沪南公路污水管道井点降水专项方案.docx
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沪南公路污水管道井点降水专项方案
沪南公路（A30~两港大道）新改建工程三标
排水管道井点降水
专
项
施
工
方
案
上海汇成建设发展有限公司
二OO六年八月十二日
第一章工程概况…………………………………………….2
第二章施工方案编制依据………………………………….3
第三章施工前期准备工作………………………………..3
第四章施工工艺的选择及主要结构施工流程…………….4
第五章降水对周围环境的影响及防治措施…………………………….10
第六章进度安排计划……………………………………….14
第七章管道施工其他相关措施…………………………….15
第八章质量管理……………………………………………19
第九章安全、文明施工措施………………………………23
第一章工程概况：
一、工程简介：
本三标工程位于南汇区老港镇，工程范围设计桩号为K3+360～K5+000，总长1640m。
本标段排水管道分雨水和污水两部分，在南侧设计为污水管道，管道中心线距道路中线12.25米，起止桩号K4+250～K5+000。
污水管道为DN600-DN800。
污水DN400-DN800采用玻璃钢夹砂管，O型橡胶圈接口。
玻璃钢夹砂管结构层为砾石砂垫层+5cm中粗砂垫层。
管道圬膀用中粗砂回填到管顶位置，中粗砂干重不小于16KN/m3。
本工程建设单位上海南汇汇集建设投资有限公司，有上海城市城市建设设计研究院设计，南汇区建融监理事务所监理，上海汇成建设发展有限公司承担施工。
二、现场条件
1、地形地貌：
本标段基本上位于农田中，全线地势平坦，原地面标高在4米左右。
管道施工时现场已做清表工作。
2、现场交通:
本工程在北侧人行道内边线向北两米到北侧红线范围内即规划绿化带内设置施工便道，便道沿施工范围内纵向全线布置，标准路段便道中心线距离道路设计中心线16.5m，便道宽度设5米；考虑交会车需要，隔100m设置一条长20m加宽3m的会车带，
3、管线情况：
施工范围内基本位于农田中，附近有居民居住，地下有自来水等公用管线，施工期间要参加管线交底，施工前开挖样洞，
目前已探明在K3+785有Φ200煤气排污管、在K3+665有Φ600污水管、在K3+443有、在K4+291有Φ100上水、在K4+291有上水Φ150、在K4+842有联通管线。
施工中注意管线保护，确保安全。
4、现场用电
本工程用电沿施工现场架设总线，并按一定距离设配电箱，施工用电从配电箱引到现场。
5、气象气候
上海地区四季分明，年平均气温16℃，极端最高气温40.52℃，极端最低气温-12.1℃，年平均降水量1144.4mm，最大一次降雨量为591.7mm，全年平均降雨日132天，全年降雨多集中在春雨期（3~6月）、梅雨期（6~7月）及夏雨期（7~10月）。
6月中旬至7月上旬的梅雨时节，对道路施工极为不利。
秋、冬季以晴冷干燥天为主，是道路施工最为有利的黄金季节。
第二章施工方案编制依据：
沪南公路（A30～两港大道）新改建工程三标招投标文件；
沪南公路（A30～两港大道）新改建工程三标设计图纸及相关说明；
硬聚氯乙烯（UPVC）加筋管室外排水管道工程施工及验收技术规程
《埋地塑料排水管道工程技术规程》（DG/TJ08-308-2002、J10185-2002）
《市政排水构筑物工程施工及验收规程》（GBJ08-224-96）
《市政工程排水管道施工及验收规程》（DBJ08-220-1996）
《上海市排水管道通用图》等
第三章施工前期准备工作
一、技术管理准备
1、本工程全体管理人员必须熟悉图纸，了解设计图纸中雨水管道分布位置、管径、标高、走向、埋深与周围环境关系。
2、测量人员做好前期放样等工作，经监理复测后才能使用。
3、增强对管线保护的意识，了解管线分布情况，开挖样洞，确保地下管线的安全。
4、加强本工程全体人员的安全教育，防止事故的发生。
二、材料准备工作
1、根据批准的施工组织设计和预算编制供货计划，做到有计划、有安排，有一定提前量，加强供需衔接确保施工进度。
2、做好材料的质量复验工作，按照质量标准和监理的指示做好材料的检测，验收工作，确保工程质量。
3、地方材料的供应，我们根据上海市关于材料采购的规定，选择有准入证的供应单位供货。
4、供料前做好供应单位的资质审查，并得到甲方监理的认可。
5、按计划要求，轻重缓急分批到位。
三、设备准备
根据本工程的施工计划要求，配备充足的设备，做好设备保养、人员培训工作、视工程需求及时进场。
四、施工总体顺序安排：
根据目前现场实际条件，因便道、施工用电、场地交接、河道填埋、房屋拆迁等因素影响，现场不具备管道连续施工及大面积施工条件，所以管道以见缝插针、逐步展开的办法进行施工。
本工程准备先进行卖盐路港桥以东桩号位置的污水管施工。
第四章施工工艺的选择及主要结构施工流程：
一、施工工艺的选择：
1、轻型井点降水
4）、本工程污水管道均为粉质流砂土层，且开挖深度在3M以上、水位较深。
因此则沟槽采用钢板桩支撑围护，根据本标段土质渗水在0.1～20m/d以内，所以选用轻型井点降水的施工方法。
本法具有机具简单，使用灵活，拆除方便，降低效果好，可防止流砂现象发生，提高边坡稳定，费用降低等优点。
轻型井点的施工程序为：
排放总管→埋设井点管→用弯联管将井点管与总管接通
→安装抽水设备→试运行→正式抽水
各道工序应在前道工序监理检验合格的基础上进行下道工序施工。
2、轻型井点的组成与设备:
1）、轻型井点设备（图1-1）由管路系统和抽水设备组成。
管路系统包括：
滤管、井点管、弯联管及总管。
图1-1轻型井点设备
1— 地面；2—水泵；3—总管；4—井点管；5—滤管；
6—降落后的水位；7—原地下水位；8—基坑底
2）、滤管（图1-2）为进水设备，通常采用长1.0~1.5m、直径38mm或51mm的无缝钢管，管壁钻有直径为12~19mm的滤孔。
骨架管外面包以两层孔径不同的生丝布或塑料布滤网。
为使流水畅通，在骨架管与滤网之间用塑料管或梯形铅丝隔开，塑料管沿骨架绕成螺旋形。
滤网外面再绕一层粗铁丝保护网、滤管下端为一铸铁塞头。
滤管上端与井点管连接。
图1-2滤管构造
1— 钢管；2—管壁上的孔；3—塑料管；4—细滤网
5—粗滤网；6—粗铁丝保护网；7—井点管；8—铸铁头
3）、井点管为直径38mm和51mm、长5~7m的钢管。
井点管的上端用弯联管与总管相连。
4）、集水总管为直径100~127mm的无缝钢管，每段长4m，其上端有井点管联结的短接头，间距0.8m或1.2m。
3、平面布置：
井点的平面布置
应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度。
本工程地段水位、管道埋深在5m左右，土质不良。
因此考虑双排。
4、高程布置：
1）、轻型井点的降水深度，考虑抽水设备的机械效率和水头损失以后，最大降深一般为7米左右。
在布置井点管时，应参考井点管的标准长度以及井点管露出地面的长度（约0.2-0.3m），而且滤管必须埋在透水层内。
3）、降水深度经计算均满足小于7m的要求，因此本工程采用一级轻型井点降水满足降水要求。
选用长7m的井点管，滤头长1m。
高程布置系确定井点管埋深，即滤管上口至总管埋设面的距离，主要考虑降低后的水位应控制在基坑底面标高以下，保证坑底干燥。
高程布置可按图式计算。
井点高程布置计算
h≥ h1+ Δh+ iL
式中h――井点管埋深，m；
h1――总管埋设面至基底的距离，m；
Δh――基底至降低后的地下水位线的距离，m；
i――水力坡度。
对双排布置的井点，i取1/7；
L――井点管至水井中心的水平距离，L为井点管至对边坡角的水平距离，m。
有公式可得：
h＝4+0.5+2.6×（1/5）=5.02M
h＝5+0.5+2.6×（1/5）=6.02M
双排形似， 井点管的埋深应满足水泵的抽吸能力，当水泵的最大抽吸深度不能达到井点管的埋置 深度时，应考虑降低总管埋设位置或采用两级井点降水。
如采用降低总管埋置高度的方法，可以在总管埋置的位置处设置集水井降水。
但总管不宜放在地下水位以下过深的位置，否则，总管以上的土方开挖也往往会发生涌水现象而影响土方施工。
5．水井涌水量计算：
确定井点管数量时，需要知道井点管系统的涌水量。
井点管系统的涌水量根据水井理论进行计算。
根据现场情况采取无压完整井涌水量计算：
抽水影响半径内，从含水层的顶面到底部任意点的水力坡度是一个恒值。
并等于该点水面处的斜率；抽水前地下水是静止的，即天然水力坡度为零；对于承压水，顶、底板是隔水的；对于潜水适用于井边水力坡度不大于1/4，底板是隔水的，含水层是均质水平的；地下水为稳定流（不随时间变化）。
当均匀地在井内抽水时，井内水位开始下降。
经过一定时间的抽水，井周围的水面就由水平的变成降低后的弯曲水面，最后该曲线渐趋稳定，成为向井边倾斜的水位降落漏斗。
无压完整井抽水时的水位变化情况在纵剖面上流线是一系列曲线，在横剖面上水流的过水断面与流线垂直。
其计算：
（2H－s）s
Q=1.366K
LgR－Lgχ0
K－土的滲透系数（m/d）；
H－含水层厚度（m）；
S－降水位最低值（m）；
R－抽水影响半径，有现场确定（m）；R=1.95sH×K；
χ0－基坑的假想半径，χ0=F/п
F－基坑井点管所包围的平面面积（m2）；
п－圆周率取3.1416
R=1.95sH×K=16.36
χ0=F/п=6.68
（2H－s）s（2×6.8－4.55）×4.55
Q=1.366K=1.366×3×=433.79m3/d
LgR－Lgχ0Lg16.36－Lg6.68
6、计算井点间距和根数：
单井出水量：
q=65пdl3k
=65×3.14×0.05×1.2×1.44=17.63m3/d
井点管数量：
n=1.1×（433.79/17.63）=27根
考虑在基坑两端加密，个加密2根井管。
用井点数为27+4=31根。
井点间距平均值为：
40/31=1.29m,取值为1.2m
二、沟槽开挖与支护：
沟槽开挖前，计算好挖填方量，做好场内的土方平衡，做到：
一是要将好土留足，按甲方指定的位置堆放备用；二是多余土方及早将数量报甲方，便于平衡。
1、钢板桩围护开挖：
本工程管道在埋深超过3m时根据现场实际土质条件采用钢板桩作围护体系，钢板桩采用A25槽钢，根据现场支护条件和技术规范，选用钢板桩长度的计算公式为：
L=H+T
L—钢板桩的长度
H—沟槽的深度
T—根据沟槽深度和土层物理力学性质选取的钢板桩入土深度。
根据沟槽边线先开挖钢板桩槽，宽度为0.6米，深度0.8米，然后采用0.6~1.2吨柴油打桩机施打钢板桩。
钢板桩打设完毕后，进行井点施工，当井点降水至沟槽底下0.5米时可进行沟槽挖土。
钢板桩支护的沟槽挖土，采用人工与机械相结合的方法进行施工，头层土采用挖掘机挖至1.5米，然后进行头道支撑，支撑采用150钢管，支撑的水平间距不大于2.5米，垂直距离不大于2.5米，在管顶净距离0.6米处设置最后一道支撑。
为确保沟槽稳定，在挖至沟槽底时，距离沟底50cm处，设置一道临时支撑，待基础完成后，在排管前拆除。
机械挖土要严格控制挖土标高，挖土至槽底标高30cm时，应停止机械挖土，采用人工挖土，然后修整槽底，清除淤泥和碎土。
若有超挖和遇障碍物清除后，应采用砾石砂填实，不得用土回填。
本工程中沟槽开挖出的土如果适宜回填，须堆放至距沟槽两边3米外地方，不得堆放在沟槽边。
剩余土及土质不佳的土则及时外运。
2、槽列板支护开挖：
对埋置较浅的沟槽采用放坡开挖或槽列板支护，采用槽列板支护时，挖土深至1m，需及时撑头挡板，以后每次撑板的高度控制在0.8m。
横列板采用组合钢围令，其尺寸长4m，宽20cm，厚6~6.4cm。
横列板要求水平放置，板缝严密，板头齐正，深度确保到碎石基础面。
沟槽支撑采用铁撑柱，铁撑柱由89的无缝钢管和两端的铸铁撑角组成。
铁撑柱二头要求水平，每层高度一致，每块竖列板上支撑不少于二只铁撑柱，铁撑柱的水平间距不大于3m，垂直间距不大于1.5m，头挡铁撑柱距离地面一般为0.6~0.8m。
铁撑柱在施工时，要求钢管套筒不得弯曲，支撑要充分绞紧。
沟槽挖土采用人工与机械相结合，挖机挖至1.0m深度时进行头道支撑，在管顶净距离0.3m处设置最后一道支撑。
为确保沟槽稳定，在挖至沟槽底时，距离沟底30cm处，设置一道临时支撑，待基础完成后，在排管前拆除。
机械挖土至槽底以上30cm时，采用人工挖土，然后修整槽底，若有超挖应采用砾石砂填实。
3、沟槽排水
沟槽内根据实际情况采用轻型井点降低地下水及结合明排水的方案，由于上海地区雨水较多，因此明排水是不可缺少的，施工排出的水由临时排水设施经沉淀及其他必要处理后就近排入沟浜中。
管道施工过程中，为维持开挖的沟槽内无水直到施工完成，必须认真做好沟槽排水工作。
首先在沟槽外两侧填筑土坝，尽量减少地表水流入沟槽内；另外在沟槽底两侧设置排水明沟，在每节两端的窨井处设置集水坑，并配备足够数量的污泥泵和潜水泵进行抽水，确保沟槽内无积水。
排水沟深度比沟槽底低0.4—0.5m，集水坑比排水沟低0.5—1m，并保持水流畅通，地下水位低于开挖基坑底0.5m。
第五章降水对周围环境的影响及防治措施
1、水对周围环境的影响
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，在无承压水等环境条件下，经过一段时间之后，在井点周围形成漏斗状的弯曲水面，即“降水漏斗”，这个漏斗状水面逐渐趋于稳定，一般需要几天到几周的时间，降水漏斗范围内的地下水位下降以后，就必然会造成地面沉降。
该影响范围较大，有时影响半径可达百米。
在实际工程中，由于井点管滤网及砂滤层结构不良，把土层中的粘土颗粒、粉土颗粒甚至细砂同地下水一同抽出地面的情况也是经常发生的，这种现象会使地面产生的不均匀沉降加剧，造成附近建筑物及地下管线的不同程度的损坏。
2．防治措施
1）、由于井点降水对引起周围地层的不均匀沉降，但在高水位地区开挖深基坑必须采用降水措施以保证地下工程的顺利进展，因此，一方面要保证土方开挖及地下工程的施工，另一方面又要防范对周围环境引起的不利影响，因此，在降水的同时，应采取相应的措施，减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成的影响。
2）、设置地下水位观测孔，并对临近建筑、管线进行监测，在降水系统运转过程中随时检查观测孔中的水位，发现沉降量达到报警值时，应及时采取措施。
3）、降水施工时，应做好井点管滤网及砂滤层结构，防止抽水带走土层中的细颗粒。
当有坑底承压水时，应采取有效措施防止流砂。
4）、如果施工区周围有河浜等贮水体时，应在井点和贮水体之间设置止水帷幕，以防抽水造成与贮水体穿通，引起大量涌水，甚至带出土颗粒，产生流砂现象。
5）、在建筑物和地下管线密集区等对地面沉降控制有严格要求的地区开挖深基坑，应尽可能采取止水帷幕，并进行坑内降水的方法，一方面可疏干坑内地下水，以利开挖施工，同时，需利用止水帷幕切断坑外地下水的涌入，大大减小对周围环境的影响。
（1）、流沙原因：
基坑挖土至地下水位以下，当土质为细砂土或粉砂土的情况下，往往会出现一种称为“流砂”的现象，即土颗粒不断地从基坑边或基坑底部冒出的现象。
一旦出现流砂，土体边挖边冒流砂，土完全丧失承载力，至使施工条件恶化，基坑难以挖到设计深度。
严重时会引起基坑边坡塌方；临近建筑因地基被掏空而出现开裂、下沉、倾斜甚至倒塌。
流砂现象产生的原因是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果。
动水压力GD的大小与水力坡度成正比，即水位差愈大，渗透路径L愈短，则GD愈大。
当动水压力大于土的浮重度时，土颗粒处于悬浮状态，土颗粒往往会随渗流的水一起流动，涌入基坑内，形成流砂。
细颗粒、松散、饱和的非粘性土特别容易发生流砂现象。
（2）、防治方法：
由于产生流砂的主要原因是动水压力的大小和方向。
当动水压力方向向上且足够大时，土颗粒被带出而形成为流砂，而动水压力方向向下时，如发生土颗粒的流动，其方向向下，使土体稳定。
因此，在基坑开挖中，防治流砂应从“治水”着手。
防治流砂的基本原则是减少或平衡动水压力；设法使动水压力方向向下；截断地下水流。
其具体措施有：
Ⅰ、枯水期施工法枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。
Ⅱ、抢挖并抛大石块法分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。
此法适用于治理局部的或轻微的流砂。
Ⅲ、设止水帷幕法将连续的止水支护结构（如连续板桩、深层搅拌桩、密排灌注桩等）打入基坑底面以下一定深度，形成封闭的止水帷幕，从而使地下水只能从支护结构下端向基坑渗流，增加地下水从坑外流入基坑内的渗流路径，减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂产生。
Ⅳ、人工降低地下水位法即采用井点降水法（如轻型井点、管井井点、喷射井点等），使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的渗流向下，则动水压力的方向也向下，从而水不能渗流入基坑内，可有效地防止流砂的发生。
因此，此法应用广泛且较可靠。
Ⅴ、在基坑开挖过程中，当基底低于地下水位时，由于土的含水层被切断，地下水会不断地渗入坑内。
雨期施工时，地面水也会不断流入坑内。
如果不采取降水措施，把流入基坑内的水及时排走或把地下水位降低，不仅会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基的承载力下降。
另外，当基坑下遇有承压含水层时，若不降水减压，则基底可能被冲溃破坏。
因此，为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，控制地下水位，使地基土在开挖及基础施工时保持干燥。
3、引发流砂的因素
根据常发生流砂地区的工程实践及土工分析，可发现引起流砂的因素大致有：
1）．主要外因取决于水力坡度的大小，即该地区地下水位越高，基坑挖深越大，水力压力差越大，越容易产生流砂现象；
2）．土的颗粒组成中粘土含量小于10%，而粉砂含量大于75%；
3）．土的不均匀系数D60/D10<5（式中D60为限定颗粒，即小于某粒径的土粒重量计百分数为60%时；D10为有效粒径，即小于某粒径的土粒重量计百分数为10%时）。
易发生流砂地区取得不均匀系数的值在1.6～3.2之间；
4）．土的含水量大于30%；
5）．土的空隙率大于43%；
6）．在粘性土中有砂夹层的地质构造中，砂质粉土或砂层的厚度大于250mm
4、流砂防范措施
防范流砂现象的产生，可根据其产生机理从两方面入手：
一方面可以通过减小水位差，另一方面可以通过增加地下水的渗流路线，从而减小其水力坡度，达到防范流砂的目的。
具体施措根据现场情况，采取设置挡水帷幕措施施工。
1）．挡水帷幕
挡水帷幕的作用为加长地下水渗流路线，以阻止或限制地下水渗流到基坑中去。
水泥搅拌桩
水泥搅拌桩相互搭接形成挡水帷幕是近年来常用的挡水措施。
水泥搅拌桩桩身1渗流系数极小，可以达到较好的挡水效果。
当水泥搅拌桩间搭接处间断施工时，可能会造成搭接处结合不严密而漏水，这可以通过合理组织施工或采取局部注浆措施来进行防治。
5.轻型井点管沉设采用水冲法时冲孔所需的水流压力
在沉设井点时，冲孔是保证质量的重要的一环。
冲孔时水压力不宜过大或过小。
另外当冲孔达到设计深度时，需尽快减低水压。
下表为一般情况下冲孔时的冲水压力。
冲孔所需的水压力
土的名称
冲水压力（MPa）
松散的细砂
0.25-0.45
软粘土、软质粉土粘质土
0.25-0.50
密实的腐殖土
0.50
原状的细砂
0.50
松散中砂
0.45-0.55
黄土
0.60-0.65
原状的中粒砂
0.60-0.70
中等密实的粘土
0.60-0.75
砂石土
0.85-0.90
塑性粗砂
0.85-1.15
密实粘土，密实粉质粘土
0.75-1.25
中等颗粒的砂石
1.0-1.25
硬粘土
1.25-1.50
原状粗沙砾
1.35-1.50
第六章进度安排计划：
根据目前现场实际条件，因便道、施工用电、场地交接、河道填埋等因素影响，现场不具备管道连续施工及大面积施工条件，所以管道以见缝插针、逐步展开的办法进行施工。
本工程准备先进行建西路以东污水管道施工。
1、管道施工节点目标：
开工：
2006年10月10日；
竣工：
2006年11月10日。
2、劳动力计划：
根据管道工程的实际情况，计划投入施工管理人员8人，高峰期工程投入劳动力36人；根据施工总体计划表对各工种作具体安排。
2、机械设备计划：
管道施工投入机械一览表
序号
机械或设备
名称
型号规格
数量
国别产地
额定功率kw
生产
能力
备注
1
挖土机
DH220LC-V
2台
中国
120kw
1M3
2
自卸车
2辆
中国
10T
不足时借调
3
井点
轻型
2套
上海
4
槽钢
8-10米
30t
上海
A30
5
蛙式打夯机
HW-201
2台
中国
7.3kw
6
内燃式冲击夯
NBW-2400
2台
上海
7
柴油打桩机
DJG60-36
1台
上海
60
0.6-
8
汽车吊
QY10
1台
上海
10T
9
围囹板
1000块
上海
10
砼振动器
插入
2台
上海
1台备
11
翻斗车
2台
上海
20kw
1.2M3
不足时借调
12
砂浆拌和机
JS200
1台
徐工
4.5kw
1台备
13
钢筋加工机械
切断机、弯曲机
1套
上海
100kw
14
木工平刨机
MR106
1台
上海
7.5KW
15
木工园锯
MJ106
1台
上海
4KW
16
模板
九夹板模
若干
上海
17
水泵
各种型号
10台
上海
4、主要材料供应进度计划：
工程所用材料都须有出厂合格证和质保单或试验报告，经双方验收合格送试合格后方可使用。
主要材料供应必须确保管道施工总体进度安排。
第七章管道施工其他相关措施：
1、雨季施工措施：
（1）、施工前做好充分的排水准备，保证挖、填、堆土区有畅通的排水系统和运输道路。
排水设施包括排水沟、散水沟、集水坑、泄水口，配套的排水设备要随时准备。
雨季中管道施工要采取突击的方法。
为了防止地面雨水流入沟内，要地面上围住土坝。
（2）、管道安装经过验收后及时回填压实，管道施工时严防漂管事故的发生。
（3）、雨季施工时为防止漂管事故的发生则需做到：
在保证进度的前提下，缩短开挖面，切忌全面铺开。
雨季施工时，需集中力量，挖一段，铺管一段，验收后及时回填。
尽量压缩分段的施工周期。
（4）、在沟槽内每20米左右挖集水井，以便及时排水。
必须采取24小时连续抽水，管道未回填前严禁停止排水。
（5）、雨季施工时，要严密检测管道开挖间土层情况。
（6）、对于钢板桩支撑沟槽施工时，沟槽内排水需采用大功
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