土方土钉墙方案.docx
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土方土钉墙方案
附件1:
施工进度计划
附件2:
基坑支护计算书
附件3:
施工图纸
第一章编制依据
1.建筑施工规范
序号
主要法律及规范规程名称
规范规程编号
1
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2001
2
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
GB50202-2002
3
《建筑地基基础设计规范》
GB50007-2002
4
《混凝土结构设计规范》
GB50010-2002
5
《混凝土结构工程施工质量验收规范》
GB50204-2002
6
《建筑边坡工程技术规范》
GB50330-2002
7
《工程测量规范》
GB50026-2007
8
《建筑基坑支护技术规程》
JGJ120-99
9
《钢筋焊接及验收规程》
JGJ18-2003
10
《建筑施工测量技术规程》
DB11/T446-2007
11
《建筑基坑支护技术规程》
DB11/489-2007
12
《岩土锚杆(索)技术规程》
CECS22∶2005
13
《基坑土钉支护技术规程》
CECS96∶97
14
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》
GB50086-2001
15
《建筑基坑工程监测技术规范》
GB50497-2009
16
《建筑工程资料管理规程》
DB11/T695-2009
2.安全施工规范
序号
名称
编号
1
《建设工程施工现场供用电安全规范》
GB50194-93
2
《建筑施工高处作业安全技术规范》
JGJ80-91
3
《建筑施工安全检查标准》
JGJ59-99
4
《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ33-2001
5
《施工现场临时用电安全技术规程》
JGJ46-2005
6
《北京市建筑工程施工安全操作规程》
DSJ01-62-2002
3.相关文件
序号
名称
编号
1
《北京市建筑施工现场安全防护基本标准》
(91)京建施字第124号
2
《北京市建设工程施工现场环境保护标准》
京建施[2003]3号
3
《北京市建设工程施工现场保卫工作基本标准》
(91)京建施字第127号
4
《北京市建设工程施工降水管理办法》
京建科教〔2007〕1158号
5
《北京市建设工程施工降水管理办法实施细则》
京建科教〔2008〕92号
6
《北京市建设工程施工降水方案专家评审细则》
/
7
《安全工作管理办法》
/
8
《大气污染控制程序》
/
9
《废弃物管理控制程序》
/
10
《噪声控制程序》
/
11
《施工机械现场环境管理程序》
/
4.相关图纸及地勘报告
4.1设计图纸
4.2地勘报告
第二章工程概述
第一节工程概况
1基坑概况
第二节工程地质条件
1.工程地质条件
1.1本次工程场地场地位于永定河冲洪积扇的中部,本次勘察范围内钻孔孔口处地面标高41.29~42.83m之间,地形存在一定程度的起伏。
1.2本次勘察25米深度方位内上部为填土、其下为一般第四系冲洪积层,共分6大层。
地层主要情况为地层主要情况为:
素填土层①层,①1杂填土:
砂质粉土-粘质粉土②层,②1粉质粘土-重粉质粘土;②2粉砂;③砂质粉土-粘质粉土;③1粉质粘土-重粉质粘土;粉细砂④层;重粉质粘土-粘土⑤层,⑤1粉质粘土-砂质粉土;⑥粘质粉土-砂质粉土。
第三章基坑支护设计施工方案
第一节基坑支护设计方案
1.护坡方案设计特点及指导思想
1.1基坑深为5.8m、-7.4m,考虑到地下结构可能需要较长的施工周期,基坑支护要经过雨季的严峻考验。
因此,要求支护安全系数较大。
1.2本工程勘察报告显示基底以上无地下水,但可能存在上层滞水及管线渗漏影响基坑支护结构,支护结构需考虑地下水对基坑的影响。
1.3护坡方案要科学合理,因地制宜,切实可行,确保深基坑边坡支护经过雨季的冲刷要安全可靠。
1.4护坡工程必须与土方工程一体化安排,要为土方工程施工创造快捷和良好的前提条件。
1.5护坡工程在确保为后续施工创造出良好的施工作业面的同时,还要尽可能地减少不必要的土方回填。
1.6护坡工程要尽量减少与土方施工的工序穿插的次数,以缩短工期。
1.7护坡工程要充分考虑到其经济合理性等。
2.支护形式选择
针对以上工程特点,本工程在制定基坑支护方案时要重点考虑以下几个因素:
①安全可靠性;②技术先进性、合理性;③施工可行性;④经济节约;⑤工期合理。
本基坑支护方案在综合考虑了这些因素后,拟选用“采用1:
0.5放坡土钉墙支护结构”。
2.基坑支护结构设计
基坑支护设计采用专业基坑计算软件进行计算,计算条件按无地下障碍物情况考虑,并根据我方在周边类似工程设计施工经验,本着安全第一,并考虑经济和便于施工等因素进行调整。
基坑支护计算书详见附件2。
本工程支护结构预留土建施工肥槽800mm。
根据现场实际情况,基坑支护采用土钉墙支护结构形式。
2.1深度为5.8m、7.4m的基坑(1-1剖面、2-2剖面)
基坑深度为5.8m、7.4m采用1:
0.5放坡土钉墙支护结构形式。
2.1.2基坑深度范围内土层参数
土层
层厚(m)
重度(kN/m3)
()
c(kPa)
素填土层
1.5
18.5
15
10
粘质粉土、沙质粉土
4.9
19
22
15
粉质粘土、重粉质粘土
3.4
18
14
24
2.1.3基坑1-1剖面、2-2剖面支护结构
1)1-1剖面土钉墙支护参数
序号
类别
设计数值
1
基坑开挖深度
5.8m
2
边坡附加荷载
3m以内不得堆载,3m以外堆载不得超过20Kpa
3
放坡比例
1:
0.5放坡
4
面层钢筋
φ6.5@250×250mm
5
面层厚度
60-80mm厚C20细石砼面层
6
坡面排水
土层中含水量丰富的部位,需留置好泄水管,
7
施工肥槽
800mm
8
土钉分布
正方型布置
9
水泥浆水灰比
0.5
10
水泥
P.s.A.32.5
2)1-1剖面土钉墙支护设计参数
名称
中心位置深度(m)
成孔直径
长度(m)
根数
钢筋型号
钢筋级别
第一道
0.8
110
4.3
1
Φ16
Ⅱ级
第二道
2.3
110
5.8
1
Φ16
Ⅱ级
第三道
3.8
110
5.8
1
Φ16
Ⅱ级
第四道
5.3
110
4.3
1
Φ16
Ⅱ级
横向加强筋采用Φ14Ⅱ级。
3)2-2剖面土钉墙支护土层参数
序号
类别
设计数值
1
基坑开挖深度
7.4m
2
边坡附加荷载
3m以内不得堆载,3m以外堆载不得超过20Kpa
3
放坡比例
1:
0.5放坡
4
面层钢筋
φ6.5@250×250mm
5
面层厚度
60-80mm厚C20细石砼面层
6
坡面排水
土层中含水量丰富的部位,需留置好泄水管,
7
施工肥槽
800mm
8
土钉分布
正方型布置
9
水泥浆水灰比
0.5
10
水泥
P.s.A.32.5
4)2-2剖面土钉墙支护设计参数
名称
中心位置深度(m)
成孔直径
长度(m)
根数
钢筋型号
钢筋级别
第一道
0.8
110
5.8
1
Φ18
Ⅱ级
第二道
2.3
110
8.0
1
Φ18
Ⅱ级
第三道
3.8
110
8.8
1
Φ18
Ⅱ级
第四道
5.3
110
7.0
1
Φ18
Ⅱ级
第五道
6.8
110
7.0
1
Φ18
Ⅱ级
横向加强筋采用Φ16Ⅱ级。
5)土钉墙其他设计参数
(1)土钉钢筋均为二级钢筋,钢筋长度=土钉设计长度+200mm.
(2)土钉成孔并放入钢筋后,向孔内压注水泥浆,为0.5,采用矿渣硅酸盐水泥。
(3)喷射混凝土面层配置钢筋网,钢筋直径φ6.5mm,间距250×250mm,网距边坡30~50mm,沿土钉横向通长焊上Φ14、Φ16钢筋作为附加的横向加强筋,土钉钢筋外露部分做90度弯钩,弯钩长度不小于钢筋直径的10倍,此弯钩紧压钢筋网且与横向加强筋进行焊接,采用单面焊,焊缝长度不小于土钉钢筋直径的10倍。
(4)支护面层喷射混凝土厚度60-80mm,混凝土强度等级均为C20,混凝土配合比为水泥∶砂子∶碎石加复合外加剂=1∶2∶2(此为重量比)。
(5)边坡上沿需外翻500mm,与相应土钉墙同等厚度的钢筋混凝土翻边,在基坑内侧深浅区交界位置也需做混凝土翻边处理,以免雨水影响支护的稳定性。
第二节基坑支护施工方案
1.施工工艺流程
2.主要施工方法
2.1修坡
基坑开挖作业用挖土机。
对挖掘后的边坡需用人工进行修整,确保边坡的立面角和壁面的平整度。
当遇有上层滞水影响时,要在坡面上每隔1米插放一个泻水孔,疏导滞水对坡面的作用。
2.2编扎钢筋网
在修好坡后编扎钢筋网。
钢筋接头宜用焊接,由于编网是随开挖分层进行,因此,上下层的竖向钢筋必须用焊接接头,以保证钢筋网的整体性,有利于传力。
2.3造孔
本工程主要采用人工洛阳铲与锚杆机成孔,成孔直径110mm。
人工成孔较困难时,采用锚杆机成孔。
2.4土钉制作与安放
为保证土钉能定位于孔的中心位置,需沿长度每隔1.5m焊上定位支架,定位支架的高度要确保使锚筋能够居中。
在制作预应力锚杆时,要控制好自由段长度,自由段可用塑料膜包裹,不致受到注浆材料的约束。
2.5注浆
注浆方式一般为底部注浆,即将注浆管插入孔底(距孔底200mm左右),浆液从孔底开始向孔口灌填。
用底部注浆,当浆液从底部充满至孔口时,还需进行多次加压,一般不少于2次,保证浆液挤满孔壁。
2.6土钉端部焊接
土钉端部应与加强筋、钢筋网相互焊接。
各钢筋的位置由里向外是:
钢筋网,水平垂直加强筋,土钉端头锁定筋。
2.7喷射混凝土
喷射混凝土强度等级采用C20,其配比为:
水泥∶砂∶碎石∶水=1∶2∶2∶0.5,碎石的最大粒径不超过12mm,喷射混凝土机的工作压力为0.3~0.4Mpa。
3.质量保证措施
3.1土钉成孔采用的机具应适合土层的特点,满足成孔要求。
3.2修坡时专人进行测量,确保不吃槽。
喷射混凝土时,由专人检查钢筋网长及标志杆的安装。
3.3成孔前,应根据设计要求定出孔位并作出标记和编号。
孔位的允许偏差不大于150mm,成孔的倾角偏差不大于±3°,孔径允许偏差+20mm、-5mm,孔深允许偏差+200mm、-50mm。
当成孔过程中遇有障碍物需调整孔位时,不得损害支护原定的安全程度,由现场技术负责人决定。
3.4成孔过程中取出的土体特征应按土钉编号逐一加以记录并及时与初步设计时所认定的加以对比,发现有较大偏差时应及时修改土钉的设计参数。
3.5钢筋、水泥进场要有材质单,并做复验。
3.6锚筋与中心支架点焊牢固,中心支架间距1.5m一个。
3.7插入钢筋时,由专人检查,若插入深度不足,则继续取土成孔,插入钢筋时要将注浆管绑在距孔底0.5m处。
3.8水泥浆体的强度应大于20N/mm2,水灰比不宜超过0.5,并宜加入适量的速凝剂等外加剂以促进早凝和控制泌水。
注浆时要严格按配比搅浆,并随成孔随注浆,注浆渗漏较多时,要进行二次、三次补浆直到注满。
3.9锚体的长度=设计深度+0.2m。
锚筋制作长度误差不得大于20mm。
3.10水泥浆体的试块每层做二组,每组试块不应少于3个。
3.11喷射混凝土粗骨料最大粒径不宜大于12mm,水灰比不宜大于0.45,并应通过外加剂来调节所需早强时间。
第三节基坑支护监测
为在基坑开挖期间,确保基坑施工安全,做到隐患的早发现、早分析、早处理,拟对基坑边坡进行施工监测。
基坑现场监测是指在基坑开挖及地下工程施工过程中,对基坑支护结构变位和周围环境条件的变化进行各种观测分析工作,并将观测结果及时反馈,以指导施工。
施工中需监测的内容有:
支护体系顶部的侧向位移;基坑周围地面超载情况;基坑渗漏水情况。
1.对支护结构水平位移的监测
采用沿基坑周边布置观测点,布点原则是在通长的基坑边每隔30m设置一个观测点,在变形最大、受力最大及局部地质条件最为不利的地段设置观测点。
2.测量基本要求
2.1测量仪器要使用精密光学仪器,并有检测合格证。
2.2满足国家三级水准测量精度要求
水平误差控制<0.5mm
垂直误差控制<0.5mm
3.在正式开挖前,要核对基准点并对其进行保护。
4.位移观测点必须在做土钉墙翻边时,就埋置好,以备日后使用。
5.观测时间的确定:
在土方开挖阶段,每天监测不少于2次,在完成基坑开挖、变形趋于稳定的情况下,可适当减少监测次数。
6.对雨天以及各种可能危及支护安全的水害来源进行仔细观察。
7.在施工开挖过程中,如发现变位速率较大、支护结构开裂等情况,应进一步加强观测,缩短检测时间间隔,并及时向监理、设计和施工人员报告检测结果。
信息施工就是根据施工中具体情况和监测数据对施工方案加以改正和补充,发现不安全预兆及时采取补救措施。
本工程为三级基坑,边坡变形预警值为4‰H,变形控制值为6‰H。
8.基坑周围地面超载情况
地表沉降,不同深度处的侧向变形,与基坑相邻的周围道路路面堆载情况采用肉眼巡视与裂缝观测的方式。
由有经验的工程师每天进行坡面、坡体巡视观测。
本工程进行支护设计时,基坑周边附加荷载取值为20Kpa。
为保证本支护结构的安全,按相关要求在距基坑边坡2m范围内严禁堆载,2~12m范围内允许堆载标准为20Kpa。
超过12m处原则上不受限制。
9.基坑渗漏水情况
施工中,对雨天以及各种可能危及支护安全的水害来源进行仔细的巡视观察,查明水源,及时疏堵。
10.监测工作质量保证要求
10.1按规程或设计要求的监测精度选用使用仪器的型号。
10.2及时准确的整理监测记录并在监测值出现异常时进行分析。
10.3选择有素质、有责任心的监测人员。
第四章降水施工方案
第一节降水、排水系统设计
1降水系统设计
1.1抽水影响半径计算
影响半径采用下式:
R——影响半径,m;
Sw——水位降深(m),按照基坑深度范围内土层地下水滤干考虑,即Sw=4.0m;
H——潜水含水层厚度(m),取基坑四周各钻孔揭露含水层厚度的平均值,潜水含水层厚为11.5m;
K——渗透系数,m/d,取5.0m/d,代入参数计算结果如下:
潜水:
。
1.2基坑涌水量(Q)
计算公式如下:
式中:
Q——基坑涌水量(m3/d)
k——渗透系数(m/d),k=4.5m/d,
S——水位降深(m),S取6.95m,
R——降水影响半径(m),R=100.6m,
r0——基坑半径(m),r0==41.0m
H——潜水含水层厚度(m),H为11.5m。
计算如下:
1.3管井单井出水量(Q)
=96.7m3/d
式中:
q-管井出水能力(m3/d)
rs-过滤器半径(m)取0.15
l-过滤器淹没段长度(m)取1
k-含水层渗透系数(m/d)取4.5
根据周边降水经验,其单井出水量为40m3/d左右,且单井出水量随着群井抽水效果的形成逐渐降至最初单井出水量的1/2~1/3。
1.4井数的确定
36
1.5井距的确定
基槽长L=296米
井距计算值为D=296/36=8.3m
1.6管井降水井的竖向布置(井深)的验算
基坑深度按7.4m考虑,环形封闭井点降水水力坡度i为1/10,管井降水井的竖向布置(井深),按下式验算:
井深h=槽深H1+0.50m+1/2槽宽×i+过滤器工作长度+沉淀高度
=7.4+0.5+60/2×0.10+1.0+3.0=14.9m
1.7实际管井设计及布置
依据北京地区类似工程经验并结合上述计算,本工程沿基坑外侧布井。
具体布置如下:
沿着基坑南北两侧基坑较深部位布置降水井,井间距8.0m,井深度为17.0m。
共布置降水井37口。
井点采用管井,井身结构及滤水管均采用无砂混凝土滤水管,井管Ф400mm,孔隙率25~30%,滤管外包二层尼龙网,分别为40目、60目。
滤料采用粒径2~6mm碎石,距地表1.0m回填粘土,防止地表水渗入。
基坑施工过程中,为避免含水层底部疏不干对施工造成不利影响,在基坑开挖至含水层位置,在基坑侧壁插入排水导管,将残留水引入坑内经排水沟导至集水坑再抽排至地面沉淀池。
2排水系统设计
抽水设备:
采用扬程大于25m的潜水泵。
排水管网:
采用钢管、硬塑料管做为排水主管路,排水管直径150mm,必要时可采用多向排水。
采用暗埋式排水,排水管网向水流方向的倾斜度以1‰为宜。
沉淀池:
在基坑两侧分别设一总排水出口并设置沉淀池,沉淀池采用砌砖池,规格为2.00m×2.00m×1.00m,池中间砌一道1.00m高的矮墙。
水先排入一个半池中,水面高于1.00m后流入另一个半池,这样,水中的砂便可沉淀在进水的半池中,清水通过另一个半池的出水口排出,沉淀池内壁须做防水处理。
3观测井
通过地下水位的观测,了解抽水期间水位的变化情况,从而对降水效果进行预测,保证基坑的安全。
观测内容:
1、静水位:
成孔完毕后井内自然水位标高。
2、动水位:
抽水水位稳定、抽水进行中时,孔内水位标高。
3、水位降深:
静、动水位之差。
4、绘制地下水水位降深曲线。
第二节降水管井施工
1降水井施工
1.1大口管井施工工艺流程(采用正循环或反循环施工工艺)
1.1.1放线定井位、埋设钢护筒
采用经纬仪及钢尺等进行定位放线。
1.1.2挖泥浆池和泥浆沟
泥浆池的位置可根据现场实际情况进行确定,但必须保证其离基坑开挖上口线的安全距离,确保其对后期基坑边坡的开挖及支护不会带来不良影响。
1.1.3钻机就位
钻机中心位置尽量与所放的井位中心线相吻合,偏差不得超过50mm;先对钻机进行垂直度校验,确保钻杆垂直度符合要求,垂直偏差不得超过1%。
1.1.4成孔
以上各项准备就绪且均满足规定的要求后,即可进行井孔钻进施工,为保证洗完井后,井深满足设计的要求,可以根据情况适当加深。
1.1.5下放井管
井管为Φ400mm无砂砾石滤水管,底部2m作为沉淀用。
在混凝土预制托底上放置井管,四周拴10号铁丝,缓缓下放,当管口与井口相差200mm时,接上节井管,接头处用玻璃丝布密封,以免挤入泥砂淤塞井管,竖向用4条30mm宽竹条固定井管。
为防止上下节错位,在下管前将井管依方向立直。
吊放井管要垂直,并保持在井孔中心,为防止雨水泥砂或异物流入井中,井管要高出地面300mm,井口加盖。
1.1.6填滤料
井管下入后立即填入滤料。
滤料采用水洗砂料,粒径为2~6mm,含泥量<5%,滤料沿井孔四周均匀填入,宜保持连续,将泥浆挤出井孔。
填滤料时,应随填随测滤料填入高度,当填入量与理论计算量不一致时,及时查找原因,不得用装载机直接填料,应用铁锹或小车下料,以防不均匀或冲击井壁。
1.1.7井管四周粘土封井
在离打井地面约1.0m范围内,采用粘土填充密实。
1.1.8洗井
在以上各项均完成后,必须及时进行洗井工作,防止井孔淤死。
在冲击钻成孔中,孔壁有少量泥皮,其会影响抽降效果,要通过洗井将泥皮洗出。
洗井采用空压气举法。
洗井时要将井底泥砂吹净洗透洗出清水。
成孔时尽量采用清水护壁,采用大功率的空压机洗井并下入优质的滤管滤料,这样才能保证良好的透水性。
1.1.9水泵安装、抽水
降水井清孔完毕后,选用3~5t/h的潜水泵抽水,可根据现场地下水的出水量调整水泵的容量。
用钢丝绳吊放至距井底2.0m处;铺设电缆和电闸箱,安装漏电保护系统。
1.2泵吸反循环钻进施工工艺
泵吸反循环钻进指循环介质流向是从地面沿钻具与孔壁的环状间隙进入钻孔,至孔底携带钻渣从钻杆内返回地面的一种钻进工艺。
钻进常用于大直径钻孔施工,适用于填土层、砂性土层、粘土层、卵砾石层等,钻进效率较高。
1.2.1泵吸反循环钻进成孔工艺施工要点
1)为保证孔壁稳定,应视表土松散层厚度,孔口下入长度适当的护筒,并保持泥浆柱液面高度。
随泥浆漏失及孔深增加,应及时向孔内补充泥浆。
2)钻遇硬土层,如发现每次钻进深度太小,钻斗内碎渣量太少,可换一个较小直径的筒形齿状钻头,先钻一小孔,然后再用钻斗扩孔。
3)钻硬砂砾层,为加固孔壁和便于取出砂砾,可事先向孔内投入适量粘土球。
下入孔内的钻斗,应是双层底板的捞砂钻斗,以防提钻中砂砾从底部漏掉。
1.2.2、泵吸反循环钻进和旋挖钻进成孔工艺注意事项:
1)钻进时应轻压慢转,平稳钻进,以保证钻孔垂直;
2)钻进过程中应根据地层变化情况,适时调整钻进技术参数,并经常检查钻孔水平情况,防止倾斜;
3)钻进过程中应严格保持稳定的孔口水头高度,防止孔口坍塌;
4)接近设计孔深时准确控制好钻进深度,并做好进入持力层深度记录;
5)钻进至设计深度后,应采用泵吸反循环认真做好清孔工作,以保证孔底干净;
6)钻进过程中冲洗液和泥浆护壁主要采用孔内自然造浆的方法,泥浆比重应控制在1.10-1.15。
如原土造浆不能满足护壁要求时,应采用人工造浆。
1.3封井
基坑内降水井直接采用砂石灌填,在垫层底标高-2.5m以下填级配砂石,-2.5~-0.5m用C10砼灌注或用粘土填充,-0.5m至垫层用粘土密封。
结构外部的降水井根据实际需要进行封堵,可直接灌填砂土至自然地面下2m处,再用粘土密封至自然地面。
1.4质量措施
1.4.1钻孔前准备:
井孔施工前必须人工挖探坑见到原状土确保地下设施的安全,避免被钻进时破坏。
1.4.2钻进成井:
采用循环钻机,进行清水钻进,保持孔内液面高度,以防孔内坍塌。
1.4.3下管、填料:
下管过程中应保证井管垂直,作好下管记录。
下管结束后应立即向井管四周的井孔内填充滤料。
1.4.4排水设备安装:
降水井洗井完成后,统一进行抽、排水设备的安装。
要特别注意洗井应洗至出清水后5~15分钟。
1.4.5在粘土层自造泥浆护壁,比重在1.05~1.10,粘度18~25S,在成井过程中不得向孔内填土,以防堵塞透水层。
1.4.6成孔后,泥浆的比重控制在1.05~1.10,下井管时使井管居于孔中心。
1.4.7管井滤料含泥量不超过1%,成井结束后要及时采用洗井器结合污水泵洗井,直至出清水为止。
1.4.8降水施工期间须甲方保证连续供电,有连续供电措施,避免因停电使井内水位迅速上升而造成损失。
1.4.9降水井在施工完成后和降水期间,其井管要高出地面30cm,加设井盖,以防掉入异物或将井碰坏,坑内及马道两边的井要设置明显的保护标志和危险标志并设专人保护。
1.4.10在土方开挖时,应注意对降水井的保护。
地面上降水井影响车辆行驶时,可在井口加盖市政井盖,排水采用挖暗沟或铺钢管明排。
2降水井组装
2.1洗井
成井后,借助空压机清除孔内泥浆,至井内完全出清水止,再用污水泵反复进行恢复性抽洗,抽洗次数不得少于6次。
洗井应在成井4小时内进行,以免时间过长,护壁泥皮逐渐老化难以破坏,影响渗水效果。
洗井后可进行试验性抽水,确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。
2.2水泵安装