最新江北污水处理工程降水工程专项施工方案.docx
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最新江北污水处理工程降水工程专项施工方案
设计、施工方案部分
1、前言………………………………………………………………………3
1.1工程概况……………………………………………………………3
1.2场地地质条件概况…………………………………………………3
1.3场地水文地质条件概况……………………………………………4
1.4降水工程的要求及任务……………………………………………4
2、场地基坑降水工程设计方案计算书……………………………………4
2.1场地降水工程条件分析……………………………………………5
2.2基坑降水设计方案的确立…………………………………………5
2.3渗水系数的选择……………………………………………………5
2.4确定井管的埋置深度………………………………………………6
2.5基坑内降深值验算…………………………………………………6
2.6达设计降深时间预测………………………………………………7
2.7成井方案…………………………………………………………7
2.8排水方案…………………………………………………………7
2.9降水运行、抽水试验及水位监测………………………………8
3、基坑工程降水对周围环境影响及对策…………………………………9
3.1基坑降水对环境的影响及防治技术措施…………………………9
3.2确保地基砂土不受扰动的防治技术措施…………………………11
3.3井点降水影响范围内地面沉降的估算……………………………12
4、场地基坑降水工程设计方案结论………………………………………13
5、施工组织设计……………………………………………………………13
5.1确保工程质量的技术措施…………………………………………13
5.2井点的施工和使用…………………………………………………14
5.3施工技术措施………………………………………………………14
5.4应急预案措施及注意事项…………………………………………17
5.5安全生产、文明施工措施…………………………………………18
5.6主要材料设备计划表………………………………………………21
附图：
管井平面布置图
降水工程专项施工方案
1、前言
1.1工程概况
本工程位于佳木斯市江北郊区临近松花江附近，占地面积约30000平方米；本工程占地为松花江漫滩地，厂区内设有多个单体建筑物及构筑物。
其拟建建筑物及构筑物特征，参照图纸。
因场地内地基土由第四系粘性土及砂类土组成，地质结构较简单。
场地位于松花江高漫滩上，根据我单位对当地的多年勘察经验及地质资料估计工程施工勘察期间场区地下水位：
初见水位埋深3.60～4.40米（勘察期间为枯水期，2011年1月9日--1月13日），含水层富水层丰富，根据以往经验地下水位年变化幅度在1.5～2米，故在基坑开挖及基础施工过程中，首先涉及到降水问题，为保证正常施工，基础水位应设计降水井。
1.2场地地质条件概况
根据我单位多年从事该地区地质勘察的地质资料中可知，该地区场地地层（揭露深度范围内）特征如下：
（1）耕植土：
灰褐色，含大量植物根系。
厚约0.3m
（2）粉质粘土：
黄褐色，硬塑。
土质较均匀，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
分布连续。
顶板最小埋深0.30m，底板最大埋深1.50m.
（3）粉砂：
黄褐色，颗粒均匀，稍湿，松散-稍密。
成份以石英为主。
分布不连续，顶板最小埋深0.80m，底板最大埋深3.70m。
（4）中砂：
黄褐色，颗粒不均匀，级配良好，连续分布，分布以石英为主。
中密-密实，稍湿-饱和。
顶板最小埋深1.10m，底板最大埋深5.40m。
（4-1）粉土：
黄褐色，颗粒均匀，稍湿-饱和，稍密。
成份以石英为主。
分布不连续，顶板最小埋深2.80m,底板最大埋深5.70m。
（4-2）细砂：
黄褐色，颗粒均匀，稍湿，中密。
成份以石英为主。
分布不连续。
顶板最小埋深3.50m,底板最大埋深5.90m。
（5）砾砂：
黄褐色，颗粒不均匀，级配良好。
个别地段为圆砾。
连续分布，主要矿物成份为石英、长石等。
中密-密实，饱和。
顶板最小埋深3.70m,底板未揭穿。
1.3场地地下水情况
地下水为第四系砂砾石孔隙潜水。
勘察期间为枯水期，地下水为埋深3.60m-4.40m（2011年1月9日-1月13日）。
含水层富水层丰富。
水位据季节性变化。
地下水位年变化幅度1.50m-2.00m左右。
1.4降水工程的要求及任务
场地内有多个单体建筑物及构筑物，并且建筑物下有地下水池，需开挖基坑。
基地埋深按7m考虑。
根据本地区施工经验和场地施工条件，如果建筑为浅基坑时，适当的放坡。
降水过程中由于地下水的下降对周边地面的影响，进行环境影响评价及应对措施，保证周边地面沉降控制在安全的范围内。
降水工程的设计施工及有关技术要求按《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111—98）执行。
2、场地基坑降水工程设计方案计算书
2.1场地降水工程设计方案条件的分析
根据已掌握的场地水文地质、工程地质资料，根据场地的地质特性及水文地质情况的分析，场地地下水类型为第四系砂砾石孔隙潜水。
场地含水层厚度大，水量较丰富，根据以往经验，其渗透系数K=25m/d。
根据渗透系数变化规律及附加系数本工程降水井深范围内含水层综合渗透系数取暂定为K=25m/d。
选取适当地质条件和各种参数，进行合理的井点布设能够满足工程施工的要求，场地内地势较为平坦，周边没有建筑物，所以不用设置应急回灌井点。
2.2基坑降水设计方案的确立
根据《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111—98）并根据场地的地质条件，主要对场地上部分含水层进行降水，其渗透性好，含水量丰富，为保证正常施工，采用管井降水。
2.3渗水系数的选择
根据地质报告建筑物基础所需无水施工深度要求，井管降水面大部分坐落在粉细砂、细砂、中砂层上，降水深度在基准零点以下至8.5米标高位置处，根据地质报告及经验其实际渗透系数K=25m/d。
根据渗透系数变化规律及附加系数本工程降水井深范围内含水层综合渗透系数取暂定为K=25m/d。
根据以往降水工程经验，渗水系数K值的变化非常大，实际施工时K值还要按实际抽水确定，以满足降水深度的要求。
2.4确定井管的埋置深度
H=h1+h2+△H+IL1+l=15米
式中H—井点管埋置深度（m）；
h1—地下水位至基坑底面的距离（m）；
h2—井点管埋设面至地下水位的距离（m）；
△H—降水后地下水位至基坑底面的安全距离（m）；
I—降水曲线坡度，一般可取1/10；
L1—井点管中心至基坑中心的水平距离（m）；
l—过滤器进水部分长度（m），过滤管的长度可按6.0米计算。
但在工程实践中，由于实际各层的地质情况与地质报告的情况有所区别，为了能够抽取上层的滞水层内淤泥夹带层的水面、及控制单井的进水流速，往往过滤管的长度要长于计算长度，这时过滤管一般在h2管段上面也会有过滤管段，实际滤水管长度为12米。
又加上沉淀管3m深
故本工程确定井管埋深深度为12+3=15米。
2.5基坑内降深值验算
采用上式验算
S=H-
式中：
rn：
验算点至井点距离m；
S：
验算点水位降深m
其他符号意义同于上式。
经计算，由边部到中心水位降依次为SA=5.6m;SB=5.7m;SC=5.7m;SD=5.7m，满足设计要求。
2.6达到设计降深时间预测
采用下式预测
S=H-
式中：
S：
计算点时间水位降m；
Ws（ui）为第I眼井的泰斯井函数；
其他符号意义同上式。
经验算中心水位降达设计水位降，时间以实际建筑施工为准天。
考虑场地有粉质粘土夹层，将减缓降水速度，达设计水位降时间要延迟一些。
2.7成井方案
根据场地岩性组成，含水层特性及单井出水量，确定井深为15m（从自然标高起算）。
井管的管径Φ600mm，材质钢管。
过滤下置位置为12m。
井管与井壁之间采用5～10mm级配圆细砾料充填。
2.8排水方案
采用塑料分管方式进行排水或总集管方式排水。
2.9降水运行、抽水试验及水位监测
2.9.1降水运行期间做好观测工作，以便随进获得水位降落信息。
应布设观测井点，已便测得水位下降情况（观测井点布置详见平面布置图）。
2.9.2为获得准确可靠的水文地质参数和确定单井出水量，以便合理调整降水设计方案，应首先施工两个以上井点，进行抽水试验，利用取得的参数、参量调整方案，再施工其它井点。
同时在基坑外周围施工3个降水井点观测孔3眼，观测浅基建筑地下水位变化幅度，以便指导抽水井的水量降速。
2.9.2.1抽水试验进行三个过程，每次降深的差值大于1米。
稳定延续时间为16小时，抽水量用阀门水表控制，逐渐由单井设计出水量最大值25m3/h及控制出水量25m3/h、20m3/h、10m3/h来完成Q、s-t过程曲线、Q=ƒ（s）曲线、q=ƒ（s）曲线的绘制并检验渗透系数K值是否与设计值相匹配，并进行必要的方案调整。
2.9.2.2抽水试验过程中，当水位稳定时，进行水样采集并送检实验室，化验水的含砂量，以进行必要的井底防砂过滤布目数的调整。
2.9.3降水井点施工完毕，应及时铺设排水管。
在接到总包单位井点启动通知后，由远离周边建筑物的降水井点先启动为序逐一启动降水井点。
切不可同时启动。
降水井点可按下列顺序启动：
2.9.3.1降水井的启动顺序的原则：
要按远离基坑周边的建筑物井点先为开启，并形成对称点井位同时开启，观察观测井点的水位变化，降水曲线是否满足设计要求。
2.9.3.3在降水液面达到设计要求时，井点抽水的水量大于基坑涌水量时，视情况可适当对称关停部分降水井点。
2.9.3.4当降水工程结束时，关停顺序与开启顺序相反，足一关停，每一组关停时间间距为4小时，让地下水位缓慢上涨。
2.9.4在土建施工时，用调整泵的运行量来调整控制降水深度和强度，以使水位缓缓平稳下降，即可满足土建施工要求，又能有效控制地基土不被扰动及基坑周边的安全。
2.9.5井点开动后即对地下水位进行全面的观测记录，以便随时获得水位降落信息。
降水运行时，做好水位观测记录。
基坑周边可利用3个观测井进行水位观测，基坑内下降水位深度数据，可采用基坑内观测井点进行测量。
3、基坑工程降水对周围环境影响及对策
3.1基坑降水对环境的影响及防治技术措施
3.1.1场区内降水，由于厂区内有多个建筑物，为新建建筑物，独立基础，降水对其影响不会发生。
在开挖边坡稳定情况下，基坑降水可能引起较大范围内地下水位下降，地下水位下降将引起地面沉降。
由于地下水位下降成漏斗状，地面沉降常常是不均匀的，将对基坑周围道路和地下管线带来不良影响，对原有建筑物地基砂土带来扰动的破坏性。
3.1.2控制降水的速度及降水井点的深度。
经常观察观测井点的水位变化，严格按照降水设计水位来控制水位。
3.1.3建议总包单位应监测基础施工各个单项施工项目对环境的影响，及时组织人员对降水运行、基坑开挖及基础施工过程中，对地面、道路可能带来的变形破损情况进行监测工作，并随时公布相关观测数据，必要时建立应急指挥系统，并及时做好防范措施。
建议监测可按下列方法设置：
（下面为我院建议，具体实施还需具有专业相关资质的单位进行设点布置）
3.1.4.1查明工程降水对临近建筑物、构筑物、地下管线的影响，按《建筑变形测量规程》（JGJ/T8）的有关规定建立时空监测系统。
3.1.4.2在建筑物、构筑屋、地下管线受降水影响范围的不同部位应设置固定变形观测点，观测点不宜少于4个；另在降水影响范围以外设置固定基准点。
3.1.4.3降水以前，应对设置的变形观测进行二等水准测量，测量不少于2次，测量误差允许为±1.00mm。
3.1.4.4降水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，对观测点应每天观测一次，达到降水深度以后可每2—5天观测1次，直至变形影响稳定或降水结束为止；对重要建筑物和构筑物，在降水结束后15天内，应继续观测3次，查明回弹量。
3.1.4.5变形观测点的设置，应符合现行国家标准《工程测量规范》（GB50026）的有关规定。
3.1.4.6对变形测量记录应及时检查整理，结合降水观测孔资料，查明降水对建筑物、构筑物、地下管线变形影响的发展趋势和变形量，分析变形影响危害程度。
3.1.4.7降水过程中，特别在基坑开挖时，应随时观察护壁桩及止水帷幕的稳定性、安全性及变形性。
3.1.4.8按照井点平面布置图暂定给出了部分楼体及地面的沉降观测点。
3.2确保地基砂土不受扰动的防治技术措施
3.2.1控制抽水井附近含水层不发生扰动，是保证地基砂土不受破坏的关键，故选择抽水井单井水量Q、最大允许进水流速V、滤水管长度L很重要。
3.2.1.1最大允许进水流速V的确定
最大允许进水流速V是计算滤水管直径、长度不可缺少的参数。
超过V值时，则使含水层发生扰动，破坏地基稳定性。
V值用下式计算。
V=65
m/d
K—含水层渗透系数25m/d；
经计算V=190m/d
3.2.1.2滤水管长度的确定
L≥
式中：
L—滤水管长度m
Q—含水层涌水量（600m3/d）
D—滤水管外径（0.6m）
V—最大允许进水流速（190m/d）
经计算L=1.68米。
综上分析，降水工程中单井涌水量选用25m3/h，滤水管长度选为12m（大于1.68m），使含水层地下水流速V小于190m/d，是安全的，能够确保含水层地基土不受扰动破坏。
3.2.1.3过滤器的孔隙率为25%以上。
本工程井管为圆孔状过滤器，孔眼数为：
3.2.2滤水管下置位置及水量的确定
3.2.2.1成井时，滤水管下置在15m以下，15m以上采用粘土进行封井，保持地下水垂直下渗，进而使地下水流不产生水平运动，防止粉砂土地基受到地下水水平流动而产生的破坏。
3.2.2.2单泵出水量限定在25m3/时以内，流速控制在190m/d之内，防止因出水量过大，地下水流速过急，带动粉砂涌入井内，造成地基土破坏。
3.3井点降水影响范围内地面沉降的估算
3.3.1降水造成地面沉降的估算：
3.3.1.1假设在井点降水无大量细颗粒随地下水被带走的情况下，降水砂层上边有一层渗透系数很小的粘土、粉质粘土层，这层土具有中高压缩性，深井井点降水对环境的影响程度是非常小的，此时，降水砂层对周围地面所产生的沉降量也可用分层总和法进行计算：
S=△P·△H/E1-2
式中：
S—降水对周围地面沉降量（mm）
△H—降水深度，为降水面和原地下水位面的深度差（水砂层厚度）取最不利点△H=5.0米
△P—降水产生的自重附加应力，△P=5.00kPa
E1-2—降水深度范围内土层的压缩模量E1-2=4.89MPa（由于地质报告当中没有给定粉砂层、细砂层的压缩模量，此数据为地质手册数据）
经计算预计最大降深处其沉降量为：
S=5.11mm
3.3.1.2说明：
上述沉降量为估算值，只提供参考，最终以实际沉降观测值为准。
4、场地基坑降水工程设计方案结论
4.1降水方法采用深井井点降水方法，井深15米，滤管长度为12米。
4.2基坑外围绕过挡墙底端渗流入坑内的总水量为19733m3/d。
由于厂区内多个单体建筑需降水处理，个单体基坑内降水井井数参照井点布置图，单井出水量25m3/h，总排水量为20400m3/d。
4.3降水造成地面沉降的计算分析：
从计算结果可以看出地面最大沉降为5.11mm。
4.4降水井井点间距的计算分析:
参照计算结果和现场实际地下水位的分析，井与井之间的最大有效距离在6m-8m。
4.5地下水位观测井点用降水井代替，观察基坑周围及坑内的水位变化。
5、施工组织设计
5.1确保工程质量的技术措施
5.1.1降水井根据《建筑市政降水工程技术规范》（JGJ/T111—98）、《供水管井技术规范》（GB50296—99）以及降水工程设计方案进行施工。
5.1.2材料的购置，需用材质优良的国标材料，运输及进，做好验收记录。
5.1.3开工前对全体工程及技术人员进行技术质量交底，确保工程质量。
5.1.4严格按设计要求布置井点，埋设井管、回填砾料，井口封闭。
5.1.5降水运行中，不得任意停抽，定时对降水井、水位、水量和水质（含砂量不大于万分之一）进行检测。
对出现的异常现象及时查明，找出原因，及时对抽水设备和运行状况进行维护和检修，确保运行正常进行。
5.1.6在降水时要随时注意抽水的地下水是否有浑浊现象。
如果有检查水的含砂量，如超出规范对含砂量的容许范围要求，此井点为废井并重新凿出新井。
5.1.7对含砂量的控制应选用60目化纤方织井底布两层包过滤管道，防止井底布在填滤料时不被破坏。
5.2井点的施工和使用
首先设置观察井（见井点平面布置图），检查水位降低情况，降至标高后，开始挖土，施工程序如下：
确定井位→挖井口→按护壁筒→钻孔→回填井底砾石→安装井管→回填井管周围的砂砾石→洗井→下水泵→接电源→试泵→降水起动→降水完成后→封井。
5.3施工技术措施
井点布置图（见附图）
5.3.1首先要组建项目指挥部，落实材料和人员，合理安排人财物，与工地上各兄弟单位保持密切协作。
5.3.2专人负责进料，确保井壁管、过滤管、围填砂等材料的质量。
5.3.3进行测量放线，进出场、定位、埋设护孔管，由总包单位提供“三通一平”，钻机进场。
钻井井位双方按设计方案校核井位，保证钻机移到位，基础牢固平稳正常工作。
5.3.4凿井：
成孔根据土质条件和孔深，选用螺旋钻，用泥浆护壁，孔口设置护筒，以防孔口坍方，并在一侧设排泥沟、泥浆坑。
孔径应较井管直径每次大150mm。
钻孔深度21.0m成孔后应立即安装井管。
5.3.5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。
井管应平稳入孔、过滤器应刷洗干净，缝隙清楚，过滤器缝隙均匀，下管要准确到位，自然落下，不可强力下压，以免损坏过滤结构。
下好井管后，把井管居中固定。
5.3.6填滤料：
滤料粒径应大滤网的孔径，填5~10mm的细砾石。
沙砾滤料必须符合级配要求，含泥量不大于3%；应用铁锹下料，以防分层不均匀和冲击井管，填滤料要一次连续完成，从要从井孔四周均匀回填，防止井管挤偏。
填砾达到要求深度后停止。
5.3.7封井：
为了防止上部泥浆及降水直接渗入砾料内影响成井质量，等填砾结束20分钟后，上部填粘土。
5.3.8洗井：
要求至少2个台班，确保洗井质量，直至井内出清水，基本不含砂，出水量大，井底沉砂不大于20cm。
5.3.9合理安排排水及电缆电路：
各井排水管和电缆应一齐铺设，排水要畅通无阻，就近排放，连接合理，采用分管方式排入甲方指定的畅通下水管道。
电缆应绝缘有一定抗拉、抗压强度。
5.3.10下泵试抽：
洗井结束后，待水位恢复可按设计下泵，下入深度宜在滤水管下半部分，然后根据出水量及降深调至泵位置，直至达到降水要求。
排水管道及电源线路一定要先连接好，试抽3个小时，测定井内水位及观测孔水位变化。
5.3.11潜水泵在安装前，应对泵本身和控制系统作一次全面细致的检查。
检验电动机的旋转方向，各部位螺栓是否拧紧，润滑油是否加足，电缆接头的封口有无松动，电缆线有无破坏折断，然后在地面上试转，如无问题，始可放入井中使用。
深井内安设潜水泵，可用绳索吊入滤水管部位，上部应与井管口固定。
电缆及接头应有可靠的绝缘每台泵应配置一个控制开关。
5.3.12合理选定排水路线。
5.3.13回灌井点施工程序基本同降水井点，不同之处：
回灌井点过滤管高出地下静止水位0.5米，回灌水必须采用清水，防止堵井现象发生。
5.3.14回填封井
5.3.15当地下工程主体、覆盖层完成后，主体达到了抗浮设计要求。
降水按设计要求结束前，应进行封井，因此时底板砼已经施工完毕，但在施工砼底板及防水垫层过程中，把塑料井管逐个换为带止环带的DN300的刚性防水套管，并逐一封井。
5.3.15.1井内用砂石按1：
1的比例填至离底板处1米，后用C30抗渗砼添至离底板地面下20厘米，后用20毫米厚的钢板与刚性防水套管焊接，上用C30砼填平。
5.3.16水资源保护措施
5.3.16.1对本工程进行精心设计，施工中排水量达到基坑开挖和基础施工要求即可；尽量减少地下水排水量。
5.3.16.2打井原土自造泥浆护壁，不得使用化学剂。
5.3.16.3封井应使用原砂土或其它无污染材料回填，避免造成地下水及土层污染。
5.3.16.4回灌水采用抽出的井点降水水源，回灌水箱要密闭，不许将污水回灌入地下水层。
5.4应急预案措施及注意事项
5.4.1若工程桩施工采用高压注浆工艺，将对临近降水井点产生淤塞影响，可采用注浆减压和水井暂时停抽的应急办法解决。
5.4.2井点使用时，基坑周围井点应对称、同时抽水，使水位差控制在要求的限度内。
当水位达到预期降水深度时，应及时对称关停部分降水井点，保持降水液面要求。
5.4.3为了防止停电水井停泵使水位上升带来场地淹没事故，现场应备用电源并随时启动备用电源，保证其能正常运转。
5.4.4如雨季施工，防止降雨过大致使地下水位上升过快，场地降水井抽水量不能满足水位降要求时，应根据实际情况，采取增加降水井等方法加以解决。
5.4.5若出现其它不可预见或不可抗力因素，应根据实际情况采取相应补救措施，以减少工程建设不必要的支出。
5.4.6潜水泵在运行时应经常观测水位变化情况，检查电缆线是否和井壁相碰，以防磨轴后水沿电缆芯的掺入电动机内。
同时，还需定期检查密封的可靠性，以保证正常运转。
5.5安全生产、文明施工措施
5.5.1安全要求
5.5.1.1参加该工程施工的全体职工积极努力，克服各方面困难，建立健全施工现场安全管理体系，由项目经理负责，现场负责人具体负责，现场设专职安全员一名，负责监督施工现场和施工过程中的安全，发现安全问题，及时处理解决，杜绝各种隐患。
严格执行国家制定的有关施工安全技术操作规程，按时保质保量完成水井施工任务。
5.5.1.2施工机械安全防护
5.5.1.2.1各种机械设备的操作人员，都必须经过专业与安全技术培训，经有关部门考核合格方准上岗，严禁无证人员操作。
5.5.1.2.2各种机械操作人员，必须懂得所操作机械的性能、安全装置。
熟悉安全操作规程，能排除一般故障和日常维护保养。
5.5.1.2.3工作时，操作人员必须穿戴好防护用品，集中思想、服从指挥、谨慎操作，不得擅离职守或将机械随意交给他人操作。
5.5.1.2.4交付现场使用的机械设备，必须性能良好，防护装置齐全，生产及安全所需备品配套，并经设备部门和现场负责人认可，方能使用。
5.5.1.2.5机械设备进入作业点，单位工程负责人应向操作人员进行作业任务和安全技术措施的详细交底。
5.5.1.3现场用电一般规定：
A.21～25B.21～26C.20～25D.20～245.5.1.3.1必须建立健全电气安全管理制度和各级岗位责任制，应加强施工现场的各类电气设备和线路管理。
技术部门和安全部门负责监督检查。
现场的值班与维修电工应负责管辖电气设备及线路的正常运行。
5.5.1.3.2照明灯的相线应经开关控制，不得将相线直接引入。
5.5.1.3.3施工现场临时用电输电干线，采用电缆埋地或局部架设。
5.5.1.3.4发生电气事故，必须认真查处，并立即采取有效的防范措施，及时按事故报告规程上报。
5.5.1.4配电箱安全要求：
settalkon5.5.1.4.1施工现场配电系统应设置室外总配电箱和分配电箱分级供电，各级配电装置的容量应与实际负载匹配。
5.5.1.4.2各级配电箱中使用的各种电气元件和漏电保护器应符合国家质量要求。
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