基坑降水及开挖支护方案.ppt
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1、郑东新区综合交通枢纽地下主隧道及道路工程四标,目录,第四章,第三章,工程概况,第一章,施工总体安排,第二章,降水施工,土方开挖施工方法,第八章,第七章,基坑支护施工,第五章,工程质量体系及措施,第六章,基坑监测方案,安全管理及措施,第一章、工程概况,一、编制依据(一)隧道主体施工设计图(二)降水、开挖及支护施工设计图(三)建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012(四)建筑地基处理技术规范JGJ79-2002(五)建筑地基基础设计规范GB-50007-2002(六)建筑与市政降水工程技术规范JGJ/-T111-98(七)郑东新区综合交通枢纽地下道路工程岩土工程勘察报告(八)其它有关规范、规程、
2、工程概况,第一章、工程概况,二、工程概况(一)工程简介 本工程位于郑东新区综合交通枢纽区核心区东广场及其附近地域,西起圃田西路,东至博学路以东约500m处,北起七里河南路,南至商鼎路。为新建工程,定位为其核心区域地下停车设施的快捷联系通道。本施工方案涉及到郑东新区综合交通枢纽地下道路工程基坑开挖的支护和降水施工,基坑开挖深度为12.5m。本标段土方开挖总量65万,护坡支护面积总量为47694,降水井单井深度23米,间距为20米,合计89眼降水井。本工程主隧道采用单孔箱涵形式,结构净宽15.5m,长约为747m。主隧道为单项组织的环路系统(逆时针),中间2车道为通行车道,两侧2个车道为进出地下车
3、库的交织车道、主隧道为钢筋砼闭合框架结构(单孔)。次隧道、街区连接隧道,均为单向组织的环路系统(顺时针)与主隧道相连。本标段为第四标段,包括主隧道ZX0+000-ZX0+041.303段和ZX2+209-ZX2+914.844段,连接隧道ALA0+140-LC0+293段和连接隧道BLB0+045-,第一章、工程概况,LB0+197.894段。整个明挖隧道基坑降水体系布置如附件一所示。(二)周边环境 郑东新区综合交通枢纽地下主隧道及地面道路(一期)工程第四标段地处平整辽阔,附近建筑物有郑州高铁东站及郑州汽车站,另有个土堆系原道路工程及附近村民堆放。两座建筑物及两座土堆所在的位置距离基坑最短也在
4、两倍挖深以上,对我标段基坑稳定性没有影响。,第一章、工程概况,(三)工程地质和水文地质1)工程地质 根据地质勘查报告,本工程所在地域表层为:1.粉土:褐黄色,稍湿,稍密,摇振反应中等,无光泽反应,干强度低,韧性低。表层有40cm厚左右的耕植土。见植物根系,含云母铁质氧化物。平均层底标高83.25m,平均厚度2.2m。2.粉土:褐黄色,湿,稍密-中密,摇振反应中等,无光泽反应,干强度低,韧性低,含云母片、锈色铁质侵染,偶见小姜石。该层粗颗粒较多,局部夹粉砂薄层。平均层底标高81.25m。平均厚度2.0m。3.粉质粘土:褐色-灰色,湿,可塑-软塑,无摇振反应,有光泽,干强度中等,韧性中等。含锈色铁
5、质侵染,云母片,偶见小姜石,底部含蜗牛壳碎片,局部夹淤泥质土。平均层底标高80.16m,平均厚度1.1m。4.粉土:浅灰-灰色,中密-密实,稍湿-湿,无光泽反应,干强度低,韧性,第一章、工程概况,低,摇振反应中等。含云母片,蜗牛壳碎片及小姜石。啥含量高,局部相变为粉砂,局部夹粉质粘土薄层。平均层底标高76.65m,平均厚度3.5m。5粉质粘土:灰色,饱和,可塑,无摇振反应,稍有光泽,干强度高,韧性高,含云母、蜗牛壳碎片及小姜石,局部见植物根系腐殖质,平均层底标高76.04m,平局厚度0.6m。6.粉质粘土:灰色,湿,密实,摇振反应中等,无光泽反应,干强度底,韧性底,含云母、蜗牛壳碎片及小姜石,
6、局部沙含量高。平均层底标高74.81m,平局厚度1.2m。7.粉质粘土:灰-灰黑色,层底局部渐变为黄褐色,饱和,软塑-可塑,无摇振反应,有光泽,干强度高,韧性高,含云母、铁质氧化物、钙质斑点、蜗牛壳碎片及少量姜石,局部少量有机质土。平均层底标高71.26m,平局厚度3.6m。,第一章、工程概况,8.粉砂:灰色,饱和,中密-密实,颗粒级配一般,分选中等,成分主要为长石、石英、云母等。层顶局部夹粉土。平均层底标高68.52m,平局厚度2.7m。9.细砂:灰-灰黄色,饱和,密实,颗粒级配一般,分选中等,成分主要为长石、石英、云母等,该层厚度大,分布稳定,性质稳定。平均层底标高61.70m,平均厚度6
7、.8m。-粉质粘土:褐黄色,饱和,硬塑-坚硬,无摇振反应,稍有光泽,干强度高,韧性中等,土中含有姜石、铁锰质结核。该层在场地内局部缺失。平均层底标高60.60m,平均厚度1.0m。2)水文地质根据含水层的埋藏条件和水理特征,场地内勘勘探深度范围内 地下水类型为潜水,由于受周围在建建筑场地降水的影响,地下水位有所下降,目前水位埋深在现地面下7.5m-10.3m。设计基准期抗浮设计和防水设计最高水位在现自然地表下0.5m。,第一章、工程概况,一、施工部署 本标段所在地归属两个城镇政府管辖,分别是祭城镇办事处和商都路办事处,两地征迁问题明显进度不同,受现实情况影响。我标段决定将土方工程分为二期开挖,
8、一期工程施工祭城镇金庄村管辖土地范围,二期工程施工商都路办事处穆庄村管辖范围。因地下水位位于7.510.3m之间,土方开挖与降水作业同时进行。通过观测确保下水位始终在基底高程一米以下,土方开挖工序开工,支护工程需与开挖同时进行,边开挖边支护,开挖过程中严密监控边坡的土体稳定性,做到勤观察、早发现、尽量避免突发性塌方事件的发生。具体安排如下:,第二章、施工总体安排,第二章、施工总体安排,进度计划,第二章、施工总体安排,2.本方案计依据建设单位提供的平面位置图及周围环境平面情况。3.本支护方案为:根据主隧道设计说明,该隧道基坑开挖深度在1012.5米之间,根据现场条件按设计支护剖面图施工,支护方案
9、采用大放坡。4.根据降水、开挖及支护施工设计图,边坡按1:1.1、1:1.2、1:1.3三级放坡。5.开挖过程中及完工后及时进行变形观测,做到信息化施工,根据现场监测结果对现场返馈,从而指导现场施工,确保基坑安全。,第二章、施工总体安排,二、施工准备1、施工组织机构以生产经理为组长、组员为专业技术人员及管理人员组建降水与开挖支护施工管理小组。人员组成如下:生产经理:高志模 技术负责人:肖维岩 质量检查员:王记伟 现场负责人:刘永忠 安全员:杜关山 专职 电工:张阳林值班人员:张环甫 值班电话:18672406280 2、施工准备(2)对施工人员进行安全、技术交底;,第二章、施工总体安排,3、施
10、工用电降水井及开挖支护工程高峰施工期间总负荷为200KW,施工用电从1#、2#总配电房接驳,采用配电柜接至施工现场,布置二级配电箱,再经三级配电箱接驳。4、物资准备施工用材料按材料计划及时采购,品种、规格应齐全配套。材料进场进行验证,严把材料质量关。,第二章、施工总体安排,5、机械设备见表2。表2 机械设备表,6、劳动力组织 按照施工进度计划及工程量配备劳力,并安排进场时间,用工高峰时现场劳动力约为68人。表3施工劳动力安排表,第二章、施工总体安排,一、施工降水目的降水目的是疏干基坑开挖面土层范围内的层间潜水或滞水,且将承压水降至基坑底部标高下1m以上。,第三章、降水施工,第三章、降水施工,(
11、二)基坑涌水量的估算施工前水位埋深按7.5m计算,最大降深水位线要低于设计坑底约1m,基坑深度12.5m,水位埋深按7.5m估算,最大降深6m。管井底部未穿透砂层,基坑涌水量Q按潜水非完整井来计算。管井采用基坑外布置,由于基坑长度较大,但宽度基本一致,取其中长度20m作为计算单元。以下降水计算为基坑尺寸20m20m计算。,第三章、降水施工,(一)降水原则(1)降水井位置须避开各种地下管线;(2)考虑支护结构对降水井的潜在影响;(3)考虑附近建筑物与降水井间的相互关系。,根据场地水文地质条件,降水系统总涌水量Q按潜水非完整井来计算:计算公式为:Q 20m*20m分段基坑总涌水量(m3/d);K含
12、水层渗透系数,按照经验取综合值2.2m/d;H 含水层厚度29.5m;S 最大降深6m;R 影响半径,R=2s=80.56m;r0 基坑假想半径;l过滤长度,23-13.5=9.5m;hm(H+h)/2=22.75m。代入公式:Q321 m3/d,第三章、降水施工,Q=1.366k,H2 h2m,lg(1+R/r0)+(hm l)/llg(1+0.2hm/r0),(三)管井数量的计算 n=1.1*Q/q n 管井数量,口;Q 基坑涌水量,321m3/d;q 管井单井出水量,100m3/d;(采用勘察单位提供数据,并结合附近基坑降水经验)。所需管井数量:n=4口。布井时根据场地条件、抽水影响因素
13、等情况可适加密。(四)管井埋置深度的计算 管井最小埋置深度计算:H=H1+H2+H3+H4+H5+H6 H降水井深度(m);H1基坑深度12.5m;H2降水水位距离基坑底要求的深度,取1m;,第三章、降水施工,H3ir;i为水力坡度,取0.25,r为降水井间距,一般取20m。H3=5m;H4降水期间的地下水位变幅,取0;H5降水井过滤器工作部分长度(m),取2米;H6沉砂管长度(m),取2m;代入算式,得最小管井埋置深度为22.5米,为确保降水效果,成井时可施工23米,进入第九层。(五)降水主要参数设置1、抽水泵的匹配单井每天出水量为100 m3/d。潜水泵选型要求泵流量4-6m3/h,泵的总
14、扬程不少于40米,抽水设备每井一套,另外预留10套备用。抽水泵配备减压启动箱和水位调节自动开关。当抽水泵由于某种原因发生缺相、过载、欠压、堵转时,减压启动箱能及时切断电源,有效避免电动机的销毁,可有效确保和延长水泵的使用寿命。水位调节自动开关能根据井内水位变化及时开启或闭合水泵,第三章、降水施工,电路,保证降水效果。2、降水井结构 降水井井深平均23m,井径600mm,全孔下入内径350的无砂水泥管。井孔120m的滤水管外包三层60目尼龙网,降水井1m以下部分回填35mm滤料。3、检查井及排水管路金庄范围采用500mmPVC波纹排水管,穆庄范围采用300mmPVC波纹排水管,项目部门前汇总积水
15、井至市政排水渠段采用800mmPVC波纹排水总管(施工便道部分暗埋混凝土管),该总管与七里河排水渠道相连接,抽水井采用水泵PE管分别就近与砖砌集水池及排水总管相连。为防止基坑开挖施工对降水井造成破坏,降水井、集水井和集水池均设置井盖。4、降水效果预测及水文动态观测井孔施工结束开始降水后,通过降水井之间的水位观测井进行水位动态观测,随时了解水位动态变化,及时调整降水参数,保证施工的进行。,第三章、降水施工,(六)降水施工方案1、降水要达到的效果 通过降水及时疏通开挖范围内土层的地下水,使其得以固结,以提高土体强度和自稳性,防止开挖面土体失稳。降低下部承压水层的承压水水头,防止基坑底部土体隆起或突
16、涌的发生,确保施工时明挖区间底板的稳定性。2、降水施工方案明挖基坑深度平均为12.5m,水位需降至13.5m以下,地下水目前平均水位7.510.3米。由于施工需穿过的地下含水层较复杂,为确保降水效果同时兼顾现场实际工作空间,以及后期主体施工的需要,基坑降水工作在土方开挖前20天进行,基坑降水顺序根据开挖顺序而定。3、降水井施工成井工艺1)井位布设按设计要求布设井位,布置井位时需考虑地下铁路的位置,错开地下铁路。,第三章、降水施工,开挖前先人工挖探井,探井深度不小于3米。井位应采用显著标志。2)凿井采用正循环钻机钻进,600mm钻头,正循环钻进成孔、泥浆护壁工艺,口径600mm“一种口径,垂直成
17、井、一道井管”的成井施工方法施工。钻孔内下入井管和滤水管,井管必须扶正安装,保证井管位于钻孔正中,以利于填砾厚度均匀。3)清孔井管下入前注入清水置换,泥浆泵无间断循环压出沉渣并测定井深。4)吊放井管 井管采用内径350无砂水泥管,放置井管时,缓缓下放,在下管前将井管依井方向立直。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,井管要高出地面不小于200mm,并加盖临时保护。,第三章、降水施工,5)填滤料井管下入后立即填入滤料。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
18、用铁锹下料,以防不均匀或冲击井壁。洗井后,如滤料下沉量过大,应补填至井口1米处,其上用粘土封填。滤料为直径2-4mm干净米石,杂质含量不大于3%。6)洗井 在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水,待井能出水后提出钻杆再利用活塞洗井,活塞必须从滤水管下部向上拉,将水拉出孔口;对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动,冲击孔壁泥皮,此时要向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后,可换用空压机抽水洗井,吹出管底沉淤,直至水清不含砂为止。洗井应在成井8小时内进行,以,第三章、降水施工,免时间过长,护壁泥皮逐渐老化,难以破坏,影响渗水效果。7)排水管铺设施工准备:根据降水设
19、计图纸的位置进行测量放线,用雷达探测仪探测挖沟范围内有无地下管线,若有地下管线应进行调整。排水管安装:排水管安装应分段进行,并确保承插口密实不漏水。排水管敷设:排水管安装前应先检查底标高、坡度是否符合排水要求。排水管测设高程:隧道左右两侧各测设管道高程点每20m 1个,用以控制排水管道进水口高程,出水口相比原有排水明渠提高50CM,以防止七里河遇洪时期倒流现象发生。8)安泵试抽 成井施工结束后,在降水井内及时下入潜水泵、接泵管、排设排水管道及电缆安装等,电缆与管道系统在设置时要注意避免在抽水过程中不被挖掘机、吊车等碾压、碰撞损坏。因此,现场要在这些设备上进行标识。必要时可以深,第三章、降水施工
20、,埋管道及电缆,抽水与排水系统安装完毕后进行试抽水,抽水工作进行前期要定点定人进行水位量测并记录在册。9)水位观测井的作用及布设在正式启动区间降水期间,通过水位观测井对区间周边的静态水位进行跟踪观测,随时掌握地下水位变化情况,以便调整抽水参数与管理,从而主动积极的为地下施工创造无水作业的条件,同时可以将观测井当成回灌井使用,在保证无水施工的同时保证地面的结构安全。每隔3孔井布置一孔观测,井且可根据现场情况适当调整。观测井必须能够反映水位变化情况。施工前应进行降水试验,以便修正施工工艺和设计参数;降水试验3个,试验应满足规程、规范要求。,第三章、降水施工,第三章、降水施工,10)管井验收标准根据
21、建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB 50202-2002)和建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98),验收标准如下:,表4管井验收标准,4、施工注意事项:(1)外侧观测孔及回灌井钻孔前要详细研究地铁路线图,探明地铁路线后才可施工。否则调整井位,在原井位1.5m直径范围内重新选择钻孔。(2)降水井布置完成后,及时布置降水井之间的水位观测井。设专人对地下水位进行检测。(3)钻孔时要尽量减少对周围土体的扰动,滤料要严格执行米石控制标准。(4)在基坑土方开挖的前20天开始降水,降水分4次进行,每次降水为设计深度的1/5,从地面向下依次为:10米、12米、13米、14米,时间依次为:5天
22、、8天、10天,20天。并对其进行详细的记录。严格控制每次降水的深度和降水的时间。(5)在明挖隧道主体结构底板施工前,要保证每个降水井都要正常工作,使水位保持在底板底高程1米以下。在主体施工完成并回填后,停止降水,再将降水井封闭。,第三章、降水施工,(七)降水运行1、安装抽水设备和试运行(1)降水设备由井管和潜水泵组成。井管采用内径350无砂水泥管,水泵采用QJ-32/5型潜水泵,每井一台,并带有PE泵管,配上一个控制井内水位的自动开关,在井口安装75mm阀门以便调节流量的大小,阀门用夹板固定。(2)潜水泵在安装前,对水泵本身和控制系统进行全面细致的检查。检验电动机的旋转方向,各部位螺栓是否拧
23、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情况,然后在地面上转35min,如无异常,才可放入井中使用。安放潜水泵时可用绳索吊入滤水层部位,带吸水钢管的用吊车放入,上部与井管口固定。潜水电动机、电缆及接头应有可靠的绝缘,每台潜水泵配置一个专用控制开关。主电源线路沿井管排水管路设置。抽水设备安装完毕应进行试抽水,满足要求后始可转入正常工作。,第三章、降水施工,(3)试运行之前,准确测定各井口和地面标高、静止水位,然后开始试运行,以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水要求。2、降水运行(1)降水在基坑开挖前20天进行。(2)降水井抽水时,潜水泵的抽水间隔时间自短至长,降水井内
24、的每次抽水后,应立即停泵,对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数相应要增多。(3)降水运行过程中,做好各井的水位观测工作,及时掌握承压含水层水头的变化情况。(4)在降低下部承压水头的降水运行过程中当承压水头降至设计要求时,可适当调控降压井的抽水量或调整降水井的运行数量来控制承压水水头的下降幅度,以减少因降水而引起的地面沉降。(5)降水运行期间,现场实行24小时值班制,值班人员要认真做好各项质量记录,做到资料齐全,数据准确。,第三章、降水施工,(6)降水运行过程中对降水运行的记录,及时分析整理,绘制各种必要图表,以合理指导降水工作,提高降水运行的效果。降水运行记录每天提交一份。3、抽、降水管理抽降
25、水管理要点是:1)定时巡视降排水系统的运行情况,及时发现和处理系统运行的故障和隐患,如水泵抽水出水情况,是否需要检修换泵;供电线路是否正常;排放水的含砂情况及排水联络管道是否畅通。2)按要求观测水位,观测频次:降水前期一个月内1天1测,之后3天1测,及时分析、了解降水过程中的水位变化情况,并根据水位变化情况调整开泵地段和开泵数量,以减少地下水资源无谓排放。4、降水运行的注意事项(1)对所有降水井井口进行封闭保护,并用专用标记标示,以免井口、出水管的碰撞、损坏。,第三章、降水施工,(2)降水运行阶段要经常检查泵的工作状态,一旦发现不正常及时调泵并修复。(3)降水井供电系统采用双线路,防止中途停电
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