3168+420=5376元。
（2）工期
采用水泵进行集中抽水，不占用总体工期。
（3）安全性
水泵抽水，存在施工用电安全。
（4）施工难易程度
需进行线路布置，配置三级配电箱，施工相比较为复杂。
方案对比结论：
结合上述两种方法对比，从工期、费用、安全性、施工难易程度方面进行对比，并作出对比结论如表5-2。
表5-2上述两种施工方法优劣对比分析表
序号
对比指标
方案一
方案二
1
工期
对基坑降水无具体影响
对基坑降水无具体影响
2
费用
施工费用约3580.28元
施工措施费用约5376元
3
安全性及外观
无安全隐患
存在施工用电安全
4
施工难易程度
需埋设管道，施工较为方便
需进行线路布置，配置三级配电箱，
5
对比结论
结合工期、费用，施工难易程度，综合考虑采用方案一较合理。
5.3降水施工
5.3.1质量标准
施工质量检验主要执行《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）与《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999），其内容综合如表5-3。
表5-3管井施工质量检验标准
序号
检查项目
允许值或允许偏差
检查方法
单位
数值
1
排水沟坡度
‰
1～2
目测：
坑内不积水，沟内排水通畅
2
井管（点）垂直度
%
1
插管时目测
3
井管（点）间距
（与设计相比）
%
≤15
用钢尺量
4
井管（点）插入深度
（与设计相比）
mm
≤200
测绳测量
5
过滤砂砾料填灌
（与设计相比）
%
≤5
检查回填砾料用量
6
粗砂含水层出水含砂量
中砂含水层出水含砂量
细砂含水层出水含砂量
≤1/5万
≤1/2万
≤1/1万
实验测定砂水重量比
5.3.2相关要求
（1）洗井与试验性抽水要求
①当井（孔）管安装与填筑砾料、粘土完成后，应及时进行洗井。
洗井的目的是清除井内泥浆，破坏井壁附着的泥皮，钻探渗入含水层中的泥浆和细小颗粒，使过滤器周围形成一个良好的透水人工过滤层，以增加井的出水量和透水性。
②洗井可视孔内泥浆稠度，含水层特性与成井时间，先可采用机械方法（如活塞、空压机等）洗井，最后可采用水泵抽水洗井，洗井至水清砂净，出水量满足设计要求为止，洗井时应同步进行降水井与水位观测井的水位观测。
③洗井结束后，应测量管内沉淀物厚度，当沉淀物过多时，应采用小抽筒或泵吸法捞取。
（2）排水含砂量要求
降水运行期间，抽排水的含砂量应符JGJ/T111-98规范中的有关规定并满足小于1/100000。
5.3.3施工工艺
（1）工艺流程
降水井施工工艺流程见图5-1。
（2）钻探
钻机安装平稳，确保钻孔圆正、垂直、孔斜不得超过1.5°。
①为提高钻探进尺和成孔质量，钻探采用清水冲击钻探成孔工艺，并应符合下列要求：
a）保证孔壁的稳定；
b）减少对
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