管井降水施工方案.doc
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中工程建设项目4#厂房、电子商务服务平台、电子信息类厂房工程
管
井
降
水
施
工
方
案
******工程项目部
二0一七年三月
目录
一、编制依据 2
二、工程地质及水文概况 2
2.1、基坑工程概况 2
2.2、水文地质概况 2
三、降水设计方案 3
3.1、设计计算 3
3.2、降水井平面布置 3
四、施工准备 5
4.1、测量放线 5
4.2、施工用电、用水配置 5
4.3、打井机械及井点设备 5
4.4、抽水设备的型号 5
4.5、人员的组织及安排 6
五、施工工艺 6
六、降水井质量要求 10
七、降水过程的控制 10
八、降水工程质量保证措施 11
8.1、降水管理 11
8.2、施工技术措施 11
8.3、生产设备准备 12
8.4、质量措施 12
九、成品保护及环保措施 12
十、降水对周围环境影响及防治措施 13
10.1、对周围环境的影响 13
10.2、防范措施 13
十一、主要安全技术措施 14
十二、基坑降水应急预案 15
十三、计算书 16
一、编制依据
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202－2002）；
《地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；
《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）；
《建筑基坑支护技术规程》（GJ120-2012）；
《地基基础设计规范》（GB50007-2011）
《基坑工程手册》（2009年版）
宿州高新产业技术开发区云计算产业园《工程勘察报告》、施工图纸等；
二、工程地质及水文概况
2.1、基坑工程概况
4#厂房基坑面积4788平方米，±0.000相当于绝对标高27.62米，自然地坪相当于标高-0.600，基坑深度为2.8米。
基础形式为条形基础。
电子商务服务平台基坑面积3310平方米，±0.000相当于绝对标高27.62米，自然地坪相当于标高-0.600，基坑深度为2.7米，基础形式为桩基和独立基础
电子信息类厂房基坑面积7200平方米，±0.000相当于绝对标高27.62米，自然地坪相当于标高-0.800，基坑深度为5.8米，基础形式为筏板基础。
2.2、水文地质概况
对工程有影响地下水主要有两层：
1.第二层粉质粘土，属于上层滞水，勘察期间实测稳定水位埋深为1.1m～1.40m，富水性评价为一般。
2.第三层粉土夹粉质粘土，属承压水，承压水头约为1.00米，富水性评价为一般。
据调查，场地地下水位升降变化受大气降水影响，估计丰水期水位可达自然地面下0.40m左右。
三、降水设计方案
3.1、设计计算
本工程降水井根据计算书及现场用水情况设置个数如下
宿州高新区云计算一期工程项目
降水井
4#厂房数量（个）
4
电子商务服务平台数量（个）
5
电子信息类厂房
5
直径（mm）
500
电子商务服务平台及4#厂房井深为15米，电子信息类厂房井深为20米，降水井均采用无砂混凝土管。
3.2、降水井平面布置
宿州高新区云计算一期工程降水井平面布置见下图所示：
四、施工准备
4.1、测量放线
测量放线依据现场红线桩为基准总成，±0.000标高采用精密测距仪（AGA112）和经纬仪，并根据井点布置图放线定位。
放线经复核后报监理部门确认方可进行施工。
4.2、施工用电、用水配置
1、施工用电直接从配电房接入，500kVA能完全满足降水用电负荷。
2、依据用水设备和施工经验，需用水量5～10m3/h直径50mm管，就能满足施工用水。
4.3、打井机械及井点设备
打井机械可根据工期要求变更。
井点设备是由井点管、连接管、排水主管及抽水设备等组成。
具体如下:
机械设备表
序号
设备名称
规格
单位
数量
1
电焊机
BX1-315F-3
台
1
2
钻机
鲁济200型
台
2
3
潜水泵
QY40-21-4
套
14（备用6台）
4
动力总配电箱
200A
个
1
5
动力分配电箱
100A
个
5
6
弯联管
2×4×1.5
根
25
8
泥浆泵
个
1
4.4、抽水设备的型号
本工程抽水设备采用南京产的潜水泵，型号为QY-40-21-4，功率为4kw、扬程50米、流量为40m³/h。
口径为75mm。
4.5、人员的组织及安排
1、降水组织机构
项目经理
现场负责人
技术负责人
机械班组
降水班组
钻井班组
水电班组
降水质量员
现场安全员
施工测量员
2、劳动力安排
工种
施工队长
测量员
水电工
机械工
钻井工
降水工
人数（个）
1人
1人
1人
1人
10人
4人
五、施工工艺
井点测量定位
钻孔
钻孔定位
清孔
吊放降水管
回填砂砾过滤层
封口
洗井
安装水泵及控制电路
试抽水
降水井正常工作
降水完毕拔井管
封井
原土造浆
泥浆池
沉淀池
泥浆排放
预制砼降水管进场
降水井施工工艺流程
1、测量定位
按施工图放出井的中心点。
正常情况下井位偏差不宜大于0.5m，因障碍物影响偏差过大时，应验算不利点降深。
井位应设立显著标志，必面时用钢纤打入地面以下300mm，并灌石灰粉作标记。
2、钻孔定位
以定好的井位点为中心，800mm为直径作圆，向下开0.50m作为井口。
深度以见原状土为准，确认无地下管线及地下构筑物后放护筒，护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土，以防钻井冲洗液漏失。
3、桩机就位
桩机就位时需用水准仪找平，做到稳固、周正、水平，以保证钻进过程中的钻机稳定。
起落钻塔必须平稳、准确。
钻机就位偏差应小于20mm，钻塔垂直度偏差应小于1%。
4、钻井
钻进过程中要随时观察冲洗液的流损变化，水的补充要随冲洗液的流损情况及时调整，一般应保持冲洗液面不低于井口下1米，当钻遇卵石层，冲洗液大量流失时，应加大补水量，必要时应投入适量的泥土形成一定粘度的泥浆以控制冲洗液漏失，防止塌孔事故。
在以粘土为主的地层中钻井时，由于钻井自造浆较稠，钻进效率低，此时可排走一部分泥浆，补充清水，调整泥浆密度到适宜状态。
钻进中发现塌孔、斜孔时应及时处理。
缩孔时应经常提动钻具修扩孔壁，每次冲击时间不宜过长，防止卡钻。
用反循环钻机向下钻孔，钻至要求深度。
①、反循环是将压缩空气通管路送至气水混合室，使其与钻杆内的水掺混，从而形成比重小于1的掺气水流。
在钻杆外侧水柱压力的作用下，钻杆内掺气水流挟带泥浆不断上升，将泥浆水排出井外。
②、钻进时要不断向孔内大量供水，使孔内水位高出地下水位，利用水位差所产生的静水压力保持孔壁稳定。
③、从加接钻杆的数量和入水深度判断钻进深度。
④、估摸达到设计深度并深入0.50m～1m时，停止钻进。
5、换浆
钻孔至设计深度后（一般应大于设计深度的0.5m～1.0m），反循环钻进应将钻头提高0.5m左右，然后注入清水继续启动反循环砂石泵替换泥浆，冲击钻则用抽筒将孔底稠泥掏出，并加清水稀释，直到泥浆密度接近1.05g/cm³，粘度为18～20s。
现场观察一般以换浆后泥浆不染手为准。
替浆过程中，应按排泥浆的清运或排放工作。
6、下管
①、检查井管有无残缺、断裂及弯曲情况。
②、将底层管堵与第一节井管公母接口接上，在外对称放上三根竹枇，用铁丝固定两圈。
③、将提升用钢丝绳一头固定在井字架上，另一头套住管堵凹槽稳定后下降。
④、使井管居于井孔正中，避免倾斜，并固定。
⑤、下降第二节井管时，注意连接的公母接口，动作要轻缓，不能猛降猛放。
⑥、井管安放应力求垂直并位于井孔中间；管顶部比自然地面高500mm左右。
井管过滤部分应放置在含水层适当的范围内。
7、填料
安装完井管后，在无砂滤水井管外侧与井壁之间填砾料。
①、砾料应缓慢填入，防止冲歪井管，一次不可填入过多。
②、接近井口1.50m处，用粘土封严，以防地面水、雨水流入。
③、井管下入后，及时在井管与土壁间填充砂砾填料。
粒径应大于滤网的孔径，一般为3～8mm的细砾石。
砂砾滤料必须符合级配要求，将设计砂砾上、下限以外的颗粒筛除，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%；不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防分层不均匀和冲击井管，填料要一次连续完成。
8、洗井
冲击成孔的降水井一般都采用泥浆钻进，洗井应在下管填砾后8小时内进行，以免时间过长，影响降水效果。
①、将空压机空气管及喷嘴放进井内，先洗上面井壁，然后逐渐将水管下入井底。
工作压力不小于0.7mpa，排风量大于6m³/min。
②、管周围填砂滤料后，安设水泵前应按规定先清洗滤井，冲除沉渣。
一般采用压缩空气洗井法，其原理是当压缩空气通到井管下部时，井管中为气水混合物，密度小于1，而井管外为泥水混合物，密度大于1，这样管内外就产生了压力差，井管外的泥水混合物，在压力差的作用下流进管内，于是井管内就变成了气、水、土三相混合物，其密度随掺气量的增加而降低，三相混合物不断被带出井外，滤料中的泥土成分越来越少，直至清洗干净。
当井管内泥砂多时，可采用“憋气沸腾”的方法，即采取反复关闭、开启管上的气水土混合物的阀门，破坏井壁泥皮。
在洗井开始30min左右及以后每60min左右，关闭一次管上的阀门，憋气2～3min，使井中水沸腾来破坏泥皮和泥砂与滤料的粘结力，直至井管内排出水由浑变清，达到正常出水量为止。
洗井应在下完井管，填好滤料，封口后8h内进行，一气呵成，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。
9、安装抽水控制线路
潜水泵在安装前，应对水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等情况，然后在地面上转3～5min，如无问题，始可放入井中使用。
深井内安设潜水电泵，可用绳索吊入滤水层部位，带吸水钢管的应用吊车放入，上部应与井管口固定。
设置深井泵的电动机座应安设平稳，转向严禁逆转（宜有逆止阀），防止转动轴解体。
潜水电动机、电缆及接头应有可靠的绝缘，每台泵应配置一个控制开关。
主电源线路沿深井排水管路设置。
安装完毕应进行试抽水，满足要求后始转入正常工作。
10、封井
施工底板前先封井做法：
去除坑底标高以上无砂砼管，填碎石，浇注C15厚500mm砼封堵井口。
六、降水井质量要求
1、井管必须直立于井中心，上端应保持水平
2、井的顶角偏斜不得超过1度，以保证泵组上下井道通畅。
3、无砂滤水管接口要用塑料布封堵。
4、每打完一口井要用量井器测井深，以保证井深偏差≤20cm。
5、成孔孔径500mm，偏差≤10cm。
6、吊放井管，检查管内外是否有杂物、粘土，以防影响透水性。
7、洗井后的泥沙量控制在10％以内。
8、作好成井工序交接检记录。
七、降水过程的控制
1、在正式降水前应作抽水试验，以验证方案的可行性，根据抽水试验结果选择泵的扬程流量，基坑开挖前至停止抽水时止，每天对地下水位进行观测记录，调整抽水速度及抽水量。
2、在基坑开挖过程中，应随时观测基坑侧壁、基坑底的渗水现象，并查明原因，及时采取施工措施，在土方开挖及做护壁过程中，对通向基坑的废旧管沟进行有效封堵，并检查基坑外管网有无渗漏。
3、在抽水维护期间，根据单井出水量确定开、关水泵的时间间隔，委派专业人员24小时轮流值班，保证水泵正常运转及井内水位。
现场准备多台备用水泵及零配件，以便及时更换或维修，注意保护井口，防止杂物掉入井内。
4、发现基坑出水、涌砂，应立即查明原因，组织处理。
5、降水开始时间为：
基坑土方开挖前不少于10天。
6、降水时间持续：
上部结构的自重大于地下水产生的浮力后方可停止降水。
八、降水工程质量保证措施
8.1、降水管理
1、根据水位观测情况，控制降水井排水时间和时间间隔，控制真空泵抽水吸力度，应保证系统有足够的真空度。
2、安排三班人员日夜值班，进行排水降水控制操作、水位观测和数据记录。
3、在基坑开挖过程中，须密切注意真空效果，做好密封工作。
4、若因地下围护结构大量渗漏而引起坑外水位下降超过规定值时，应控制抽水力度或停抽。
5、暴露的降水井管四周要及时回填粘土封密
8.2、施工技术措施
1、根据基坑围护图、地质资料和对基坑降水的设计要求，作好施工组织设计，并按施工组织设计要求认真准备。
2、对施工人员进行技术培训工作，充分了解关键部位的施工要求，精心施工，保证真空泵的抽吸作用和水泵的降水作用。
3、做好机井特殊结构的图样设计和工艺设计。
4、精心选用和确定施工用的各种材料和设备。
8.3、生产设备准备
1、作好施工用的材料、设备和劳动力进场计划。
2、降水作业队应提前作好钢材、黄砂、水表、真空表、水泵、真空泵管路、管道阀门等材料采购及单井制造工作。
成井所用的构件、机械设备、材料必须隔天到场。
8.4、质量措施
1、根据降水要求，严格按施工组织设计提出的施工方法进行施工，施工人员应对工人作好技术交底工作，施工过程中必须落实各项技术措施；钻孔时应根据水文地质条件和土层物理力学性质，合理选择钻井设备，正确制备泥浆，控制好孔内冲洗液面的高度和钻井进度，以防塌孔。
2、认真作好降水记录；坑外水位发生变化，应及时调整降水作业；
3、第一层支撑撑好后，降水井与支撑之间应有效固定，起依附作用，便于安全操作；挖土施工中，注意保护电缆和管路不受破坏；
4、挖土施工中，严防施工机械碰撞降水井。
井管应具有足够的抗压、抗拉、抗弯强度，以保证井管能承收井壁地层和滤料的侧向压力及井管的全部重量。
5、井管应无缺损、裂缝、弯曲等缺陷。
两端面应与管线垂直，保证连接垂直。
6、下管时，井管要正中垂直、连接牢靠，严禁井管强行插入沉淀的孔底，漏水管的强度应符合要求，缠绕滤网应严实，以防出水含砂量超标。
滤料粒径不得过大，填料厚度不得小于设计要求。
7、当泥浆比重大，井壁泥皮厚，洗井方法不当、洗井达不到要求时，应对已完成的管井重新洗井，直至符合要求。
8、降水过程中，当发现存在井距过大，水泵流量小或水泵扬程不足，不明外来水等补给问题时，应采取相应措施，保证降水深度达到要求。
9、应采用双路供电或常备发电机，保证停电时能及时切换电源连续降水。
九、成品保护及环保措施
1、防止异物掉入井中，井口应加盖保护。
地面上降水井影响车辆行驶时，应做检查井并加承重井盖，排水方式为铺排水管暗排。
2、土方开挖时，应注意对坑内降水井的保护，并在井位处做明显标记
3、降水维护阶段应有专人值班，对降排水系统进行排检查，防止停电或其他因素影响降水系统的运行。
4、对于钻井形成的泥浆，要及时清运。
严禁直接排入市政雨污水管线，清运时要杜绝泥浆遗洒。
降水井抽出的水，含砂量达到规范要求，水清砂净的才可排入市政雨水管线。
对于基坑明排的泥水，排水口处设沉淀池，以防泥砂堵塞市政管线，影响城市环境。
5、钻井成孔或空压机洗井时应避免在夜间进行。
施工期间对噪声进行监测，不允许形成噪声污染。
6、做好对周边建筑物、构筑物的调查工作，发现问题及时上报或处理。
7、井管材质无毒、对地下水不构成污染。
十、降水对周围环境影响及防治措施
10.1、对周围环境的影响
1、井点管埋设完成开始抽水时，井内水位开始下降，周围含水层的水不断流向滤管，经过一段时间后，在井管周围形成漏斗状的弯曲水面，即所谓的“降水漏斗”。
降水漏斗范围内的地下水位下降后，就必然会造成地面固结沉降，由于漏斗的降水面不是平面，因面产生的沉降是不均匀的。
2、地下水渗透破坏引起的基坑坍塌;
3、基坑突涌导致的基土开裂。
10.2、防范措施
1、防范抽水带走土层中的细颗粒。
在成井过程中，保证砾料质量，所有滤水管包尼龙纱网，抽水含砂量小于五万分之一，采取均匀布井方法，均匀降低地下水的水位。
井点管上部1.50m围内用粘土封死，亦可防止将土粒带出。
2、适当放缓降水漏斗线的坡度。
当抽水达到要求的稳定降深后，调整水泵的数量，以控制总抽水量，尽量避免过多地抽取地下水。
3、降水应连续运转、尽量避免间隙或反复抽水。
因为每次降水都会产生沉降，增加反复抽水地次数，使总的沉降量积累到相当可观的程度。
降水期间必须确保抽水持续作业。
一旦因供电系统发生故障，不能持续供电，势必会造成停止抽水，地下水位迅速恢复将对基底造成突涌破坏，对基础施工和地下结构的稳定性产生严重影响。
因此为确保降水施工作业正常进行，不能中断降水井的抽水用电，需考虑用电源问题。
4、本工程在支护桩外侧采用深搅桩，形成封闭式止水帷幕，减少降水影响范围。
将井点设置在坑内，井管深度不超过挡土墙的深度，仅将坑内水位降低，而坑外的水位将维持在原来的水位；
5、降水场地外缘设置回灌系统。
如果坑外水位低于控制水位则需持续不断地用清洁水冲洗，回灌，形成一道水幕，以减少沉降。
6、防范基坑开挖时产生基底以下承压水而造成流砂，致使坑周产生大量地面沉陷。
7、经常分析地面沉降观测点的监测资料，一旦发现问题及时处理。
8、施工中设法减少土体中有效应力的变化,提高土的抗剪强度和刚度,尽量减少基坑坑底的暴露时间,尽快浇筑垫层和底板混凝土
9、由于大量卸荷,坑周围应力场变化,地面或多或少会产生许多裂纹,降雨或施工用水进入土体会降低土体的强度,并增加土压力。
在基坑周开挖过程中和开挖后,应保证井点降水的正常进行
10、控制每层土体开挖深度,不得超挖。
11、做好基坑监测工作：
根据监测信息反馈指导施工,在施工中要自始自终进行支护变形的监测和地面裂缝的观察,施工监测的内容为坑边、坑壁及邻近建筑的水平、垂直位移、坑边深层土体侧向位移和坑底隆起等,施工中根据各项指标的实测值与警戒值比较结果采取不同的措施；监测频率每天2次,完成基坑开挖与变形稳定后,可适当减少监测次数,施工监测持续至主体结构顶板浇筑完毕及土方回填完为止。
十一、主要安全技术措施
1、现场钻机必须持证操作，挂牌负责、定机定人。
2、保持机械设备整齐完好、无老污，绳索无锈浊，磨损控制在标准范围，齿轮及齿轮啮合处润滑良好。
3、钻机转动部分一定要有安全防护装置，开钻前要检查齿轮箱和其他机械传动部分是否灵敏、安全、可靠，启动时要看清机械周围环境，要先招呼后推闸。
4、施工人员禁止不戴安全帽、穿拖鞋、赤膊进入施工现场，2m以上高空作业必须佩戴安全带。
5、施工现场内的沟、坑等处必须有防护装置或明显标志，护孔管埋好后必须加盖或设置警戒线，混浆池要设防护栏目
6、夜间施工要有足够的照明设备，钻机操作台、传动及转盘等危险部位，主要通道不能留有黑影。
7、钻机机长、班长在钻机移动时必须亲临机台指挥，每天上下班时对劳动用品，机械设备及机具、吊具、索具等进行检查，确保用具在完好的情况下进行施工，清除隐患，确保安全施工。
8、所有机械设备均采用三级漏电保护、做到一机一闸。
9、施工现场建立安全防火班子，安全动火制度。
10、开展文明教育，施工人员必须遵守项目部的各项规章制度。
11、宿室内保持干净、不准私拉乱接、不准烧电炉等大功率用电设备。
十二、基坑降水应急预案
为确保正常施工，预防突发事件以及某些预想不到的、不可抗拒的事件发生，事前有充足的技术措施准备、抢险物资的储备，最大程度地减少财产和经济损失，必须进行风险分析和预防。
1、突发事件、紧急情况及风险分析
根据本工程施工特点及复杂的地质情况，在辩识、分析评价施工中危险因素和风险的基础上，确定本工程重大危险因素是基坑坍塌、地基不均匀沉降引起附近建筑物倾斜、在工地已采取机电管理、安全管理各种防范措施的基础上，还需要制定基坑坍塌和地基不均匀沉降引起附近建筑物倾斜的应急方案。
2、突发事件及风险预防措施
从以上风险情况的分析看，如果不采取相应有效的预防措施，不仅给工程进度造成很大影响，而且对施工人员的安全造成威胁。
（1）、深基础开挖前先采取井点降水，将水位降至开挖最深度以—下，防止开挖时出水塌方。
（2）、材料准备：
开挖前准备足够优质木桩和脚手板，装土袋，以备护坡 （打桩护坡法），为防止基础出水，准备2台抽水泵，随时应急。
（3）、进行基坑支护方案的设计并进行专家论证。
（4）、降雨量过大引起基坑坍塌的预防措施：
①、基坑的周边砌筑30cm高的防淹挡墙，作为通常情况下的挡水设施；配备足够数量的草包，紧急时对基坑周围施做围堰，防止地面水大量流入坑内。
②、配备两台水泵（其中一台备用），用于排除井下积水。
③、施工现场仓库配备足够数量的潜水泵、泥浆泵。
十三、计算书
4#厂房管井降水计算书
计算依据：
1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
2、《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98
3、《建筑施工计算手册》江正荣编著
4、《基坑降水手册》姚天强编著
一、水文地质资料
土层编号
土层名称
厚度（m）
渗透系数（m/d）
1
填土
0.5
0
2
粘性土
10.
1
3
粉土
15.5
1
二、计算过程
1、基坑底板承压水头计算：
hk=（Hsγs）/（Fsγw）
HS为基坑最终开挖面到下部承压含水层顶面间的距离（m）；
γs为承压含水层顶板以上土层的重度（kN/m3）；
Fs为安全系数，取1.1～1.3；
γw为水的重度（kN/m3）；
h为承压含水层从顶板算起的承压水头高度（m）。
hs为实际承压水头高度（m）；
hs>hk时：
需要进行降压降水，降压水头高度为hs-hk=6.4-0.385=6.015m。
2、基坑总涌水量计算：
基坑降水示意图
Q=2πkMSd/（ln（1+R/ro）+（M-l）/l×ln（1+0.2M/ro））=2π×1×4×2.8/（ln（1+86.209/38.806）+（4-1）/1×ln（1+0.2×4/38.806））=57.163m3/d
Q为基坑涌水量；
k为渗透系数（m/d）；
Sd为基坑水位降深（m）；
Sd=（D-dw）+S
D为基坑开挖深度（m）；
dw为地下静水位埋深（m）；
S为基坑中心处水位与基坑设计开挖面的距离（m）；
R为降水井影响半径（m）；
r0为基坑等效半径（m）；
M为由含水层底板到过滤器有效工作部分中点的长度（m）；
l为过滤器进水长度；
通过以上计算可得基坑总涌水量为57.163m3。
3、降水井数量确定：
单井出水量计算：
q0=120πrslk1/3
降水井数量计算：
n=1.1Q/q0
q0为单井出水能力（m3/d）；
rs为过滤器半径（m）；
l为过滤器进水部分长度（m）；
k为含水层渗透系数（m/d）。
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