地铁明挖区间深井降水专项设计方案

上海市轨道交通6号线 地铁明挖区间深井降水专项设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 目 录 一、工程概况 二、工程地质与水文地质条件 三、方案设计依据 四、承压水减压的必要性 五、抽水试验（成果） 六、降水方案设计 七、沉降控制措施 八、深井的构造与设计要求 九、降水运行 十、排水及用电方案 十一、施工现场管理 十二、承压水降水运行风险控制系统 十三、成井施工工艺 十四、封井方案 十五、施工机械配备 十六、附图 一、工程概况 二、工程地质与水文地质条件 三、方案设计依据 四、承压水减压的必要性 五、抽水试验（成果） 六、降水方案设计 七、沉降控制措施 八、深井的构造与设计要求 九、降水运行 十、排水及用电方案 十一、施工现场管理 十二、承压水降水运行风险控制系统 十三、成井施工工艺 十四、封井方案 十五、施工机械配备 十六、附图 一、工程概况1、站位XX地铁1号线南起XX站，向北至钱塘江边的XX站，下穿钱塘江至江北岸的xxx站，经xxx站、xxx站、xxx站。地铁1号线第一期线路长度47.90km，包括主城区段、江南段、下沙段、临平段。该工程是XX市具重要意义的特大型市政工程。XX地铁1号线工程XXXX站拟建工程位于XX市中心XXXX，车站中心里程K15+529.91，起点为XX路与XXX路交叉口（里程为K15+294.09），经XXXX中心喷泉花坛，斜穿东跑道至环城北路（里程为K15+613.91）。整个车站建筑物由车站主体、出入口及风亭三部分组成，共设5个出入口（其中3个独立出入口，1个出入口与地下开发结合、1个与控制中心结合），位于车站主体两侧，另设风亭3座。 2、基坑工程XXXX站南端明挖区间采用明挖顺做法施工，设计初拟基坑 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 段围护结构采用地下连续墙，地下连续墙墙体深度入岩1m。 本工程基坑开挖情况详见下表：（略） 3、周边环境概况 工程南至体育场路与延安路交叉口处，NNE向展布，西侧紧邻广场喷泉，周围高楼林立，有电信大楼、XX大厦、XX剧院、XX国际大厦、XX百货大楼等。基坑开挖范围与XXXX东路交叉位置有多条管线通过，包括电力、电信、污水、给水、雨水等管线。根据XX地铁管线普查图，该处管线尤为复杂，最大埋深一般小于4m。二、工程地质与水文地质条件1、工程地质： 拟建场区位于浙北平原区，为海积平原地貌单元，地貌形态单一。场地浅表层为厚2～5m的填土，其下局部为厚0.5～2.8m的粉土层；埋深4.3～26m处为厚约20m的高压缩性流塑状淤泥质粉质粘土；中部深度约26～40m为厚10～14m的软塑～硬可塑状粉质粘土，局部夹有薄层含砾细砂；下部为性质较好的细砂、圆砾层，圆砾层间局部夹粉质粘土层；底部为白恶系的凝灰质粉砂岩，场地南侧靠近体育场路附近为侏罗系的安山玢岩。 土层特性表 2、地下水 （1）地下水类型： 场地地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水、孔隙承压水和深部基岩裂隙水。 （2）孔隙潜水： 工程区浅部地下水属孔隙性潜水类型，主要赋存于上部①层填土及②层粉土④3层淤泥质粉质粘土夹粉土中，补给来源主要为大气降水及地表水，地下水位随季节性变化，勘探期间测得水位埋深0.4～3.8m，对应高程为2.24~5.54m。建议抗浮设防水位高程取6.0m。根据XX市类似工程经验及场地环境，地下水流速较小。 （3）孔隙承压水： 工程区承压水含水层主要分布于⑿2层细砂、⑿4层圆砾和⒁2层圆砾中，水量中等。承压含水层顶板埋深37.50～40.80m,顶板高程为-34.39 ～-31.56m。根据勘察报告实测承压水头埋深在地表下5.14m，相应高程为1.28m。三、方案设计依据1、GB50027-2001《供水水文地质勘察 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》 2、DB33/T1008-2000《建筑基坑工程技术规程》(浙江省标准) 3、DB33/1001-2003《建筑地基基础设计规范》(浙江省标准)4、JGJ120-99《建筑基坑支护技术规程》5、JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》6、GB50296-99《供水管井技术规范》7、GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》 8、《供水水文地质 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 》 9、《铁路工程地质手册》 10、XX地铁1号线一期工程XXXX站明挖区间围护结构相关内容及图纸 11、XX地铁1号线一期工程XXXX站明挖区间抽水试验报告勘探点平面布置图（略） 地层剖面图（略）四、承压水减压的必要性基坑开挖后，基坑底部距离承压含水层顶板距离减小，相应地承压含水层上部土压力也随之减小；当基坑开挖到一定深度后，承压含水层上部土压力可能小于其含水层中承压水顶托力，导致基坑底部失稳，发生突涌现象，严重危害基坑安全。因此，需要对基坑在干开挖过程中的开挖面稳定性进行验算。基坑底抗突涌验算示意图（略）1、基坑底板稳定性验算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安全系数下承压水的顶托力。即：Σh·γs ≥ Fs·γw·H 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重度(kN/m3)； h — 承压水头高度至承压含水层顶板的距离； γw — 水的重度(kN/m3)，取10kN/m3； Fs — 安全系数，一般为1.0～1.2，本工程取1.10； 根据勘察报告该场地承压含水层主要分布于⑿2层细砂、⑿4层圆砾和⒁2层圆砾中，由勘察报告提供的静探曲线以及渗透系数等参数，⑨2层含砾细砂层从基坑降水角度来看同样属于承压含水层，场地局部分布有⒁2层圆砾透镜体。 勘察报告中承压水实测水位标高为1.28m，前期抽水试验实测承压水水位标高为-0.81m，验证了承压水水位随季节变化的特征，计算中考虑工程安全承压水初始水位标高取勘察报告提供值为＋1.28m，埋深为5.14m。明挖区间南端头井选取参照钻孔Z1wlgc-01，承压含水层层顶标高为-35.01m。明挖区间的南端头井北侧分布有⑿2层细砂层、⑿4层圆砾层，选取参照钻孔Z1wlgc-05，承压含水层层顶标高为-33.31m。明挖区间北侧分布有⑨2层含砾细砂层、⑿2层细砂层、⑿4层圆砾层，选取地层分布典型的钻孔Z1wlgc-07作为参照孔，承压含水层组层顶标高为-30.39m。具体计算情况如下：基坑稳定降压表（略）本区间段地下连续墙围护深度插入下部基岩隔水层约1m，根据以上计算承压含水层的压力依然存在，加之坑外承压水会通过绕流作用补给坑内承压水，因此本工程需要对深部承压含水层组降压。五、抽水试验（成果）1、工程难点及抽水试验目的 1、站位 XX地铁1号线南起XX站，向北至钱塘江边的XX站，下穿钱塘江至江北岸的xxx站，经xxx站、xxx站、xxx站。地铁1号线第一期线路长度47.90km，包括主城区段、江南段、下沙段、临平段。该工程是XX市具重要意义的特大型市政工程。 XX地铁1号线工程XXXX站拟建工程位于XX市中心XXXX，车站中心里程K15+529.91，起点为XX路与XXX路交叉口（里程为K15+294.09），经XXXX中心喷泉花坛，斜穿东跑道至环城北路（里程为K15+613.91）。整个车站建筑物由车站主体、出入口及风亭三部分组成，共设5个出入口（其中3个独立出入口，1个出入口与地下开发结合、1个与控制中心结合），位于车站主体两侧，另设风亭3座。 2、基坑工程 XXXX站南端明挖区间采用明挖顺做法施工，设计初拟基坑标准段围护结构采用地下连续墙，地下连续墙墙体深度入岩1m。 本工程基坑开挖情况详见下表：（略） 3、周边环境概况 工程南至体育场路与延安路交叉口处，NNE向展布，西侧紧邻广场喷泉，周围高楼林立，有电信大楼、XX大厦、XX剧院、XX国际大厦、XX百货大楼等。基坑开挖范围与XXXX东路交叉位置有多条管线通过，包括电力、电信、污水、给水、雨水等管线。根据XX地铁管线普查图，该处管线尤为复杂，最大埋深一般小于4m。 二、工程地质与水文地质条件 1、工程地质： 拟建场区位于浙北平原区，为海积平原地貌单元，地貌形态单一。场地浅表层为厚2～5m的填土，其下局部为厚0.5～2.8m的粉土层；埋深4.3～26m处为厚约20m的高压缩性流塑状淤泥质粉质粘土；中部深度约26～40m为厚10～14m的软塑～硬可塑状粉质粘土，局部夹有薄层含砾细砂；下部为性质较好的细砂、圆砾层，圆砾层间局部夹粉质粘土层；底部为白恶系的凝灰质粉砂岩，场地南侧靠近体育场路附近为侏罗系的安山玢岩。 土层特性表 2、地下水 （1）地下水类型： 场地地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水、孔隙承压水和深部基岩裂隙水。 （2）孔隙潜水： 工程区浅部地下水属孔隙性潜水类型，主要赋存于上部①层填土及②层粉土④3层淤泥质粉质粘土夹粉土中，补给来源主要为大气降水及地表水，地下水位随季节性变化，勘探期间测得水位埋深0.4～3.8m，对应高程为2.24~5.54m。建议抗浮设防水位高程取6.0m。根据XX市类似工程经验及场地环境，地下水流速较小。 （3）孔隙承压水： 工程区承压水含水层主要分布于⑿2层细砂、⑿4层圆砾和⒁2层圆砾中，水量中等。承压含水层顶板埋深37.50～40.80m,顶板高程为-34.39 ～-31.56m。根据勘察报告实测承压水头埋深在地表下5.14m，相应高程为1.28m。 三、方案设计依据 1、GB50027-2001《供水水文地质勘察规范》 2、DB33/T1008-2000《建筑基坑工程技术规程》(浙江省标准) 3、DB33/1001-2003《建筑地基基础设计规范》(浙江省标准) 4、JGJ120-99《建筑基坑支护技术规程》 5、JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》 6、GB50296-99《供水管井技术规范》 7、GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》 8、《供水水文地质手册》 9、《铁路工程地质手册》 10、XX地铁1号线一期工程XXXX站明挖区间围护结构相关内容及图纸 11、XX地铁1号线一期工程XXXX站明挖区间抽水试验报告 勘探点平面布置图（略） 地层剖面图（略） 四、承压水减压的必要性 基坑开挖后，基坑底部距离承压含水层顶板距离减小，相应地承压含水层上部土压力也随之减小；当基坑开挖到一定深度后，承压含水层上部土压力可能小于其含水层中承压水顶托力，导致基坑底部失稳，发生突涌现象，严重危害基坑安全。因此，需要对基坑在干开挖过程中的开挖面稳定性进行验算。 基坑底抗突涌验算示意图（略） 1、基坑底板稳定性验算 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安全系数下承压水的顶托力。即：Σh·γs ≥ Fs·γw·H 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重度(kN/m3)； h — 承压水头高度至承压含水层顶板的距离； γw — 水的重度(kN/m3)，取10kN/m3； Fs — 安全系数，一般为1.0～1.2，本工程取1.10； 根据勘察报告该场地承压含水层主要分布于⑿2层细砂、⑿4层圆砾和⒁2层圆砾中，由勘察报告提供的静探曲线以及渗透系数等参数，⑨2层含砾细砂层从基坑降水角度来看同样属于承压含水层，场地局部分布有⒁2层圆砾透镜体。 勘察报告中承压水实测水位标高为1.28m，前期抽水试验实测承压水水位标高为-0.81m，验证了承压水水位随季节变化的特征，计算中考虑工程安全承压水初始水位标高取勘察报告提供值为＋1.28m，埋深为5.14m。 明挖区间南端头井选取参照钻孔Z1wlgc-01，承压含水层层顶标高为-35.01m。 明挖区间的南端头井北侧分布有⑿2层细砂层、⑿4层圆砾层，选取参照钻孔Z1wlgc-05，承压含水层层顶标高为-33.31m。 明挖区间北侧分布有⑨2层含砾细砂层、⑿2层细砂层、⑿4层圆砾层，选取地层分布典型的钻孔Z1wlgc-07作为参照孔，承压含水层组层顶标高为-30.39m。 具体计算情况如下： 基坑稳定降压表（略） 本区间段地下连续墙围护深度插入下部基岩隔水层约1m，根据以上计算承压含水层的压力依然存在，加之坑外承压水会通过绕流作用补给坑内承压水，因此本工程需要对深部承压含水层组降压。 五、抽水试验（成果） 1、工程难点及抽水试验目的 （1）工程难点 随着地下空间的发展，基坑工程的不断加深，承压水成为危害深基坑工程安全的主要直接因素。基坑工程的止水工作也更加困难。从工程止水的角度来看该工程有以下几个难点： ①该工程基坑属于超深基坑，区间南端头井开挖深度28.8m，标准段开挖深度27m，为目前XX地区最深的基坑之一，止水措施难度也随之加大； ②该工程位于市中心，周围高楼林立，且周边管线交错复杂，环境对基坑施工的要求也相当高； ③工程所在区域地层起伏变化较大，承压含水层在整个基坑区域范围内分布不均匀，⑿4圆砾层承压含水层渗透性好、透水性强，对该深基坑施工的威胁大，基坑北侧还分布有⑨2含砾细砂层以及⑿2细砂层，这两层承压含水层与⑿4圆砾层构成了一个承压含水层组，其水文地质特性没有可以直接参考的依据，在基坑北侧分布的⒁2圆砾层经过计算对基坑安全也具有极大的威胁。 （2）试验目的①因本工程基坑开挖周期长，需通过调研和现场抽水试验等手段来掌握了解该场地承压水位简单的变化规律；②具体实测承压含水层初始水位；③通过抽水试验，测得承压含水层各项水文地质参数；④了解下部各承压含水层之间的水力联系性；⑤实测试验井相应井结构的单井出水量、工程降水效果以及承压水抽水的影响范围；⑥抽取承压水引起的地面以及管线沉降大小；⑦通过抽水试验获得的相关数据，为今后本工程实际开挖过程中合理的降水以及降水对周边环境的附加沉降计算提供依据，为地下连续墙插入深度提供参考依据； 2、抽水试验方案：图4－1南侧抽水试验井位布置（略） 抽水试验设计井结构图（略）3、水位基本数据 根据目前抽水试验实际情况，现已打设抽水试验井2口，Y12-1、Y12-2。实测承压含水层初始水位埋深8.40m，标高为-0.81m。抽水井Y12-1，观测Y12-2。其降深随时间的变化如下： 图4－3 观测井Y12－2水位降深－时间曲线（略）Y12-1单井抽水时，单井流量8.4 m3/h（合202 m3/d），180分钟后距离抽水井9m远的观测井Y12-2水位降深4.6m。 Y12-1单井最大流量25 m3/h（合600 m3/d），观测井水位降深11.10m。 4、水位数据分析 目前抽水试验井为两口，只进行了单井的初步试验，利用现有数据初步估算含水层渗透系数。（1）直线图解法 （2）试验目的 ①因本工程基坑开挖周期长，需通过调研和现场抽水试验等手段来掌握了解该场地承压水位简单的变化规律； ②具体实测承压含水层初始水位； ③通过抽水试验，测得承压含水层各项水文地质参数； ④了解下部各承压含水层之间的水力联系性； ⑤实测试验井相应井结构的单井出水量、工程降水效果以及承压水抽水的影响范围； ⑥抽取承压水引起的地面以及管线沉降大小； ⑦通过抽水试验获得的相关数据，为今后本工程实际开挖过程中合理的降水以及降水对周边环境的附加沉降计算提供依据，为地下连续墙插入深度提供参考依据； 2、抽水试验方案： 图4－1南侧抽水试验井位布置（略） 抽水试验设计井结构图（略） 3、水位基本数据 根据目前抽水试验实际情况，现已打设抽水试验井2口，Y12-1、Y12-2。实测承压含水层初始水位埋深8.40m，标高为-0.81m。抽水井Y12-1，观测Y12-2。其降深随时间的变化如下： 图4－3 观测井Y12－2水位降深－时间曲线（略） Y12-1单井抽水时，单井流量8.4 m3/h（合202 m3/d），180分钟后距离抽水井9m远的观测井Y12-2水位降深4.6m。 Y12-1单井最大流量25 m3/h（合600 m3/d），观测井水位降深11.10m。 4、水位数据分析 目前抽水试验井为两口，只进行了单井的初步试验，利用现有数据初步估算含水层渗透系数。 （1）直线图解法 ①原理： Jacob公式： 上式表明：s与lgt呈线性关系。利用直线斜率可求出导水系数，利用直线截距和斜率可以求出贮水系数 ： 式中：i为直线斜率； b为直线在降深s轴上的截距； r为观测井到抽水井的距离。 ②计算结果： 观测井Y12－2s－lgt曲线（略） 直线图解法计算含水层综合渗透系数及贮水系数（略） 注：含水层厚度1.8m，抽水井Y12－1单井流量202m3/d。（2）采用有限元计算方法计算含水层渗透系数 直线图解法计算含水层综合渗透系数及贮水系数（略） 注：含水层厚度1.8m，抽水井Y12－1单井流量202m3/d。 （2）采用有限元计算方法计算含水层渗透系数： ① 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 式中： 分别为沿x，y，z坐标轴方向的渗透参数（cm/s）； 为点 在t时刻水头值（m）； 为源汇项（1/d）； 为点 处的储水率（1/m）； 为时间（h）； 为立体时间域； 为第二类边界条件； 为边界 的外法线沿x轴方向单位矢量； 为边界 的外法线沿y轴方向单位矢量； 为边界 的外法线沿z轴方向单位矢量； 为 上单位面积的侧向补给量（ ）。 ②建立有限元模型模型三维立体剖面图（水平垂直比1：3）（略） 圆砾层承压含水层水力参数耦合计算结果（略）5、沉降监测及数据分析 （1）监测及抽水工况 抽水井及沉降监测点平面布置图（略）（2）监测结果 监测点G1～G7变化曲线（略） 监测点G8～G14变化曲线（略） 从沉降曲线看，各点有整体沉降趋势，停止抽水后沉降仍有变化。说明短期内抽水对地表沉降影响不明显；结合工程部位场地整平时曾经换图回填过，沉降曲线反应的结果可能以回填土的固结沉降为主。 6、试验结论（1）详勘报告实测承压水水头埋深5.14m，相应高程为1.28m。现场抽水试验测得承压水水头埋深8.40m，相应高程为-0.81m，相差2.09m。说明承压水水头具有一定的年度季度变化，施工过程中应充分考虑水头的这种变化情况。（2）含水层的渗透系数约10～15m/d，渗透性较好，圆砾含水层厚度虽然只有2m厚左右，但是单井出水量可以达到600m3/d，水量中等丰富，由于基坑开挖深度较深，需要降低承压水水头幅度大，因此承压水是基坑工程的重要风险源。六、降水方案设计随着XX市城市地下空间的发展、地铁的建设，深基坑工程越来越多，深基坑工程施工不可避免的要遇到承压水问题。由于各个地区承压含水层形成的地质年代、成因、性状及特征各不相同、各有特点。全国各地深基坑工程发展现状各不相同，也使得承压水降压技术在各个地区各有特色。目前正在建设中的地铁1号线两个临江风井和富春路站存在承压水减压问题。根据围护设计，涉及到的承压含水层为圆砾层，水量大，渗透性好，基坑降水难度较大。2008年1～4月，地铁1号线江南工作井进入了圆砾层承压水减压井施工与抽水试验阶段，本工程降水设计运用吴林高先生提出的三类基坑渗流模型，取得了比较理想的降水效果。同时在成井、试验过程中发现了一些新的临江地区圆砾层地下水井流的渗流规律，对基坑渗流理论是一个很好的完善。目前该风井已经完成基坑的结构施工，圆砾层承压水降压技术正在进一步深入研究中，江北风井通过现场抽水试验，验证了可以采用科学合理的基坑承压水减压方案处理承压水问题。江南、江北风井承压水减压技术及风险控制技术的施工经验对本工程具有重要参考比较价值。 1、方案设计思路 2、本工程水文地质条件分析3、减压方案设计 （1）降水井数量初步估算 （2）井位布置与井结构设计说明七、沉降控制措施（略） 模型三维立体剖面图（水平垂直比1：3）（略） 圆砾层承压含水层水力参数耦合计算结果（略） 5、沉降监测及数据分析 （1）监测及抽水工况 抽水井及沉降监测点平面布置图（略） （2）监测结果 监测点G1～G7变化曲线（略） 监测点G8～G14变化曲线（略） 从沉降曲线看，各点有整体沉降趋势，停止抽水后沉降仍有变化。说明短期内抽水对地表沉降影响不明显；结合工程部位场地整平时曾经换图回填过，沉降曲线反应的结果可能以回填土的固结沉降为主。 6、试验结论 （1）详勘报告实测承压水水头埋深5.14m，相应高程为1.28m。现场抽水试验测得承压水水头埋深8.40m，相应高程为-0.81m，相差2.09m。说明承压水水头具有一定的年度季度变化，施工过程中应充分考虑水头的这种变化情况。 （2）含水层的渗透系数约10～15m/d，渗透性较好，圆砾含水层厚度虽然只有2m厚左右，但是单井出水量可以达到600m3/d，水量中等丰富，由于基坑开挖深度较深，需要降低承压水水头幅度大，因此承压水是基坑工程的重要风险源。 六、降水方案设计 随着XX市城市地下空间的发展、地铁的建设，深基坑工程越来越多，深基坑工程施工不可避免的要遇到承压水问题。由于各个地区承压含水层形成的地质年代、成因、性状及特征各不相同、各有特点。全国各地深基坑工程发展现状各不相同，也使得承压水降压技术在各个地区各有特色。目前正在建设中的地铁1号线两个临江风井和富春路站存在承压水减压问题。根据围护设计，涉及到的承压含水层为圆砾层，水量大，渗透性好，基坑降水难度较大。2008年1～4月，地铁1号线江南工作井进入了圆砾层承压水减压井施工与抽水试验阶段，本工程降水设计运用吴林高先生提出的三类基坑渗流模型，取得了比较理想的降水效果。同时在成井、试验过程中发现了一些新的临江地区圆砾层地下水井流的渗流规律，对基坑渗流理论是一个很好的完善。目前该风井已经完成基坑的结构施工，圆砾层承压水降压技术正在进一步深入研究中，江北风井通过现场抽水试验，验证了可以采用科学合理的基坑承压水减压方案处理承压水问题。江南、江北风井承压水减压技术及风险控制技术的施工经验对本工程具有重要参考比较价值。 1、方案设计思路 2、本工程水文地质条件分析 3、减压方案设计 （1）降水井数量初步估算 （2）井位布置与井结构设计说明 七、沉降控制措施（略）