南京某地铁站降压井降水施工组织设计_secret

目录一、前言...............................................................................................................2二、降水设计有关参数......................................................................................3三、地质条件叙述..............................................................................................4四、降水目的及要求..........................................................................................5五、基坑底板稳定性验算..................................................................................5六、降压井的布置依据......................................................................................7七、降压井工作量的初步布设........................................................................12八、布井合理性验证........................................................................................13九、降压井构造与设计要求............................................................................15十、施工工艺与技术要求................................................................................15十一、降水运行................................................................................................17十二、施工技术措施........................................................................................19十三、主要机械设备选用................................................................................19十四、施工管理人员及劳动力配备................................................................20十五、附图表.....................................................................................................202一、前言在建车站基坑内降水井于2003年2月11日开始施工，成井施工严格按照设计深度及要求进行，成井施工过程严格按照有关规范施工，确保了成井施工的质量，并按要求打完一口井就及时下泵加真空抽水。抽水工作于2003年2月16日开始正式抽水，抽水初期采用真空加潜水泵交替抽水，基坑开挖后即采用潜水泵抽水，真空泵停止运行。基坑开挖施工于3月22日开始进行，挖土工作先由1#活塞风井部位开始进行，上部疏干降水效果良好，出土很干。在实际开挖施工过程中我们发现实际地质情况与勘察报告所提供的资料有所出入：根据勘察提供的地质情况（1#活塞风井部位）：0～0.50m为软～可塑状素填土，0.50～1.80m为软～可塑状粉质粘土，1.80～16.40m为流塑状饱和淤泥质粉质粘土，16.40m以下为砂层，该层为承压含水层，为影响地铁施工的主要含水层；在实际开挖施工过程中：0～1.50m为素填土层，1.50m以下为粉土、淤泥质粉质粘土的互层，在基坑内观测孔施工过程中，深度为15.50m时已经进入了承压含水层。当1#活塞风井部位在挖至9m深左右时基坑底部多处发生管涌现象，无法制止。经计算、并经多方讨论分析，一致认为是由于下部承压含水层承压水的顶托力大于基坑底至承压含水层顶板间的土压力致使基坑底部失稳造成的。因此，为了保证基坑开挖的顺利进行，在基坑开挖时必须降低下伏承压含水层的承压水水位，才能满足基坑底板稳定性的要求。由于其它部分（包括部分区间段）承压含水层顶板都比该部分的埋深要浅，局部3部位已经被揭穿，因此在开挖过程中也都必将发生突涌现象，故必须降低承压含水层的水位。实践证明原降水设计不能满足基坑底板稳定性要求，为了保证基坑开挖施工的顺利进行，经多种方案的讨论、对比，根据施工要求和前期施工的经验设计了此承压水降水方案。二、降水设计有关参数（一）工程概况拟建工程为南京地铁南北线一期西延线中胜站主体结构以及中胜站～小行站区间线路。设计的线路范围里程：中胜站XK3+477.10～XK3+734.10，总长257m；区间线路XK3+734.100～XK4+241.078，总长506.978m。根据设计，中胜站主体结构基坑采用明开挖，围护结构采用SMW工法；区间线路分地下段与路基段两部分，而地下段又分出露段与暗埋段两部分。地下段线路的结构为隧道结构。整个地下段的结构由小行站向中胜站方向倾斜，斜率约为2.1%～3.1%。地下段基坑采用灌注桩加深搅的围护结构，基坑开挖采用明开挖。本次降承压水设计的范围主要是在中胜站主体结构和区间隧道地下段XK3+734.100～XK4+834.100范围的部位。（二）基坑开挖深度1、中胜站主体1）车站主体结构：基坑开挖深度：11.580m～12.052m，相应的绝对标高为-5.080m～-5.552m；2）废水泵房：基坑开挖深度：13.452m，相应的绝对标高为-6.952m；42、区间线路暗埋段：（里程：XK3+734.100～XK3+834.100）：基坑开挖深度：9.334m～11.432m，相应的绝对标高为－2.834m～－4.932m（三）基坑宽度：车站主体结构：10.75m～15.80m～26.00m；区间线路：12.00m；（四）车站主体结构基坑围护情况：中胜车站四周采用SMW工法围护，深度为：20.580m～21.052m,相应的绝对标高为-14.080m～-14.552m；区间地下段基坑采用灌注桩加深搅的围护结构。（五）本方案以地面绝对标高+6.500m为±0.000，方案中所涉及的深度及标高均以此为准。三、地质条件叙述根据南京市测绘勘察研究院提供的勘察报告，本场地分布的地层主要是：在深度为11.70m～16.40m（绝对标高为－5.00m～－10.00m）以上主要分布的地层是人工填土、粉质粘土及淤泥质粉质粘土层，在该深度以下主要分布的地层是粉土、粉砂、粉细砂层。根据地层的水文地质特性，上部以粘性土为主的淤泥质粉质粘土与粉质粘土的渗透性较差，其渗透系数一般可达10－7cm/s。而下部的粉土与粉细砂层的渗透性较好，土层中的含水量较大，地下水的补给速率也较快。根据本场地的该两大层土的分布与埋藏条件，按其水文地质类型，可分为：上部潜水层，下部承压含水层型两大类型。根据勘察报告，下部承压含水层为影响地铁施工的主要含水层5(施工中测得该层承压含水层的承压水水头为：2.50m)。四、降水目的及要求（一）降水的目的是：通过降压井抽水及时降低下部承压含水层的水头高度，防止基坑底板突涌等不良现象的发生，确保基坑开挖后基坑底的稳定，以保证基坑开挖的安全性。（二）根据设计及实际的地质情况本次需将承压水水头降至基坑开挖面以下0.50m左右，即12.50m左右。五、基坑底板稳定性验算（一）基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。即：H·γs≥Fs·γw·h式中：H—基坑底至承压含水层顶板间距离（m）γs—基坑底至承压含水层顶板间的土的加权平均重（kN/m3）h—承压水水头高度，静止水位至承压含水层顶板的距离（m）γw—水的重度（kN/m3）Fs—安全系数(取1.05)（二）车站部分：根据勘察报告提供的有关数据，1#活塞风井部位基坑开挖面至承压含水层顶板的土层的重度为18KN/m3，该部分基坑开挖约12m，承压含水层顶板埋深为16.40m，承压水水位按2.50m计算。具体如下：61、1#活塞风井部位上覆土压力为：H·γs=18×4.4=79.2kPa2、1#活塞风井部位下伏承压含水层的承压水的顶托力为：Fs·γw·h=1.05×10×13.9=145.95kPa3、稳定性验算Fs·γw·h-H·γs=79.2–145.95=-66.75kPa则：承压水的顶托力大于上部土压力66.75kPa。4、根据上述验算结果分析：当车站在的1#活塞风井部位基坑开挖至地表以下12.00m时，下部承压水的顶托力大于基坑底至承压含水层顶板间的土压力，即基坑会发生突涌现象。故该部位在基坑开挖时必须降低下伏承压含水层的水头压力，才能满足基坑底板稳定性的要求。需降低的值如下：h降=66.75/γw=66.75/10≈6.7m根据计算结果分析得出1#活塞风井部位承压水水头降至地面下9.2m(绝对标高-2.70m)，可保证基坑底板的稳定。由于车站其它部分承压含水层顶板都比该部分的埋深要浅，局部部分已经挖至承压含水层顶板，因此也必将发生此现象，必须降低承压含水层的水头。（三）区间隧道部分：根据勘察报告提供的有关数据，区间在里程XK3+834.100部位基坑开挖面至承压含水层顶板的土层的重度为18KN/m3，该部分基坑开挖约9m，承压含水层顶板埋深约为14m，承压水水位按2.50m计算。具体如下：71、里程XK3+834.100部位上覆土压力为：H·γs=18×5=90kPa2、里程XK3+834.100部位下伏承压含水层的承压水的顶托力为：Fs·γw·h=1.05×10×11.5=120.75kPa3、稳定性验算Fs·γw·h-H·γs=90–120.75=-30.75kPa则：承压水的顶托力大于上部土压力30.75kPa。4、根据上述验算结果分析：当区间在里程XK3+834.100部位的基坑开挖至地表以下9m左右时，下部承压水的顶托力大于基坑底至承压含水层顶板间的土压力，即基坑会发生突涌现象。故该部位在基坑开挖时必须降低下伏承压含水层的水头压力，才能满足基坑底板稳定性的要求。需降低的值如下：h降=30.75/γw=30.75/10≈3.1m根据计算结果分析得出在区间里程XK3+834.100部位承压水水头降至地面下5.6m(绝对标高0.90m)，可保证基坑底板的稳定。由于区间里程：XK3+734.100～XK3+834.100范围内其它部分承压含水层顶板都比该部分的埋深要浅，因此也必须降低承压含水层的水头。六、降压井的布置依据（一）抽水试验1、抽水试验的目的1）测定井的出水量Q与水位下降值S随时间变化的关系。82）确定该区域承压含水层的水文地质参数包括：a）水平渗透系数Kh与垂直渗透系数Kv。b）越流因子（无量纲）Br。c）压力传导系数a。d）含水层的各向异性系数Kv/Kh。3）根据获得的水文地质参数，初步设计降压井。2、抽水试验工作量的布置1）根据降水目的与要求及降水目的层的水文地质条件，采用多孔抽水试验。布置一组抽水试验井（包括一口抽水井、一口观测井）。2）井位布置a)本次进行的一组抽水试验井均位于2#活塞风井部位基坑外侧，详见“降压井井位平面布置