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1、1 南水北调中线一期工程天津干线工程廊坊市段工程TJ4-3 标降排水施工专项方案合同编号： ZXJ/SG/TJD-006批准 : 校核 : 编写 : 中水五局南水北调天津干线TJ4-3 项目部二一年四月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - 2 1、编制依据1.1、 南水北调中线一期工程天津工程西黑山进口闸至有压箱涵段、保定市2 段、廊坊市段工程第三施工标段招标文件 ，合同编号： ZXJ/SG/TJD-006 。第一卷
2、 商务文件第二卷 技术条款第三卷 招标图纸1.2、工程现场勘察调研资料。1.3、 廊坊市段工程TJ4-3 标施工技术要求（水工部分） 1.4、 地基处理手册、 建筑施工计算手册2、工程概况南水北调中线一期工程天津干线廊坊市段TJ4-3 标段（ XW99+897 XW111+600 ） ，标段长度 11.703km，标段主要建筑物为3 孔 4.4m4.4m 有压输水钢筋混凝土箱涵，标段内还有各种建筑物17 座，其中：通气孔5 座、分水口 1 座、小型倒虹吸 5 座、小型公路涵 4 座、保水堰 1座、王泊排干倒虹吸1 座。主要建筑物特性：1）有压输水钢筋混凝土箱涵，共长10.723km，为 3 孔
3、 4.4 4.4m 钢筋混凝土箱涵，基底高程为 EL-2.725mEL-4.264m，地面高程在 EL.5.00m 左右；2）通气孔 5 座，为 3 孔井式结构，顶面高程EL.12.04mEL.10.85m；3）河渠交叉建筑物共6 座，其中大型倒虹吸1 座，为王泊排干倒虹吸，布置和结构型式与箱涵相同，基底较普通箱涵下降深度为1.0m2.0m；4）渠头村北 7#保水堰 1 座，基底高程为 EL.-5.20m ；5）公路交叉建筑物为小型公路涵，共4 座，布置和结构型式与箱涵相同； 6）分水口 1 座，为永清县西辛庄西分水口。3、工程地质3.1 工程地质条件（1）地质地貌TJ4-3 标位于广阔的河北
4、冲积平原当中。地面高程5.64.9m，平均坡降 0.1，局部受河流影响稍有变化。其间分布有行洪排涝河渠、灌渠共有6 条。本标段位于龙江渠南 8085m，基本沿龙江渠展布。 该标段处龙江渠堤顶高程7.26.9m，渠底高程 2.51.7m，龙江渠上口宽约50m，渠底宽约 10m，渠道岸坡 1：3。（2）地层岩性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - 3 本标段分布的地层均为第四系松散堆积物，由老至新简述如下：1）全新统下段
5、（ Q14）冲积（ alQ14）堆积：勘探深度范围内以浅黄、桔黄色壤土、粘土为主，局部夹砂壤土、砂土透镜体。顶板埋深一般12.014.0m 。2）全新统中段（ Q24）冲积（alQ24）堆积：以灰黄色 黄灰色壤土、砂壤土为主，粘土次之，含锈斑，局部含钙质结核，该层厚度一般3.07.0m ，顶板埋深一般58.0m 。仅在桩号XW107+150XW107+900下部出现砂层， 砂层厚度一般 1.0m5.0m 。下伏 Q14冲积层。湖沼（ 1+hQ24）堆积：由灰黑色、灰绿色、灰黄色等粘土、淤泥质粘土组成，壤土次之， 含锈斑及有机质， 可见小的平卷螺和尖脐螺。 一般层厚 3.04.0m。顶板埋深一般
6、 2.03.5m。该层分布连续。3）全新统上段（ Q34）冲积（ alQ34）堆积：岩性以黄褐色、 、灰黄色粘土为主，淤泥质粘土次之，局部分布砂壤土及壤土透镜体。该层厚度一般2.23.5m。最大厚度 5.2m。该层中的淤泥质粘土一般厚度为1.01.5m，最大层厚4.0m，分布于粘土层的底部， 分布桩 号为：XW102+050XW103+025 、XW103+225XW105+040 、XW105+330XW105+750、XW111+135XW111+600。人工堆积（ rQ） ：岩性以壤土、砂壤土为主，夹少量粘土。主要分布于人工渠道两侧堤岸及路基。3.2 工程地质资料根据招标文件工程地质条件
7、，本标段工程区地下水为第四系孔隙潜水，主要赋存于第四系全新统粘性土地层中。土层为粘土、壤土、砂壤土为主，局部有砂层，大多为弱中等透水土体。招标文件工程地质资料分别给出了本标段1995年 4月及 2003年 8月的地下水位，其中 1995年 4 月地下水位平均高程EL4.10m ， 2003年 8 月地下水平均高程EL-1.33m。招标文件技术条款1.1.3项所述， “根据调查资料，工程区地下水位的年内变化受年降雨量、蒸发量、地表水径流量的共同影响，水位变幅平均值为1.32m。由于近10年来降水量偏少、地表径流量减少，加之农业用途的地下水的开采量逐年增加，使得地下水总体呈逐年下降的趋势。 ”名师
8、资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - 4 本标段各土层，大多为弱中等透水土体，透水能力较差。详见表3-1。表 3-1 各土层渗透系数及渗透性分级表时代成因土层名称渗透系数（ K ）渗透性等级cm/s m/d alQ34淤泥质粘土3.84*10-50.033 弱透水粘土5.49*10-50.047 弱透水壤土3.73*10-40.32 中等透水砂壤土5.87*10-40.51 中等透水alQ24粘土3.5*10-5003
9、弱透水壤土4.52*10-50.04 弱透水砂壤土5.29*10-50.05 弱透水粉砂7.67*10-50.66 中等透水细砂1.62*10-51.41 中等透水1+hQ24淤泥质粘土2.92*10-50.025 弱透水粘土2.83*10-50.024 弱透水壤土3.38*10-50.029 弱透水注：表格内渗透系数值（k）是室内与室外（试坑渗水实验、钻孔注水实验）渗透系数的平均值。4、投标阶段降排水方案我部在投标时查询了廊坊市2003 年以来年降水量和平均地下水位变化情况，除2008 年外，年降水量均少于常年值，经查廊坊水文公报，2000 年 5 月底平均地下水位在地面以下 5.50m，
10、2009 年 5 月底平均地下水位在地面以下9.79m。1995年至 2003年，8 年间本标段地下水位平均下降5.43m，到本标段主施工期2010年、2011 年又经过 7、8 年，在投标阶段估计即使地下水位下降速率减少一半，也会下降到 EL-4.00m。这个估算值和廊坊市2009年 5 月底平均地下水位在地面以下9.79m是一致的。本标段箱涵建基面高程为EL-2.69m-4.28m，其纵坡为 1/16000，有倒虹吸等建筑物时箱涵建基面高程降低约为2.0m。因此，在投标阶段本标段上游部分地下水位在普通箱涵建基面面以下，不需要降排水措施就可以干场施工；下游部分地下水位高出普通箱涵建基面以上1
11、.0m 左右，可以采用在基坑两边侧开挖排水沟和集水井组成的地表排水系统进行降排水；在倒虹吸等特殊建筑物部分采用管井井点降排水。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - 5 5、降水方案调整我部中标进场后，于 2009年10月对沿线的地下水进行了挖坑实测， 除 XW99+897 XW100+475 段地下水位低于或接近箱涵建基面外，自XW100+475 下游地下水位逐渐上升至 EL2.90m左右，比 2003年 8 月地下
12、水位还高约4.0m，针对普通箱涵投标阶段采用的在基坑两边侧开挖排水沟和集水井组成的排水系统降排水方法已无法满足工程实际施工需要。 根据其它工程施工经验及相关资料，本标的排水方案调整为管井井点降排水。6、降排水设计6.1 、管井布置根据本标段基坑开挖标准断面形式，经过初步计算， 本标段拟采用管井井点排水法进行降排水，计划在两侧马道上各设一排管井，造井深度为18.0m ，造井间距为10-15m 。基坑地下水经管井抽排至施工便道北侧的排水沟内，而后从北侧的排水沟集中抽排至龙江渠中。6.2 、管井复核计算根据合同文件可知，本工程地下水为第四系孔隙潜水，含水层厚度较大，主要受降雨补给。 在进行涌水量计算
13、时， 参照均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算公式进行计算。管径井点布置及降排水影响示意图如图1 所示。5650抽水影响半径R=5.43.0龙江渠堤180003.6500输水箱涵中心线17500i=1/108800S20700H有效带深度176506500S1000排水沟图 1 管井井点布置及降排水影响示意图涌水量计算公式如下：Q：涌水量m3/d r：为井半径取 0.15m k：无压透水层的渗透系数m/d 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - -
14、- - - - - - - 6 R：抽水影响半径m S：水位降低值m X0：基坑假想半径m A：管井包围基坑面积m2H0：含水层厚度m、地下水位降落计算深度S 的确定：S=6.0+0.5=6.5m 、井深确定井的埋设深度一般按经验公式H=h1+h+iL+I+ H+H2选定。式中h1 为井口到基坑底的距离h1=6.0m h 为基槽中心处地下水位到基坑底的安全距离一般选h=0.5m 。i 为基坑内地下水位线降落坡度一般选 i=1/10 L 为基坑中心到井中心的距离L17.5m I 为井身计算透水长度一般选 I2.0m H 为安全保证值H=3m. H2预淤积深度H2=4.5m H=h1+0.5+iL
15、+I+ H+ H26.0+0.5+0.1*17.5+2+3+4.5=18.0m 、有效带深度 H0的确定：H0=1.8（S+l）=19.4m 、抽水影响半径的确定：据合同文件提供施工区含水层主要为壤土层，局部为砂壤土层及粘土， 选择最大渗透系数进行计算：渗透系数为0.10m/d 。抽水半径计算公式：R=1.95s0H * k其中：为渗透系数，取 0.10m/d ；S 为基坑水位降深，取6.5m；H0为含水层厚度，取19.4m ；经计算，抽水影响半径为17.65m 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -
16、 - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 7 、基坑假想半径X0的确定：渠道两侧，两排井轴线距离35m，很长渠道同时排水，取35m 长一段计算涌水量，因两端头无地下水，所以计算出的涌水量的一半为35m 长渠道的涌水量。03.14Ax =19.75m 、涌水量计算：=103.4m3/d dmQ/7.5123、单井涌水量计算：经类似工程施工经验及现场实测，单口管井初期排水量为20m3/d，后期排水量10m3/d。、管井数量计算：n=1.1 Q/q4 个在 35m 长渠道上需布置 4 孔管井，即孔距15.0m 左右，在有砂层、砂壤土层出露的渠段，为保证边
17、坡稳定，防止流砂、管涌和坍塌的现象发生，加密管井，孔距缩小到 10m 左右。考虑到管井影响半径及相互交叉影响的实际情况，上述验算基坑设置的管井可以满足降水要求。为此，综合本标段所有箱涵，管井间距设置1015m ，内径 300mm ，深 18m。经复核，上述管井设计可以满足合同文件显示地层条件的施工降水要求。7、降排水施工7.1 、管井施工在表层土开挖到马道平台后，用回转钻机造孔，原土造浆固壁，达到深度后清孔换浆， 内径300 无砂混凝土井管安装， 在井管下半部外壁包一层200g/m2的土工布，井管安装后在井管外壁和孔壁之间回填滤料，填料至距地面2m，上面 2m 采用粘土回填密实，然后洗井，安装
18、潜水泵。降排水是本工程的重要工序，必须进行严格管理与控制。为保证降水效果，降水井施工前项目部已对本标段施工降水进行了现场试验，检测，根据降水试验效果调整名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - 8 了抽水泵的功率，初步安排管井里布设1.1KW潜水泵。管井构造详见图2。基坑底面高程A 300滤管过滤料粘土封口沉淀区原地面图 2 井管构造示意图7.2 、管井降水施工工艺1）施工工艺放线定位钻机就位钻孔清孔换浆井管安装填滤料洗
19、井安放潜水泵抽水。2）施工方法（1）施工准备施工现场做好“三通一平” ，满足设备进、出场，备齐滤料、管材、抽水设备及排水系统。（2）钻机就位钻机就位要平整，导向架立起时稍有偏离，并保证钻头下落时落在井中心，同时井机支腿要落在实处，并保证其牢固。（3）成孔依据所定井位就位成孔，采用原土造浆，经常向井内补充清水，始终保证井内充满泥浆，防止井壁塌方。（4）清孔钻孔完毕，应立即向井内放置潜水泵清孔，潜水泵放置在井的底部，抽出井内泥名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 1
20、3 页 - - - - - - - - - 9 浆，以防止井内淤泥积沉井底。清孔过程中，随着井内水位下降，不断向井内注入等量清水，确保井内满水，直至抽出比重为1.05 的泥浆为止，停止抽水，测量井深，井深不足，必须复钻，重新清孔，直至达到设计井深为止。（5）安装井管成孔后马上下管， 防止井孔塌孔。下管前，选择坚固无裂缝的无砂管下在最低处。利用导向架将井管一根根放进孔内，直至设计深度，要求井管露出地表20cm左右。（6）填滤料井管下入后立即填入滤料。 井管与井壁之间填充的滤料必须一次完成，滤料沿井孔四周均匀填入并捣实，掌握回填速度，避免中部架空。洗井后如滤料下沉量过大，应做好补填工作。滤料采用0
21、.20.5cm 的干净石硝，填料至距地面2m范围，上面 2m采用粘土回填密实。（7）洗井洗井工作必须在下管填料后及时进行，井内的沉渣厚度不得超过20cm 。（8）安放潜水泵用两根 8#铁丝固定潜水泵电机位置，将水泵缓缓放入距井底0.5m 高的地方，井口横一钢管，通过8#铁丝将潜水泵固定于钢管上。7.3 、管井降水方法管井造井完成后开始下泵，根据现场实测确定管井内安装潜水泵功率为1.1KW 、3.0m3/h、扬程 45.0m。马道以下土方开挖前15 天左右开始抽水，连续保持井内低水位，降水降至建基面以下0.5m，从而保证干场施工作业。降排水过程中潜水泵出水管采用50 胶管，放在边坡上，将地下水排
22、放到基坑外侧的排水沟内，然后采用接力的方式将排水沟内的地下水抽排至龙江渠内。抽排水期间， 要昼夜专人值班， 见水就抽， 始终保持井内处于低水位状态。这样，水才能源源不断的向井管内渗流。降水过程中，要定时测量观察井水位降深。抽水 10 天后通过观察井测量降水漏斗的水位是否符合施工降水的要求，再决定是否进行土方开挖，在土方开挖过程中继续降水，使水位始终在建基面以下不少于50 cm。针对特殊建筑物地段，降排水管井深度将根据实际施工情况加深，加密。降排水方式同普通段基槽降水。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理
23、- - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 10 7.4 、其他降排水辅助方法根据现场实际情况，在开挖建基面两侧设0.5m0.5m 的排水沟，每隔30m 设一集水坑，集水坑尺寸为1.0m1.0m 1.0m，使坡面渗水和基底水流汇集于集水坑内，集水坑内放置2.2KW 水泵抽水，从而将地下水抽排至基槽外侧的排水沟内，基槽外侧的排水沟布置于开挖基槽的北侧，紧靠龙江渠，初步设计排水沟底宽1m、顶宽 2m、深 1m，排水沟内铺设塑料布，每100m 设置一集水坑，集水坑内放置一台5.5kw 的潜水泵将水集中排放至龙江渠中。管井停止抽水后， 在成型箱涵两边侧地下
24、水抽排改成明沟排水，明沟排水采用功率为 2.2KW 的潜水泵抽排，根据实际施工情况进行安排明排潜水泵个数。明沟排水同样将明排水排至基槽外侧的排水沟内，从而排至龙江渠中。成型箱涵外观验收后， 土方回填开始前将箱涵两侧的明水抽完，并撤出明排水泵。7.5 、管井施工技术要求（1）钻井达到设计深度后，立即冲洗泥浆，减少沉淀，并立即下管，注入清水，稀释泥浆比重接近1.05 后，投入滤料，严禁井管强行插入坍塌孔底，滤料填至地下水位以上。（2）由于降水管井分布集中，连续钻进，应及时进行清洗，不应搁置时间过长或完成钻探后集中洗井。（3）在基坑中心、最远边侧、井间分水岭和基坑底任意部位，实际降水深度应等于或深于
25、设计预测的降水深度，并应稳定24 小时。（4）降水期间应对抽水设备和运行情况进行维护检查，每天检查不应少于3 次，并应观测水泵的工作压力、电动机、水泵温度、出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处于正常运行状态。（5）注意保护井口，防止杂物掉进井内，经常检查排水设施，防止渗漏。（6）发现基坑出水、涌砂，应立即查明原因，组织处理。（7）应准备备用电源，当发生停电时，保证正常降水。8、降水事故处理措施（1）降水井涌砂处理措施：一旦发生涌砂现象，立即更换滤料和纱网，一是防止流砂的进入；对于已成井点，只需将泥浆洗出后，暂停洗井，以免涌砂造成井口周围地面塌陷，甚至影响周边地层的稳定，当其他井点地下
26、水位大幅度下降后，再重新进行洗井，此时由于水位降低，水压力减小，进入井中的流砂会大幅减少，洗井后用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - 11 于抽水的井点保持继续抽水，以免停止抽水后扰动砂层，造成井孔重新涌砂。（2）水位不下降现象处理措施：在降水井施工完成后实施抽水作业后，若降水水位达不到设计水位时， 可重新进行洗井或更换排水能力更大的水泵。当重新洗井或换泵后仍然达不到要求时，可在附近增设降水井点，并根据先前施工时
27、采取的数据，在后续施工的降水井施工时调整参数，增深降水井深度。（3）基坑管涌、流砂现象处理措施：当基坑内出现较严重的管涌或流砂现象时，立即停止基坑开挖及降水， 对此部位采用打钢管桩及堆码编织袋的形式进行处理，编织袋内将级配碎石做反过滤料。9、施工质量安全保证措施9.1 、质量保证措施（1）施工技术人员要对降水井孔位、孔径、垂直度进行检查，确保每眼降水井位置都符合设计要求。（2）在成孔安装砂管之前，通知质检人员对孔底标高、尺寸、土质进行检验，合格后迅速封底，如发现特殊地质情况时，立即上报技术人员研究处理。（3）在砂管安装完后，立即进行洗井作业，达到设计及降水施工规范要求方可结束洗井作业。（4）质
28、检员要求对降水井施工的每道工序进行检查，严格监督施工人员按技术交底要求，设计要求及施工规范要求进行施工。9.2 、安全、文明及环保措施（1）根据施组和工程实际情况，编制安全操作规程、细则，并制定切实可行的安全技术措施，分发至班组、组织逐条学习，落实，所有工人在进场作业前必须严格进行“三级”教育。（2）每一工序开工前，做出详细的施工方案和实施措施，及时做好施工技术及安全工作的交底，并在施工过程中督促检查。（3）为施工人员配备齐全的安全生产用品（安全帽、绝缘鞋、绝缘手套、防护口罩）所有施工人员必须戴安全帽，特殊工种按规定带好防护用品。（4）降水井施工在结构施工围挡范围内的做好统筹安排，避免相互干扰
29、，按照场地内文明施工要求组织施工。（5）用于降水井施工的线路架设，不得使用裸导线。临时敷设的电线路必须安设绝缘支撑物。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - 12 （6）降水井作业场所和临时安全疏散通道保持24小时安全照明和警示标志。（7）降水井施工前先人工挖深沟复查地下构造物，如地下电缆、光缆、给排水管道等的埋设深度及走向， 并采取相应的措施进行保护，降水井施工中如发现危机到地下构筑物、地面建筑物或有危险品、文物时
30、，立即停工施工，待处理完毕后施工。10、工程量统计针对本标段管井井点排水及明沟排水预估发生的工程量见下表10-1， 具体结量以实际发生量计算。表 10-1 工程量统计表序号项目名称单位工程数量备注1 管井造孔2500 孔18m每孔2 开挖排水沟m318000 3 堆码编织袋m35400 4 钢管桩根5600 2m每根11、施工资源配置降排水施工过程中主要施工机械及物资投入见表11-1、11-2 表 11-1 拟投入的主要施工机械、物质计划表序号名称单位数量备注1 回转钻机台20 2 水泵（ 1.1KW）台1200 3 水泵（ 5.5KW）台120 4 水泵（ 2.2KW）台200 5 塑料布m
31、246800 6 反 铲台4 7 排水管（ 8” ）m 36000 8 200 钢管m 600 9 配电柜个120 10 电缆 120mm2m 11700 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - 13 表 11-2 拟投入的主要人员配置计划表序号工种数量（人）备注1 高级管理人员4 2 一般管理人员8 3 司机20 4 普工20 合计52 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -