盾構(gòu)刀盤前降水換刀施工方案

1、盾構(gòu)刀盤前方降水施工方案在盾構(gòu)施工中,尤其是在東南沿海地區(qū)海相地層中施工時,由于各種原因,可能在高含水量高、滲透性強(qiáng)、高靈敏性的地層中需要開倉換刀等工作時,應(yīng)采取措施保證掌子面地層的穩(wěn)定和換刀過程中無大量的地下水滲入土倉內(nèi),采取降水法不失為一種好的辦法。在地鐵車站等深基坑中對采取降水法降低地下潛水或承壓水，都取得了很好的效果。本文以深圳地鐵一期工程福民站會展中心站右線SSK2+325.8處為例進(jìn)行說明。一、降水方法選擇及平面布置1、 降水方法選擇SSK2+325.8處的地質(zhì)情況如圖一所示。圖一刀盤前方降水位置的地質(zhì)圖盾構(gòu)施工隧道的埋深約23.024m，采取輕型井點、噴射井點等不能滿足需要，故應(yīng)

2、采用深井管井井點降水法。根據(jù)深圳地區(qū)降水施工經(jīng)驗，管井井點降水一般都取得了較好的效果。2、 平面布置21刀盤前方的地下水均為潛水，地下水位在-4.0m，地下水算至中風(fēng)化巖（認(rèn)為中風(fēng)化巖為隔水層），則含水層厚H=23.024+6.3-4=25.324m。22滲透系數(shù)按占大部分的中砂和粉質(zhì)粘土的平均值算，則滲透系數(shù)K=(5+0.1)/2=2.55m/d。23因需降水至隧道底部，降水深度取含水層度，則S=H=25.324m。24管井降水影響半徑為R=2SKH=407m。25涌水量的計算。我們認(rèn)為在開倉過程中，在盾構(gòu)前形成了寬6.3m（盾構(gòu)直徑）*長8.5m（一個盾構(gòu)長）*深25.324m（井深）的一

3、個工作井，依此來計計算涌水量。工作井等效半徑r0=(8.5*6.3)/=17.045m。涌水量Q=1.336K(2H-S)S/Lg(1+R/r0)=26.8m3/d 26深圳地區(qū)的降水施工經(jīng)驗認(rèn)為，每個降水井點的有效降水面積為200m2?；邮┕ぶ械纳罹┕そ?jīng)驗，一般情況下井距為1030m。所以，只需在刀盤正前方設(shè)一個降水井即可滿足要求。二、降水方案設(shè)計1、 降水井井徑為600mm，用鉆機(jī)成井，井深至隧道底部，井深為29.00m。2、 濾水管采用400mm鋼筋籠，主筋1218，螺旋箍筋8150，加強(qiáng)箍筋16500，外包5目鐵絲網(wǎng)及尼龍紗網(wǎng)，鋼筋籠至地面。濾水管如圖二所示。圖二 濾水管鋼筋籠示意

4、圖3、 濾水管與井壁之間填1025mm直徑的碎石。4、 吸水管用50mm的鋼管，插入濾水井管內(nèi)，其底端應(yīng)沉到管井吸水時的最低水位以下，并裝逆止閥。5、 降水井抽水采用100SQJ2-40/8型深井潛水泵。三、降水施工1、 施工工藝流程。見圖三。2、 準(zhǔn)備工作施工現(xiàn)場準(zhǔn)備工作包括：根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)備所需的濾水管、水泵等設(shè)備和機(jī)具，同時，應(yīng)考察好排水位置和線路，必要時做排水溝。因金田立交橋和濱河大道南邊的住宅房在降水影響半徑范圍內(nèi)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范要求設(shè)置沉降和變形監(jiān)測點，按周期進(jìn)行監(jiān)測。3、 成井可根據(jù)施工場地條、土質(zhì)條件和孔深要求，擬采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔，用比重為1.31.5的泥漿護(hù)壁，孔口設(shè)置護(hù)筒，以防孔

5、口坍方，并在一側(cè)設(shè)排泥溝、泥漿坑。為防止井底有些砂石等沉淀在井底，鉆孔深度應(yīng)比設(shè)計深50cm。4、 清孔并回填砂墊層一般情況下，為減少對水泵的磨損、不便泵堵塞，根據(jù)鉆孔后的返漿中所含的泥砂、雜物的多少和大小等，決定是否進(jìn)行清孔。清孔時，用通風(fēng)管把壓縮空氣洗送入井底，反復(fù)上下吹風(fēng)，用潛水泵及時的抽出混濁的泥漿。需要時停止通風(fēng)，再次或多次向井內(nèi)加純泥漿，用同樣的方法進(jìn)行置換，直到?jīng)]有大量泥砂、雜物等要求。(壓力為 0.8MPa，排氣量為12m3min)。清孔后，回填井底厚50cm的中砂墊層?？捎玫跬跋路派白?。5、 吊放鋼筋籠濾水管吊放濾水管時，將預(yù)先制作好的濾水管用吊車分段下設(shè)，分段焊接牢固，直下

6、到井底。井管安放應(yīng)力求垂直并位于井孔中間；管頂部比自然地面高300mm左右。鉆 孔鉆機(jī)就位挖井口、安護(hù)筒放線定位回填井底砂墊層吊放井點管井管與孔壁間填碎石濾層濾水管鋼筋籠制作井管頂部與孔壁間填粘土封閉洗井設(shè)置水泵水泵試抽水正常抽水測量觀測井中底下水位變化使用結(jié)束拔除井管封堵井孔圖三 降水施工工藝流程圖6、 回填碎石過濾層濾水管下入后，及時在井管與土壁間填充碎石過濾料。碎石過濾料必須符合級配要求，雜質(zhì)含量不大于3。不得用裝載機(jī)直接填料，應(yīng)用鐵鍬下料，以防填層不均勻和沖擊井管，填濾料要一次連續(xù)完成，并在井的四周均勻向下投放。填到井口下1m左右，上部采用不含砂石的粘土封口。7、 洗井井管周圍填砂濾料

7、之后，安設(shè)水泵之前，應(yīng)按規(guī)定先清洗濾井，沖除沉渣。一般采用壓縮空氣洗井法，其原理是當(dāng)壓縮空氣通到井管下部時，井管中變成氣水混合物密度小于1，而井管外的泥水混合物密度大于1，這樣管內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，井管外的泥水混合物，在壓力差作用下流進(jìn)管內(nèi)，于是井管內(nèi)就變成氣、水、土三相混合物，其密度隨摻氣量的增加而降低，三相混合物不斷被帶出井外，濾料中的泥土成分越來越少，直至清洗干凈。當(dāng)井管內(nèi)泥砂多時，可采用“憋氣沸騰”的辦法，即采取反復(fù)關(guān)閉、開啟管上的氣水土混合物的閥門，破壞井壁泥皮。在洗井開始30min左右及以后每60min左右關(guān)閉一次管上的閥門，憋氣23min，使井中水沸騰來破壞泥皮和泥砂與濾料的粘結(jié)力，

8、直至井管內(nèi)排出的水由揮變清，達(dá)到正常出水量為止。洗井應(yīng)在下完井管，填好濾料，封口后8h內(nèi)進(jìn)行，一氣呵成，以免時間過長，護(hù)壁泥皮逐漸老化，難以破壞，影響滲水效果。8、 安裝抽水機(jī)并及控制電路安裝前，應(yīng)先檢查井管內(nèi)徑、垂直度、是否符合要求。并對泵本身和控制系統(tǒng)作一次全面細(xì)致的檢查。檢驗電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，各部位螺栓是否擰緊，潤滑油是否加足，電線接頭的封口有無松動，電線先有無破壞折斷等情況，然后在地面上轉(zhuǎn)35min，如無問題，方可投入使用。深井內(nèi)安設(shè)潛水泵，可用繩索吊入井管下部。帶吸水鋼管的應(yīng)用吊車放入，上部應(yīng)與井管口固定。設(shè)置深井泵的電動機(jī)座應(yīng)安設(shè)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向嚴(yán)禁逆轉(zhuǎn)(宜有擬止閥)，防止轉(zhuǎn)動軸解體。潛

9、水電動機(jī)、電纜及接頭應(yīng)有可靠絕緣。9、 試抽水深井泵在運(yùn)轉(zhuǎn)前，應(yīng)用清水預(yù)潤（清水通入泵座潤滑水孔，以保證軸與軸承的預(yù)潤）。檢查電氣裝置及各種機(jī)械裝置，測量深井的靜、動水位。達(dá)到要求后，即可進(jìn)行試抽，一切滿足要求后，再轉(zhuǎn)入正常抽水。10、 降水完畢拆除水泵、拔出井管、封井降水完畢后，即可拆除水泵，用吊機(jī)等起重設(shè)備拔除井管。拔出井管所留的孔洞用砂礫或細(xì)石混凝土填實。四、深井井點降水注意事項1、 地下水下降后，就必然會造成地基的固結(jié)沉降，由于降水漏斗不是平面，因而產(chǎn)生的沉降也是不均勻的。同時，由于地下水的損失，地層中因增加附加應(yīng)力，影響范圍的建（構(gòu)）筑物因不可避免的發(fā)生變形，以下方法進(jìn)行防治。11在

10、沉降不易控制的建筑物旁邊施做回灌井點的方法，使地下水位保持不變，以求鄰近建筑物的沉降達(dá)到最小程度?；毓嗑鐖D四所示?；毓嗑c的布置和管路設(shè)備等與抽水井點相似，僅增加回灌水箱、閘閥和水表等少量設(shè)備?；毓嗑c的濾管長度應(yīng)大于深井井點的濾管深度，通常大于22.5m。 本次降水中應(yīng)的金田立交橋正對刀盤前降水井的橋墩和濱河大道南側(cè)住宅房前各設(shè)一處回灌井。圖四 回灌井示意圖12降水時應(yīng)減緩降水速度，均勻出水，一定防水土粒帶出。降水時應(yīng)隨時注意抽出的地下水是否有混濁現(xiàn)象。及時更換濾網(wǎng)和回填的砂濾料。13井點應(yīng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，盡量避免間歇和反復(fù)抽水，以減小在降水期間引進(jìn)的地面沉降量。2、 井點供電系統(tǒng)應(yīng)采用雙線路，防止中途停電或發(fā)生其他故障，影響排水。必要時設(shè)置能滿足施工要求的備用發(fā)電機(jī)組，以防止突然停電，造成水淹基坑。3、 潛水泵在運(yùn)行時，應(yīng)經(jīng)常觀測水位變化情況，檢查電纜線是否和井壁相碰，以防磨損后水沿電線芯摻入電動機(jī)內(nèi)。同時，還須定期檢查密封的可靠性，以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。五、質(zhì)量保證措施1、井點濾水管在運(yùn)輸、裝卸和堆放時應(yīng)防止濾網(wǎng)損壞，下入井點孔前，必須對濾水管逐段檢查，保證濾網(wǎng)完好。2、降水設(shè)備的管道、部件和附件等在組裝前，必須檢