降水專家論證方案技術(shù)不可行

1、 懷柔青春廣場(chǎng)施工降水專項(xiàng)方案（技術(shù)不可行） 批準(zhǔn)人：審核人：編制人：2014年03月10日目 錄1 編制依據(jù)22 工程概況及周邊環(huán)境條件23 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件24 不采用帷幕隔水方法理由和依據(jù)65 水量計(jì)算方法及預(yù)估總抽水量75.1計(jì)算基坑等效半徑(r0)75.2含水層及其特征75.3計(jì)算等效滲透系數(shù)(k)85.4降水影響半徑85.5概化后的第一層地下水基坑涌水量(Q)85.6概化后的第二層地下水基坑涌水量(Q)96預(yù)估總抽水量(Qz )97 管井降水和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)108 管井降水施工109 降水對(duì)施工安全和環(huán)境影響的評(píng)估1210 抽水量計(jì)量方法、計(jì)量設(shè)施和措施1311 地下水綜合利用

2、141 編制依據(jù)1.1*工程開槽圖 （2013.12）1.2*巖土工程勘察報(bào)告1.3建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（DB11/489-2007）1.4建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-2012）1.5北京市建設(shè)工程施工降水管理辦法1.6北京市建設(shè)工程施工降水管理辦法實(shí)施細(xì)則（2013版）2 工程概況及周邊環(huán)境條件擬建*。建筑物概況如下表2-1。表2-1 擬建建筑物概況建筑物0.00標(biāo)高（m）基底標(biāo)高（m）地上層數(shù) /高度地下室層數(shù)辦公樓52.23-20.8(31.43)22F/98.8m4商業(yè)52.23-19.8(32.43)7F/38.4m 4影院52.23-18.6(33.63)8F/42.5m4

3、本工程場(chǎng)地目前為拆遷后的空地，基坑降水與開挖影響范圍有一些建筑物和管線，詳見總平面圖和管線圖。本工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，肥槽寬度為1.0m。3 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件擬建場(chǎng)區(qū)*。本場(chǎng)區(qū)西側(cè)約450m為懷柔水庫，目前水庫水面標(biāo)高約為59.00m?？辈鞎r(shí)各鉆孔孔口處地面標(biāo)高為51.2352.87m，最大高差1.64m。經(jīng)勘察，本場(chǎng)區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)一口廢井（9#鉆孔處），其直徑約3.0m，深度約11.3m，現(xiàn)井內(nèi)為粉質(zhì)粘土素填土。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，將本次勘察深度范圍內(nèi)的地層，按沉積年代、成因類型劃分為近期人工堆積層、新近沖洪積層、第四紀(jì)沖洪積層、第四紀(jì)坡洪積層和白堊紀(jì)火山角礫巖

4、共五大類。按土層巖性、工程性質(zhì)指標(biāo)，對(duì)地層做進(jìn)一步劃分，按自上而下的順序，對(duì)各土層分述如下：表層為厚2.3011.30m的近期人工堆積的粉質(zhì)粘土素填土層及雜填土1層。近期人工堆積層以下為新近沖洪積層：卵石層：雜色，稍密中密，濕飽和，以石英、長石為主，卵石含量約55%，粒徑28cm，最大12cm，中粗砂充填，級(jí)配一般。粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)粘土、粘土 1層，褐黃色，可塑，很濕，含云母、氧化鐵及少量砂粒。砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土2層，褐黃色，中密密實(shí)，濕，含云母、石英、砂粒。細(xì)中砂3層，褐黃色，稍密中密，濕飽和，以石英、長石為主，含少量卵石、礫石；局部為薄層粗砂，卵石含量達(dá)30%。新近沖洪積層以下為第四紀(jì)沖洪

5、積層：粘土、重粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土層，褐黃色，軟塑可塑，濕很濕，含云母、氧化鐵，少量螺殼。粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土1層，褐黃色，中密密實(shí)，濕很濕，含云母、石英、氧化鐵。卵石層，雜色，中密密實(shí)，濕飽和，卵石含量約55%，粒徑28cm，最大16cm，含漂石，中粗砂充填，級(jí)配一般。細(xì)中砂1層，褐黃色，密實(shí)，濕飽和，以石英、長石為主，含粘粒、礫石；局部夾薄層粗砂。粉質(zhì)粘土2層，褐黃色，可塑，很濕，含云母、氧化鐵、少量砂粒。粉細(xì)砂層，褐黃色，密實(shí)，濕飽和，以石英、長石為主，含少量卵石，與粘土、粉土互層，土質(zhì)不均；局部夾薄層粉砂、粗砂。 粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)粘土、粘土1層，褐黃色，可塑硬塑，很濕，含云母、氧化鐵等，夾

6、薄層粉土、砂土，土質(zhì)不均。粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土2層，褐黃色，密實(shí)，很濕，含云母、氧化鐵，少量砂粒。卵石層，雜色，密實(shí)，飽和，卵石含量約60%，粒徑210cm，最大19cm，局部含漂石，中粗砂充填，級(jí)配一般；該層底局部為粘土充填。細(xì)中砂1層，密實(shí)，飽和，以石英、長石為主，局部夾薄層粗砂。粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)粘土層，褐黃色，可塑硬塑，濕很濕，含云母、氧化鐵、少量砂粒，局部含角礫。中粗砂1層，褐黃色，密實(shí)，濕飽和，以石英、長石為主，含少量粘粒、風(fēng)化碎石。砂質(zhì)粉土2層，褐黃色，密實(shí)，很濕，含云母、石英、氧化鐵。第四紀(jì)沖洪積層以下為第四紀(jì)坡洪積層：卵石層，雜色，密實(shí)，飽和，卵石含量約55%，粒徑28cm，最大

7、19cm，含漂石，由粘性土與中粗砂充填，級(jí)配一般。細(xì)中砂1層，密實(shí)，飽和，以石英、長石為主，含少量粘粒、礫石，局部夾粗砂層。粉質(zhì)粘土2層，褐黃色，可塑，很濕，含云母、氧化鐵、少量砂粒、風(fēng)化角礫。粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)粘土層，褐黃色，可塑，很濕，含云母、氧化鐵、少量角礫；局部夾薄層粘質(zhì)粉土。中砂1層，褐黃色，密實(shí)，飽和，以石英、長石為主，含少量粘粒、礫石，局部含風(fēng)化角礫。第四紀(jì)坡洪積層以下為白堊紀(jì)火山角礫巖：全風(fēng)化火山角礫巖層，雜色，組織結(jié)構(gòu)部分已完全破壞，巖石已風(fēng)化成土狀或砂狀，干鉆可鉆進(jìn)，該層局部上部為薄層殘積土，其巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)。強(qiáng)風(fēng)化火山角礫巖層，灰紅色淺灰色，組織結(jié)構(gòu)大部分破壞，節(jié)理

8、裂隙非常發(fā)育，巖體結(jié)構(gòu)破碎，不易取芯，鉆進(jìn)較困難，其巖體基本質(zhì)量等級(jí)為IV級(jí)。中風(fēng)化火山角礫巖層，灰紅色淺灰色，組織結(jié)構(gòu)部分破壞，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈中長柱狀，約1070cm，用巖芯鉆方可鉆進(jìn)，其巖體基本質(zhì)量等級(jí)為級(jí)。根據(jù)本工程的巖土工程勘察報(bào)告，本工程地下水概況見表3-1。，本工程概化后的地質(zhì)剖面如下圖3-1。圖3-1 典型地質(zhì)剖面圖表3-1 下 水 位 綜 合 統(tǒng) 計(jì) 表地下水層號(hào)地下水類型靜止水位（m）地下水賦存條件補(bǔ)給方式排泄方式承壓水頭備注水位埋深水位標(biāo)高1臺(tái)地潛水4.805.9046.1847.01層卵石及3層細(xì)中砂大氣降水、側(cè)向徑流蒸發(fā)、側(cè)向徑流/2層間潛水8.008.2043.

9、3843.811層粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土側(cè)向徑流、越流側(cè)向徑流、越流微承壓性局部存在3層間潛水16.3017.8033.7836.56層卵石、1層細(xì)中砂側(cè)向徑流、越流側(cè)向徑流、越流/在區(qū)域上，3、4層連通為一層水4承壓水24.3027.51層卵石、1層細(xì)中砂、層卵石、1層細(xì)中砂側(cè)向徑流、越流側(cè)向徑流、越流微承壓性 根據(jù)對(duì)本工程的地層和地下水的認(rèn)真分析，結(jié)合勘察報(bào)告，概化后的地下水情況如上圖3-1所示。其中與本工程基坑降水有關(guān)的地下水為第一層臺(tái)地潛水，含水層為層卵石及3層細(xì)中砂，第二層層間潛水，含水層為層卵石、1層細(xì)中砂，以及層卵石、層卵石、1層細(xì)中砂等。詳細(xì)的地質(zhì)地下水條件見本工程的巖土工程勘察報(bào)

10、告。4 不采用帷幕隔水方法理由和依據(jù)依據(jù)2013版專家評(píng)審細(xì)則，若基底位于含水層中，且基底之下5m范圍內(nèi)無適當(dāng)?shù)母羲畬?，可認(rèn)定為帷幕隔水技術(shù)不合理。根據(jù)上圖所示，基底位于卵石和細(xì)中砂之中，且該含水層中基底以下近10m之內(nèi)無適當(dāng)?shù)母羲畬?。因此可判定為采用帷幕隔水方法在技術(shù)上不可行。其中的粉質(zhì)粘土1層厚度很薄，且在多個(gè)地方缺失。故可以認(rèn)為含水層層卵石、層細(xì)中砂，以及層卵石、1層細(xì)中砂中的地下水是聯(lián)通的，可以作為同一含水層考慮。5 水量計(jì)算方法及預(yù)估總抽水量本工程基底標(biāo)高有三種，按照不利情況考慮，本工程按照31.43m的基底標(biāo)高進(jìn)行降水設(shè)計(jì)。降水包括第一層臺(tái)地潛水，含水層為層卵石及3層細(xì)中砂；以及第

11、二層層間潛水，含水層為層卵石、層細(xì)中砂，以及層卵石、層卵石、1層細(xì)中砂等?；咏邓疃冉抵粱紫?.5m。根據(jù)上述的基坑降水深度，本工程降水采用管井進(jìn)行降水，未穿透含水層，降水井布置見附圖1“基坑降水平面圖”。其中的第一層地下水按照潛水完整井模型進(jìn)行計(jì)算，第二層水按照潛水非完整井降水計(jì)算模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。此部位基坑涌水量按照?qǐng)A形基坑潛水非完整井進(jìn)行計(jì)算。具體地層剖面參照?qǐng)D1。本工程基坑開挖面積為9870m2。5.1計(jì)算基坑等效半徑(r0)按照下式（1）進(jìn)行計(jì)算 （1）式中：r0 矩形基坑的等效半徑(m)F基坑的等效面積，9870(m2)計(jì)算結(jié)果r0=56.13（m）。5.2含水層及其特征概化后

12、的含水層有關(guān)參數(shù)概略如下表5-1：表5-1 含水層參數(shù)表序號(hào)土性厚度（m）滲透系數(shù)k（m/d）備注1層卵石1.080.0勘察報(bào)告2卵石層4.980.0勘察報(bào)告3細(xì)中砂層2.817.0勘察報(bào)告4卵石層6.080.0勘察報(bào)告5.3計(jì)算等效滲透系數(shù)(k)本工程降水深度范圍內(nèi)主要含水層層卵石、1層細(xì)中砂，以及層卵石等效滲透系數(shù)計(jì)算如下式（1）： （1）經(jīng)計(jì)算：k=（4.9X80+2.8X17+6.0X80）/(4.9+2.8+6.0)=67.12 (m/d)。5.4降水影響半徑按照下式（3）進(jìn)行計(jì)算： R= （3）式中：R降水影響半徑(m)S基坑水位降深(m)k含水層的滲透系數(shù)(m/d)H含水層厚度(

13、m)第一層水R1=17.89(m)第二層水R2=152.06(m)5.5概化后的第一層地下水基坑涌水量(Q)第一層水按照潛水含水層完整井進(jìn)行計(jì)算，即按照下式（4）進(jìn)行計(jì)算： （4）式中各參數(shù)的意義同前，H=1.0m，S=1.0m,則Q1=909.59（m3/d）。5.6概化后的第二層地下水基坑涌水量(Q)第二層水按照潛水含水層非完整井進(jìn)行計(jì)算，即按照下式（5）進(jìn)行計(jì)算： （5）式中： l濾水器進(jìn)水部分長度，4m； h基坑動(dòng)水位至含水層底板厚度，10.2m；hm=0.5（h+H）=0.5(10.2+13.7)=11.95(m)；H=13.7m，S=4.7m；其它各參數(shù)的意義同前。則Q2=1935

14、.0（m3/d）6預(yù)估總抽水量(Qz )預(yù)計(jì)總抽水時(shí)間為240天，總抽水量按照下式（6）計(jì)算：Qz=Qd （6）為折減系數(shù)，按下表取值：表6-1 基坑涌水量折減系數(shù)取值表降水井類別d30天30天d100天d100天s/H1/3s/H2/3s/H1/3s/H2/3s/H1/3s/H2/3潛水井10.80.70.850.70.550.650.50.35承壓水井10.90.80.90.850.80.80.750.7注：d抽水時(shí)間，日；s水位降深，m；H含水層厚度（潛水）或承壓水水頭（承壓水），m。 -分時(shí)間段累計(jì)則:Qz1=0.7909.5930+0.55909.5970+0.35909.59140

15、=98690.5（m3）Qz2=0.81935.030+0.71935.070+0.51935.0140=276705.0（m3）二者合計(jì)375395.5（m3）。7 管井降水和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)本工程采用管井降水方案。7.1 降水系統(tǒng)設(shè)計(jì)沿基坑外側(cè)布置降水井,井中心線距基坑開挖上口線1.0-1.50m，井間距9m。井底面絕對(duì)標(biāo)高23.0m。井身構(gòu)造：井徑600mm，井管400無砂砼管，過濾器與井管材料相同，孔隙率2530%，濾管外包一層6080目尼龍網(wǎng)，濾料：粒徑35mm圓礫。7.2 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)水泵：采用揚(yáng)程大于35m潛水泵。排水總管：采用直徑200mm鋼管、PVC管，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)排水出口位置，沿降

16、水井周邊布置。排水管線坡度不小于1。沉淀池兩個(gè)：容積6 m3/個(gè)。7.3 觀測(cè)井設(shè)計(jì)在基坑中心位置布置1口觀測(cè)井。觀測(cè)井結(jié)構(gòu)：井深10.0m，孔徑130mm，下入直徑45mm的塑料管，下部2m塑料管加工成濾水管（打孔、包紗網(wǎng)），孔內(nèi)填入礫石濾料，上部2m用粘土封孔。8 管井降水施工8.1 放井位按設(shè)計(jì)要求和井位平面圖布設(shè)井位并測(cè)量地面標(biāo)高，井位與設(shè)計(jì)要求偏差500mm，井位遇有地下障礙物需進(jìn)行破碎，當(dāng)因障礙物影響而偏差過大時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)人員協(xié)商。定井位應(yīng)由專業(yè)測(cè)量人員進(jìn)行，井位應(yīng)設(shè)置顯著標(biāo)志，必要時(shí)采用鋼釬打入地面下300mm，并灌入石灰粉，定位完畢請(qǐng)監(jiān)理組織驗(yàn)收。8.2 挖泥漿池根據(jù)場(chǎng)地條件在

17、基坑內(nèi)距降水井3m處挖泥漿池，每4口井共用一個(gè)泥漿池。廢漿應(yīng)及時(shí)外運(yùn)并作妥善處理，保持現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境衛(wèi)生。8.3 挖探坑為清除井位下障礙物，應(yīng)在井位處挖探坑，直徑800mm，深1.01.5m，井口土質(zhì)松散時(shí)，須設(shè)置護(hù)筒，避免泥漿侵泡、沖刷導(dǎo)致孔口坍塌。8.4 成孔管井采用反循環(huán)鉆機(jī)成孔，泥漿護(hù)壁。井徑不小于600mm，井孔應(yīng)保持圓正垂直，孔深與設(shè)計(jì)井深誤差小于500mm。8.5 換漿井管下入前應(yīng)注入清水置換泥漿，并用水泵或撈砂管抽出沉渣，使井內(nèi)泥漿密度保持在1.051.10g/cm3。8.6 吊放井管井管采用無砂砼管，在混凝土預(yù)制托底上放置井管，在底部中間設(shè)導(dǎo)中器，井管四周外包兩層80目尼龍網(wǎng)，栓8

18、號(hào)鐵絲，緩緩下放，當(dāng)管口與井口相差200mm時(shí)，接上節(jié)井管，接頭處用玻璃絲布粘貼，以免擠入泥砂淤塞井管，豎向用4條30mm寬竹條固定井管。為防止上下節(jié)錯(cuò)位，在下管前將井管依方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，為防止雨水泥砂或異物流入井中，井管要高出地面200mm，井口加蓋。8.7 填濾料井管吊裝就位后，及時(shí)填充濾料，用鍬將礫料沿井管四周均勻填料，防止架空，保證填料量不少于設(shè)計(jì)填料量的95%。8.8 洗井成井后，借助空壓機(jī)清除孔內(nèi)泥漿，至井內(nèi)完全出清水止，再用污水泵反復(fù)進(jìn)行恢復(fù)性抽洗，抽洗次數(shù)不得少于6次。洗井應(yīng)在成井4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。洗井后可進(jìn)行試驗(yàn)性抽水，確定單井出水量及水位降低能否滿足

19、設(shè)計(jì)要求。8.9 水泵安裝潛水泵用絕緣材料繩吊放。安裝并接通電源，每井附近架立電線桿，鋪設(shè)電纜和電閘箱，做到單井單控電源，并安裝時(shí)間水位繼電自動(dòng)抽水裝置和漏電保護(hù)系統(tǒng)。8.10 鋪設(shè)排水管網(wǎng)排水管網(wǎng)采用鋼管、硬塑料管做為排水主管路，排水管直徑150mm，必要時(shí)可采用多向排水。排水管線布置在降水井外側(cè)，每58m磚砌托臺(tái)，排水管居中放置。井口設(shè)置保護(hù)砌襯并加蓋。排水管網(wǎng)向水流方向的傾斜度以1為宜。在排水管網(wǎng)進(jìn)入市政雨水管線接口處設(shè)置沉淀池，沉淀池采用砌磚池，規(guī)格為2.00 m1.50m1.50m，池中間砌一道1.00m高的矮墻。水先排入一個(gè)半池中，水面高于1.00m后流入另一個(gè)半池，這樣，水中的砂

20、便可沉淀在進(jìn)水的半池中，清水通過另一個(gè)半池的出水口與明渠堰槽流量計(jì)相連，經(jīng)過計(jì)量后排入市政管線。沉淀池內(nèi)壁須做防水處理。8.11 抽降聯(lián)網(wǎng)抽降后應(yīng)連續(xù)抽水，不應(yīng)中途間斷，水泵、井管維修應(yīng)逐一進(jìn)行。開始抽水時(shí)，因出水量大，為防止排水管網(wǎng)排水能力不足，可有間隔的逐一起動(dòng)水泵。抽水開始后，應(yīng)做抽水試驗(yàn)，檢驗(yàn)單井出水量、出砂量及含水層滲透系數(shù)。當(dāng)出砂量過大，可將水泵上提，如出砂量仍然較大，應(yīng)重新洗井或停泵補(bǔ)井。8.12 水位觀測(cè)抽水前應(yīng)進(jìn)行靜止水位的觀測(cè)，抽水初期每天觀測(cè)2次，水位穩(wěn)定后應(yīng)每天觀測(cè)1次，水位觀測(cè)精度2cm，并繪制地下水水位降深曲線。8.13 抽降及維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)降水人員每天24小時(shí)值班，對(duì)不

21、能正常工作的水泵必須及時(shí)更換，保證抽降效果。每天早晚檢查現(xiàn)場(chǎng)降水線路，保證現(xiàn)場(chǎng)降水用電安全。 定期清理降水管線、沉淀池里的泥沙，保證排水線路暢通。8.14 封井基槽回填至地下水水位標(biāo)高以上0.8m后，降水停止。井孔用現(xiàn)場(chǎng)開挖的粘性土回填。9 降水對(duì)施工安全和環(huán)境影響的評(píng)估本工程降水目的在于疏干基底下第一層潛水，降低第二層承壓水水位。對(duì)環(huán)境的影響在于水位降低產(chǎn)生附加沉降和抽水過程中細(xì)顆粒流失形成地下空洞。9.1分層總和法計(jì)算附加沉降因本工程降水深度范圍內(nèi)的地層主要為卵石層、卵石層，地下水類型為潛水。其水位降低產(chǎn)生附加沉降的最大值部位應(yīng)該在這里。為此，計(jì)算該部位的沉降如下。其沉降計(jì)算方法如下： （

22、9-1）式中： s降水引起的地層變形量 (m)；w沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取w1； 降水引起的地面下第i土層中點(diǎn)處的附加有效應(yīng)力 (kPa)； hi第i層土的厚度(m)； Esi第i層土的壓縮模量(kPa)；應(yīng)取土的自重應(yīng)力至自重應(yīng)力與附加有效應(yīng)力之和的壓力段的壓縮模量值。則抽降第一層水引起的沉降S1=1.00.5101.0/25000=0.2(mm)；則抽降第二層水引起的沉降S1=1.00.54.710.0/30000=0.783(mm)； 二者合計(jì)0.983mm。9.2對(duì)周邊環(huán)境的影響因沉降值不大，可以忽略上述沉降對(duì)周邊環(huán)境以及建筑物和構(gòu)筑物的影響。9.3防止降水井施工和抽水產(chǎn)生地下空洞的措施因本工程基坑開挖降水影響深度范圍內(nèi)的砂層很厚，故降水井設(shè)計(jì)和施工中，應(yīng)注意施工降水對(duì)砂層的抽排作用，因采取了有效的措施，同時(shí)降水深度較小，故施工降水引起地下空洞的機(jī)會(huì)很小。為謹(jǐn)慎起見，也采取如下預(yù)防措施：（1）管井成孔采用反循環(huán)鉆機(jī)成孔，泥漿護(hù)壁，預(yù)防塌孔；無砂砼濾管外包一層6080目尼龍網(wǎng)，防止土顆粒流失。（2）嚴(yán)格控制含砂量，選擇優(yōu)質(zhì)的無砂砼濾管，外包二層80目尼龍網(wǎng)，防止土顆粒流失。將含砂量降水初期控制在半小時(shí)內(nèi)含砂量小于1/10000；降水過程中管井正常運(yùn)行時(shí)含砂量小于1/50000。（3）基坑回填后及時(shí)用粘性土回填封井。10 抽水量