某熱電廠汽車卸煤溝降水工程監(jiān)控方案

新建2×330MW熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目汽車卸煤溝降水施工方案2010年6月9日目錄HYPERLINK\l"_Toc265536511"1.序言1HYPERLINK\l"_Toc265536512"2.編制方案的目的及參考依據(jù)1HYPERLINK\l"_Toc265536513"3.項(xiàng)目概況2HYPERLINK\l"_Toc265536514"4.廠址區(qū)水文地質(zhì)條件2HYPERLINK\l"_Toc265536515"4.1區(qū)域水文地質(zhì)條件2HYPERLINK\l"_Toc265536516"4.2廠址區(qū)水文地質(zhì)條件4HYPERLINK\l"_Toc265536517"4.3抽水試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)、分析計(jì)算5HYPERLINK\l"_Toc265536518"5.降水井施工方案7HYPERLINK\l"_Toc265536519"5.1降水施工方案主導(dǎo)思路8HYPERLINK\l"_Toc265536520"5.2降水施工方案8HYPERLINK\l"_Toc265536521"5.3降水井和降水坑布置方案9HYPERLINK\l"_Toc265536522"降水井井深確定9HYPERLINK\l"_Toc265536523"降水井井距確定9HYPERLINK\l"_Toc265536524"降水坑10HYPERLINK\l"_Toc265536525"5.4降水井單井設(shè)計(jì)10HYPERLINK\l"_Toc265536526"5.5排水方法及措施11HYPERLINK\l"_Toc265536527"方法選擇11HYPERLINK\l"_Toc265536528"明溝的施工方法11HYPERLINK\l"_Toc265536529"6.降水施工預(yù)算12HYPERLINK\l"_Toc265536530"7.結(jié)論與建議12HYPERLINK\l"_Toc265536531"7.1結(jié)論12HYPERLINK\l"_Toc265536532"7.2建議131.序言****有限公司（以下簡稱業(yè)主）立項(xiàng)新建的熱電廠位于***部、***一分場六連東北側(cè)。廠址區(qū)處于***河西岸、山前沖洪積扇扇緣溢出帶，地下水水位較高,潛水埋深1.1～1.3m。新建電廠汽車卸煤溝基礎(chǔ)底面設(shè)計(jì)標(biāo)高為±0.00以下-5.00～-13.50m，受較高的地下水水位限制，基礎(chǔ)無法施工。為趕工期、趕進(jìn)度，保障汽車卸煤溝基礎(chǔ)順利施工，業(yè)主及施工總承包單位****集團(tuán)提出采用基坑降水方案。****集團(tuán)承擔(dān)新建電廠汽車卸煤溝基坑降水方案編制工作，負(fù)責(zé)基坑降水施工任務(wù)。2.編制方案的目的及參考依據(jù)編制降水方案的目的是通過對(duì)新建熱電廠所處地域的水文地質(zhì)條件分析，判明廠區(qū)地層結(jié)構(gòu)、含水層分布情況及其富水性，明確指出需降水目的含水層，有針對(duì)性的制定出施工可操作性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)合理，工期盡量短的降水施工方案，為業(yè)主及施工總承包單位最終決策提供依據(jù)。降水施工編制方案參考的主要依據(jù)如下:（1）《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》；（2）《市政排水設(shè)計(jì)規(guī)范》；（3）《供水管井技術(shù)規(guī)范》；(4)《機(jī)井技術(shù)規(guī)范》；(5)《水利水電工程鉆孔抽水試驗(yàn)規(guī)程》；(6)本次施工的降水井鉆探資料；(7)***地勘院做的降水井抽水試驗(yàn)成果資料；(8)***院做的電廠施工設(shè)計(jì)資料。3.項(xiàng)目概況新建熱電廠位于****西岸，夾河子水庫西約900m。汽車卸煤溝基礎(chǔ)為矩形，長度178.00m，基礎(chǔ)底面標(biāo)高為±0.00以下-5.00～-13.50m。根據(jù)施工設(shè)計(jì)方案，基礎(chǔ)施工采用大開挖方案，基坑開挖臨時(shí)邊坡按1:1.0放坡，基坑開挖外輪廓線以建筑物紅線為基線外擴(kuò)，基坑開挖外輪廓線三次放坡。按照基坑降水相關(guān)規(guī)范要求，經(jīng)過降水后的地下水水位應(yīng)低于建筑物基礎(chǔ)底面標(biāo)高以下-1.5m，因此，本次降水施工的地下水水位必須保證在±0.00以下-15.00m。4.廠址區(qū)水文地質(zhì)條件4.1區(qū)域水文地質(zhì)條件新建熱電廠處于***河山前沖洪積平原中下部，位于沖洪積扇緣潛水溢出帶。整體地勢(shì)東南高，西北低，地形平緩，自然坡降5.8‰～6.9‰。據(jù)現(xiàn)有水文地質(zhì)、物探資料及***地勘院資料，第四紀(jì)沉積物厚度超過400m，地下水類型均屬于第四紀(jì)孔隙水。在300m深度內(nèi)，地層結(jié)構(gòu)為粉土、沙礫石、粉質(zhì)粘土、中粗砂交互沉積。地下水類型上部為潛水、下部為多層結(jié)構(gòu)的承壓水。潛水含水層底板埋深為10～25m，底板巖性為粉土、粉質(zhì)粘土等，分布不穩(wěn)定，含水層巖性主要為砂礫石，中粗砂。越往北部下游地區(qū)，含水層巖性顆粒逐漸變細(xì)為細(xì)砂、粉細(xì)砂層。承壓含水層位于潛水含水層之下，隔水層頂板埋深15～30m。承壓含水層單層厚度5～10m，由于最近幾年上游開發(fā)地下水力度較大，引洪渠以南，承壓水已不能自流；引洪渠以北，由于地勢(shì)降低和承壓水的壓力頂板變厚，承壓水自流，水頭在+1.00～+3.00m。廠址所在區(qū)域地下水的補(bǔ)給源主要為來自上游含水層的側(cè)向徑流補(bǔ)給，該補(bǔ)給量主要進(jìn)入承壓水含水層壓；其次是夾河子水庫水和瑪納斯河洪水期河水的滲漏補(bǔ)給以及灌溉水入滲補(bǔ)給，另外還接受少量的大氣降雨（雪）的入滲補(bǔ)給。特別在豐水年份，降雨和冰雪融化水對(duì)潛水水位的抬升影響較大。地下水的排泄除部分潛水通過沖溝、泉溪和排水渠排泄、潛水蒸發(fā)及通過下游斷面排泄外，人工開采已成為主要的排泄方式。地下水流自東南向東北方向徑流，水平方向徑流較好，水力坡度4.3‰～5.8‰，垂直方向上徑流相對(duì)較弱，局部區(qū)域存在承壓水通過天窗向潛水越流補(bǔ)給現(xiàn)象。潛水埋深自東南向西北變淺，一般1～3m。據(jù)地下水動(dòng)態(tài)長期觀測(cè)資料，主動(dòng)態(tài)類型要屬開采－氣候型動(dòng)態(tài)，冬、春季水位較高，開采期水位逐漸降低。潛水水位年變幅為1.5m，今年春季受降雪量大的影響，潛水水位較往年有所上升。人工開采目的含水層主要為承壓水，近幾年隨著地下水開采量的加大，承壓水水頭呈下降趨勢(shì)，年平均水頭下降0.25～0.35m。4.2廠址區(qū)水文地質(zhì)條件為查明新建熱電廠址水文地質(zhì)條件，獲取降水施工所需的水文地質(zhì)參數(shù)，業(yè)主委托***地勘院進(jìn)行了主廠房場地的水文地質(zhì)勘察工作。我公司負(fù)責(zé)施工降水試驗(yàn)機(jī)井，協(xié)助***地勘院技術(shù)人員進(jìn)行抽水試驗(yàn)工作?？辈旃ぷ鞴彩┕ち?眼試驗(yàn)井，設(shè)計(jì)深度均為30m，孔徑750mm，井徑426mm。4眼機(jī)井分布位置情況是：主廠房東南角，西南角各1眼，主廠房北側(cè)中段1眼，靠近汽車卸煤溝部位1眼（見降水井分布位置圖）。每個(gè)主井附近都施工了1～3眼觀測(cè)孔。施工過程中，首先施工的是ZK1、ZK4號(hào)井，查明主廠房場地在30m深度內(nèi)地層結(jié)構(gòu)大致分為5層：第一層為粉土（粉質(zhì)粘土），厚度1.8～5.0m；第二層為砂礫石、含礫中粗砂，頂板埋深1.8～5.0m，厚度4.0～8.2m；第三層為粉土（粉質(zhì)粘土），局部與細(xì)砂互層，頂板埋深9.0～10m，厚度5.0～8.0m；第四層為砂礫石、含礫中粗砂，頂板埋深15.0～18.0m，厚度6.0～9.0m；第五層為粉質(zhì)粘土，頂板埋深22～24m，沒有完全揭穿該層，施工至設(shè)計(jì)深度就終孔了（地層結(jié)構(gòu)見水文地質(zhì)剖面圖）。成井完畢后進(jìn)行了多孔抽水試驗(yàn)。抽水試驗(yàn)結(jié)果表明，ZK1、ZK4號(hào)機(jī)井單井流量56～94m3/h，主井降深8.4～10.9m，觀測(cè)孔降深0.43～0.79m，單位涌水量1.8～2.4L/s.m，屬于中等富水區(qū)。***地勘院經(jīng)過對(duì)鉆探資料和抽水試驗(yàn)結(jié)果初步分析認(rèn)為30m勘探深度內(nèi)分布2層含水層，上部為潛水含水層，含水層巖性為砂礫石、含礫中粗砂，厚度4.0～8.2m；下部為承壓水含水層，含水層巖性為砂礫石、含礫中粗砂，厚度6.0～9.0m；抽水試驗(yàn)是對(duì)潛水、承壓水混合含水層進(jìn)行的試驗(yàn)，單井流量較大，鑒于此，***地勘院調(diào)整工作方案并出具了設(shè)計(jì)變更，ZK2、ZK3號(hào)井施工只針對(duì)潛水含水層進(jìn)行降水試驗(yàn)，井深調(diào)整為12～15m，其它參數(shù)保持不變。通過對(duì)ZK2、ZK3號(hào)井施工、試驗(yàn)，查明潛水含水層水位埋深1.1～1.3m，單井流量4～12m3/h，主井降深10.2～11.1m，觀測(cè)孔降深0.20～0.98m，單位涌水量0.33L/s.m，屬于一般富水區(qū)。4.3抽水試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)、分析計(jì)算抽試驗(yàn)結(jié)果見表4-1。本次勘察工作分別對(duì)潛水含水層和潛水、承壓水混合含水層進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，降水井所需水文地質(zhì)參數(shù)主要為滲透系數(shù)（K），單位涌水量（q），影響半徑（R），依據(jù)主廠房場地水文地質(zhì)條件，參考《水文地質(zhì)手冊(cè)》，水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算采用的計(jì)算公式如下：(1).潛水完整井參數(shù)計(jì)算公式①潛水完整井穩(wěn)定流多孔求參公式:（一個(gè)觀測(cè)孔）（二個(gè)觀測(cè)孔）②影響半徑的計(jì)算公式一：③潛水完整井影響半徑計(jì)算公式二：（一個(gè)觀測(cè)孔）（二個(gè)觀測(cè)孔）(2)潛水-承壓水完整井參數(shù)計(jì)算公式①潛水-承壓水完整井穩(wěn)定流單孔求參公式:②影響半徑的計(jì)算公式式中：H:潛水含水層厚度(m)；K:滲透系數(shù)(m/d)；Q:抽水井涌水量(m3/d)；S:抽水試驗(yàn)井的降深(m)；S1、S2:觀測(cè)孔水位降深(m)；r1、r2:抽水孔至觀測(cè)孔的距離(m)；M:承壓含水層厚度(m)；R:抽水井的影響半徑(m)；rω:抽水井的井半徑(m)；水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表4-2。5.降水井施工方案通過對(duì)4眼降水試驗(yàn)井勘探、試驗(yàn)結(jié)果分析對(duì)比，查明了30m勘探深度內(nèi)分布2層含水層，潛水含水層頂板埋深1.8～5.0m，底板埋深9.0～10.0m,潛水含水層厚度4.0～8.2m；承壓水含水層頂板埋深15.0～18.0m，承壓水含水層厚度6.0～9.0m；兩層含水層之間由透水性較弱的粉土、粉質(zhì)粘土層相隔，水力聯(lián)系微弱，承壓水含水層富水性好于上部潛水含水層。依據(jù)設(shè)計(jì)資料，汽車卸煤溝基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-5.0～-13.50m，埋深較大，基坑最大降水深度達(dá)到了潛水含水層的底板以下，為滿足汽車卸煤溝基礎(chǔ)施工要求，不但要把潛水含水砂礫石層中的水疏干，還要把承壓水頂板的粉質(zhì)粘土層中的水部分疏干，根據(jù)主廠房抽水試驗(yàn)結(jié)果，潛水含水層富水性一般，單井流量較小，承壓水含水層富水性屬中等富水，單井流量較大。綜合上述分析，本次降水施工方案針對(duì)潛水含水層和承壓水含水層兩層含水層。5.1降水施工方案主導(dǎo)思路本次降水施工的主導(dǎo)思路是依據(jù)水文地質(zhì)勘探、試驗(yàn)資料首先確定降水目的含水層。前文已分析得出結(jié)論，潛水含水層富水性一般，埋藏淺，其補(bǔ)給水源主要為側(cè)向補(bǔ)給量、水庫滲漏補(bǔ)給量、河道滲漏補(bǔ)給量。承壓水含水層富水性屬中等富水，其補(bǔ)給源主要為上游地下水側(cè)向補(bǔ)給。由于汽車卸煤溝基坑挖深較大，為±0.00m以下-13.50m，基坑降水的關(guān)鍵是：不但要切斷汽車卸煤溝基坑周圍潛水含水層的補(bǔ)給水源，還要截?cái)鄬訅汉畬拥难a(bǔ)給源，將承壓水水位降低，以達(dá)到把承壓水頂板的粉土或粉質(zhì)粘土層中的部分水疏干，因此，汽車卸煤溝基坑降水方案采用井點(diǎn)降水。5.2降水施工方案方案選擇：本工程采用單井點(diǎn)降水，在汽車卸煤溝基礎(chǔ)外廓線四周呈矩形布置2排降水井（具體見降水井布置圖）。通過井群抽水將汽車卸煤溝基坑外圍補(bǔ)給水源排走，逐漸形成降落漏斗，阻止水源進(jìn)入基坑，從而達(dá)到降低地下水水位的目的。該方案的優(yōu)點(diǎn)是：降水井施工工期短，無需大型機(jī)械設(shè)備，施工力量容易組織；在抽水期間可與基礎(chǔ)施工同步進(jìn)行，邊降水，邊開挖基坑，降水水位至基礎(chǔ)底面標(biāo)高以下-1.50m即可進(jìn)行基礎(chǔ)土建施工?；A(chǔ)施工至地下水位以上即可終止降水，對(duì)工期不會(huì)造成延誤。利用降水井抽水降低潛水位和承壓水位，抽水5～7天，基坑內(nèi)地下水位開始下降，首先排走潛水含水層砂礫石中蘊(yùn)含的地下水，隨后隨著承壓水位的降低，在重力作用下逐步疏干承壓含水層頂板粉土和粉質(zhì)粘土層中的重力水，待地下水水位下降至-15.00m后，即可開展基坑開挖工作，此時(shí)基坑粉土層中會(huì)有部分重力飽和水未能完全疏干，解決辦法是在基坑地勢(shì)相對(duì)較低的北側(cè)開挖集水井（坑），用污水泵將積水排走，該項(xiàng)工作結(jié)合基坑開挖深度逐步開展，明水用水泵排走，土層中的部分飽和水通過晾曬蒸發(fā)排走。集水井（坑）的深度、位置可依據(jù)基坑內(nèi)積水情況隨時(shí)增減數(shù)量和調(diào)整位置。5.3降水井和降水坑布置方案降水井井深確定由于汽車卸煤溝基礎(chǔ)最大埋深為-13.50m，部分基坑深度為-5.00m，因此降水方案是針對(duì)潛水含水層和承壓水含水層兩層含水層，為截?cái)嗥囆睹簻匣油鈬牡叵滤a(bǔ)給水源，包括潛水來源和承壓水補(bǔ)給源，阻止水源進(jìn)入基坑，由于承壓水富水性較好，補(bǔ)給源較豐富，因此必須在整個(gè)基坑周圍形成一個(gè)完整的降水漏斗，從而達(dá)到降低地下水水位的目的。根據(jù)卸煤溝的基礎(chǔ)埋置深度不同，在基礎(chǔ)埋深較大的部位中部和西部布置潛水-承壓水降水井（32眼），深度為27.00～30.00m；在卸煤溝東頭基礎(chǔ)埋深較小部位布置少量的潛水完整井降水井（4眼），深度為15.00m。5.3.2降水井井距確定根據(jù)抽水試驗(yàn)結(jié)果，潛水完整井單井流量12m3/h，滲透系數(shù)（k）24.66m/d，影響半徑(R)27.92m；潛水-承壓水完整井單井流量60～90m3/h，滲透系數(shù)（k）13～40m/d，影響半徑(R)60～140m，降水井之間的井距依據(jù)降水井抽水試驗(yàn)成果取得的水文地質(zhì)參數(shù)確定。降水井圍繞汽車卸煤溝基坑四周布設(shè)。第一排降水井之間的井距為15.7m～19.4m，在卸煤溝基礎(chǔ)西部緊貼基坑邊布置，井距為15.7m，在卸煤溝基礎(chǔ)東部降水井距基礎(chǔ)外邊線3.00～8.00m，井距為19.4m。第二排降水井之間的井距為30.0m，降水井距卸煤溝西部基礎(chǔ)外邊線15.75m(見降水井布置方案圖)。潛水-承壓水降水井32眼，井深27～30m；潛水完整井降水井4眼，井深131～5.0m；共需布置36眼降水井，排水量約3600m3/h。5.3.3降水坑現(xiàn)場降水主要采用井點(diǎn)降水外，汽車卸煤溝基礎(chǔ)在土方開挖過程中，由于粉土透水性差，粉土中的重力水降水過程較慢，計(jì)劃在汽車卸煤溝基礎(chǔ)開挖外廓線和降水井之間的北側(cè)設(shè)置2個(gè)5×5m的降水坑，將汽車卸煤溝基坑中的明水排入降水坑利用水泵抽水進(jìn)行降水。5.4降水井單井設(shè)計(jì)潛水-承壓水降水井依據(jù)承壓水含水層底板埋深確定井深，設(shè)計(jì)井深27～30m，井深應(yīng)穿透層壓含水層，進(jìn)入承壓含水層底板的粉土、粉質(zhì)粘土層2～3m，水泵泵頭放置在承壓含水層以下2～3m，確保井內(nèi)水位降深達(dá)到-15.00m。受場地內(nèi)地層厚度分布不均的限制，在施工時(shí)井深應(yīng)靈活掌握，其原則是不能穿透承壓水含水層底板的粉土、粉質(zhì)粘土層。潛水完整井降水井依據(jù)潛水含水層底板埋深確定井深，設(shè)計(jì)井深13～15m。井深應(yīng)穿透潛水含水層，進(jìn)入含水層下部的粉土層2～3m，水泵泵頭放置在含水層底板以下2～3m，其原則是不能進(jìn)入承壓水含水層。施工機(jī)械為CZ-22或CZ-30沖擊鉆。開孔及終孔直徑不小于600mm，一徑到底。井管為直徑325×5mm的鋼卷管或螺旋鋼管?；ü芊胖迷诤畬硬课唬捎美p絲過濾器，絲距1～1.5mm，空隙率23～25%。潛水含水層中的濾水管長度6～8m，承壓水含水層中的濾水管長度6～10m，濾水管總長度為12～18m,可根據(jù)含水層實(shí)際厚度適當(dāng)調(diào)整濾水管長度。濾水管下部設(shè)置與井管同徑的沉淀管，其長度為2～3m。洗井時(shí)間不少于2個(gè)臺(tái)班。潛水-承壓水降水井水泵配泵型號(hào)為200QJ80-40，濾料規(guī)格為4～6mm的河床砂，每眼井?dāng)?shù)量不少于10m3。潛水完整井水泵，水泵配泵型號(hào)為QY25-17-2.2，濾料規(guī)格為4～6mm的河床砂，每眼井?dāng)?shù)量不少于5m3。洗井時(shí)間不少于2個(gè)臺(tái)班。5.5排水方法及措施方法選擇本工程排水主要采用明溝排水，將抽出的地下水和汽車卸煤溝基坑內(nèi)的水匯入排水溝排走。在排水溝穿過道路處埋設(shè)600mm管徑的鋼管。明溝的施工方法排水溝采用上口寬800mm,下口寬500mm，先用挖掘機(jī)在降水井外圍2m外開挖排水渠，然后人工修整，溝底和溝壁用1:3水泥砂漿抹面，最后在整個(gè)排水溝內(nèi)鋪設(shè)一層防滲膜。6.降水施工預(yù)算降水施工預(yù)算包括降水井施工費(fèi)、排渠開挖土方費(fèi)、材料費(fèi)、降水運(yùn)行費(fèi)四大部分。7.結(jié)論與建議7.1結(jié)論（1）通過降水井施工及抽水試驗(yàn)基本查明場地地層結(jié)構(gòu)為：第①層粉土（粉質(zhì)粘土），厚度1