1、 I *项目 降 水 井 施 工 方 案 编制 ： 审核 ： *集团股份有限公司 2014 年 5 月 25 日 II 目 录 1 工程概况 . - 1 - 2 设计方案编写依据 . - 1 - 3 场区工程地质与水文地质条件 . - 1 - 3.1 工程地质条件 . - 1 - 3.2 水文地质条件 . - 4 - 4 降 水井数量布置 . - 5 - 4.1 疏干井的数量 . - 5 - 4.2 降压井、观测井的数量 . - 5 - 5 施工工艺及技术要求 . - 5 - 5.1 工艺流程 . - 5 - 5.2 设备选型 . - 6 - 5.3 施工技术要求 . - 6 - 6 封井方案
2、 . - 8 - 6.1 封井原则 . - 8 - 6.2 封井方案 . - 8 - 7 保证措施 . - 13 - 7.1 质量保证措施 . - 13 - 7.2 工期保证措施 . - 14 - 7.3 安全保证措施 . - 15 - 8 附图 . - 18 - 附图一 杭州武林地下商城 降水井平面图 附图二 地质剖面图 附图三 降水井结构图 - 1 - 1 工程概况 承压 降水井为减压井，深入基底下承压水隔水底板顶以下 1.50m， 井径 800mm，井深 4143m，井管 采用 273mm 4mm 焊接 钢管，侧壁设置梅花孔 (25100)。潜水井为疏干井，深入基坑底下 4m， 井径 8
3、00mm，井深 2832m， 采用 273mm 3mm焊接 钢管，侧壁设置梅花孔 (25100)。 详见附图 降水井结构图。 2 设计方案编写依据 1) 围护结构布置图； 2) 详细勘察报告； 3) 供水水文地质勘察规范（ GB50027-2001）； 4) 供水管井设计施工及验收规范（ CJJ10-86）； 5) 建筑与市政降水工程技术 规范（ JGJ/T111-98）； 6) 可研报告； 3 场区工程地质与水文地质条件 3.1 工程地质条件 根据野外勘探结果，场地浅部土层主要为为海相沉积的软土，中部为河流湖相、海相和冲洪积相沉积的粘性土、砂性土和碎石类土，基岩为白垩系的泥质粉砂岩、侏罗系的
4、凝灰岩。 依据钻探取芯描述、结合室内土工试验、静力触探等原位测试试验，地基土依其沉积年代、成因类别和强度特征可分为 12 个工程地质层，细分为 25 个工程地质亚层，现将各岩土层的岩性特征自上而下描述如下： 1 -1 层：杂填土（ mlQ） 杂色 ，松散，稍湿。主要成分为碎块石、混凝土、三合土等，含量一般大于 30%，径大小不均一，一般 2.00 15.00cm为主，下部含量变少，粘性土含量变高。全场分布。 1 -2 层：淤填土（ mlQ） 灰色深灰色，松软（软塑流塑），湿。主要成分为淤泥混少量碎砾石、碎砖、碎混凝土等，含量一般小于 20%，径小于 3.00cm。局部含少量粘性土。大部分地段分
5、布。 - 2 - 2 -1 层：粉质粘土（ l-hQ42） 黄灰色灰色，软塑可塑，饱和。含氧化斑，局部粉性稍强，性质近粘质粉 土状。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。局部地段分布。 2 -2 层：粘质粉土（ l-hQ42） 黄灰色灰色，稍密，局部呈中密状，饱和。含云母片，粘粒含量稍高，局部为粉质粘土含少量砂质。摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。局部地段分布。 3 层：淤泥质粘土（ mQ42） 灰色，流塑，饱和。局部夹少量粉土薄层。无摇振反应迅速，有光泽，干强度中等，韧性中等。全场分布。 5 -1 层：淤泥质粉质粘土夹粉土（ mQ41） 灰色，流塑，饱和。含少量有机质和腐植物
6、，夹较多粉土薄层，局部粉土富集，含少量贝壳碎屑。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。全场分布。 5 -2 层：淤泥质粉质粘土（ mQ41） 灰色，流塑，饱和。含少量有机质和腐植物，局部夹少量粉砂或粉土薄层，含少量贝壳碎屑。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。全场分布。 6 -1 层：粉质粘土夹粉土（ al-lQ32） 灰黄，局部夹青灰色，可塑，饱和。含较多氧化斑，夹 30%左右粉土薄层，厚层0.20 0.50cm。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。局部地段分布。 6 -2 层：粘土（ al-lQ32） 粟黄色，硬可塑，饱和。含较多氧化斑和结核，性质较好，为超固结土，可
7、见少量竖向裂纹。无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。全场分布。 7 层：粉质粘土（ mQ32） 灰色，软塑，饱和。含少量腐植物，偶含砂。无摇振反应，稍有光泽，干强中等，韧性中等。部分地段分布。 8 -1 层：粉质粘土（ alQ32） 灰绿色，褐灰色，青夹黄，可塑， 饱和。质不均一，局部粉砂含量较高。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。大部分地段分布。 8 -2 层：粉砂（ alQ32） 色较杂，以绿灰色、浅灰色、灰黄夹绿色为主，中密，饱和。主要成分为长石、石英，云母次之，含少量砾，局部含砾达 30%左右。局部分布。 9 层：粘土（ mQ32） - 3 - 灰色，褐灰色，软塑可塑，饱和
8、。局部含少量砂质，含少量腐木屑。无摇振反应，有光泽，干强高，韧性高。局部地段分布。 -1 层：粉质粘土（ al-lQ31） 浅灰色，绿灰夹黄色，肉红夹青，可塑，饱和。粉粘含量较高，局部以粉砂为主。无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。局部地段分布。 -2 层：粉砂（ alQ31） 色较杂，以浅灰色、绿灰色为主，中密，饱和。质不均一，主要成分为长石、石英，云母次之，含少量砾，局部含砾 10 30%。局部地段分布。 -3 层：圆砾（ al-plQ31） 色较杂，以灰黄、青灰色为主，中密密实，饱和。砾石一般以圆形 -次圆形为主，成分以石英砂岩、凝灰岩为主，砾径 一般为 0.50 3.00cm，
9、少量大于 6.00cm。含量 4055%不等。钻进时钻机跳动明显，伴有声响。大部分地段分布。 层：粘土（ mQ31） 灰褐色，青灰色，可塑，局部软塑，饱和。无摇振反应，有光泽，干强度高，韧性高。个别地段分布。 -1 层：全风化泥质粉砂岩（ K1c） 灰绿色夹紫红色，岩性风化成土状及砂砾状，钻进平稳，干钻可以钻进。手易捏碎，具塑性。局部分布。 -2 层：强风化泥质粉砂岩（ K1c） 紫红色， 岩性风化强烈，岩芯呈柱状，手易折断。钻进平稳，干钻可以钻进。 -3 层：中风化泥质粉砂岩（ K1c） 紫红色，岩芯呈碎块或短柱状，机械破碎严重，属极软岩，含少量砾，遇水易软化。局部分布。 -1 层：全风化凝
10、灰岩（ J3） 灰绿色为主，局部混紫红色，岩石风化成土夹砂砾状，钻进平稳，干钻可以钻进。砾手易捏碎，灰绿色多为火山灰成分。大部分地段分布。 -2a 层：强风化（绿色）凝灰岩（ J3） 灰绿色，多夹紫红色，岩石风化强烈 ，岩芯呈碎块状、柱状，岩芯取出后失水易开裂。成分以火山灰为主。小刀易刻划，小刀易刮成微细粉末状。有滑感。干钻难钻进，三翼钻钻进时易“糊钻”。主要分布于场地西北角，杭州大厦附近。 -2b 层：强风化晶屑熔结凝灰岩（ J3） - 4 - 棕红夹少量灰绿色，岩芯呈短柱状与碎块状，手不能折断，锤击易碎，可见晶屑和少量角砾。火山灰含量少。干钻难钻进。大部分地段分布。 -2c 层：强风化凝灰
11、岩（ J3） 灰绿夹灰，少量棕红色，岩石风化强烈，火山灰含量高，小刀易刻划，有滑感 ，岩芯取出后多呈短柱状和碎块状，易开裂，风化不均一，夹较多中风化岩块。干钻不能钻进，三翼钻钻进时易“糊钻”。主要分布于场地西北角杭州大厦附近。 -3 层：中风化晶屑熔结凝灰岩（ J3） 棕红色，岩石呈大块状，岩芯取出时多呈碎块或短柱状。岩质致密坚硬，性稍脆，凝灰质结构，块状构造，熔结程度低。岩芯裂隙稍发育，多呈张性，节理裂隙面多见石英薄片。钻探揭示该层从北往南方向性质趋好。大部分地段分布。 3.2 水文地质条件 场地地下水主要为第四系松散岩类孔隙水、孔隙性承压水和基岩裂隙水三大 类。 （ 1）孔隙性潜水 存在于
12、本工程场地浅部地层的地下水性质属松散孔隙型潜水，主要赋存于 1 层填土、 2 层粘质粉土和淤泥质粘土夹粉土中，水量较小，联通性稍好。详勘期间在勘探孔内测得地下水位埋深在现地表下 2.50 5.00m，相当于 85 国家高程的 1.20 3.37m之间。 （ 2）承压水 场地中部为微承压水，主要赋存于 -1 层粉粉细砂、 -2 层圆砾。 其含水层顶标高为 -34.19-30.83m，含水层厚度为 0.65.9m，地下水水量丰富（单井开采量约10003000m3/d），联通性好 。主要受同层侧向地下水补给。地下水水位较为稳定。本次勘察 Z18 号孔测得承压水含水层（粉细砂、圆砾层）水头埋深约在地表
13、下 6.25mm，相当于高程 0.58m，承压水头 34.75m。 （ 3）基岩裂隙水 场地深部为基岩裂隙水，主要赋存于风化基岩的裂隙之中，通过钻探时揭示，该场地内基岩泥质、凝灰质含量高，风化裂隙不甚发育，相对上部微承压水而言为隔水层，地下水水量极小，地下水联通性极差，其主要受上部微承压水补给，水位稳定。 其对工程建设和使用基本无影响。 - 5 - 4 降水井数量布置 4.1 疏干井的数量 本基坑场地地下水主要为孔隙潜水，其中孔隙潜水主要赋存于 1 -1 杂填土、 3 层淤泥质粉质粘中。 1 -1 杂填土，松软，由软 -可塑状粉质粘土组成，夹碎块，表层局部夹植物根茎，厚度不均，富水性一般，透水
14、性一般。 3 层淤泥质粉质粘土，厚度较大，富水性差、透水性差；主要受大气降水及地表水影响，以大气蒸发和向低洼处排泄为主。 采用围护明挖 法施工时，需要及时疏干开挖范围内土层中的地下水，降低围护范围内基坑中的地下水位，保证基坑的干开挖施工的顺利进行。因此，开挖基坑前，需要布设若干数量的疏干井，对基坑开挖范围内土层含水进行疏干。 坑内降水井数量 经验 计算公式： n = A / a 井 式中： n 基坑内降水井数量 (口 )； A 基坑面积 (m2)； a 井 单井有效降水面积 (m2)； n = A / a 井 =25442.35/334 76（口）。 根据本地区工程经验，本工程基坑内土体含水量
15、较大，渗透性较差，加之基坑进行加固处理，拟布置口真空疏 干井，基坑开挖时，必要时可通过明排措施进行疏干降水。 4.2 降压井、观测井的数量 根据场地工程地质条件，尤其局部分布第 -2 层粉砂层，拟在基坑内布置 16 口减压井，坑外 5 口减压观测井。 考虑地下连续墙的止水一般很难起到彻底的止水作用且承压含水层的渗透系数大、水量丰富，渗漏可能导致承压水水头恢复到初始状态。因此，在进场后进行专项抽水试验，确定降水目的层参数、水位等，对基坑降水方案进行调整或优化，并最终确定本工程承压水的减压井具体工作量。 5 施工工艺及技术要求 5.1 工艺流程 成孔施工机械设备选用 GPS-10 型工程钻机及其配
16、套设备。采用正循环回转钻进泥- 6 - 浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管，围填填滤料、粘性土等成井工艺。降水井的直径为 800mm。其工艺如下： 准备工作 钻机进场定位安装开孔下护口管钻进终孔后冲孔换浆下井管稀释泥浆填砂止水封孔洗井下泵试抽合理安排排水管路及电缆电路试验正式抽水记录。 5.2 设备选型 本工程钻井设备选用北京斯通威乐钻探公司的 GJ-200 型水井钻机，成孔采用正循环自然泥浆造浆，泥浆护壁回转钻进成孔，钻头选用带保径圈的三翼钻 头。根据施工经验，使用这些钻头施工稳定性好，能确保成孔质量，能有效控制成孔中的缩径现象，为确保工程质量奠定基础。 设备计划表 5.3 施工技术要求 （
17、 1）准备工作 落实材料和人员，合理安排人财物，与各相关单位保持密切协作。 （ 2）材料到位 专人负责进料，工程师核定，确保井壁管、过滤管、填砂、粘土等材料的质量。材料不到位，质量 不符合要求不能开钻。 （ 3）进出场、定位、埋设护孔管 基础牢固，应放在硬粘土或碎石道渣上。钻机安放稳固、水平、护孔管中心、磨盘设备名称 型号规格 单位 数量 工程钻机 GJ-200、 GPS-10 套 2 空压机 3 立方 台 2 泥浆泵 3PN 台 4 7.5KW 台 4 电焊机 315 台 3 - 7 - 中心、大钩应成一垂线。埋设护孔管要求垂直，并打入原状土中 10-20cm，外围用粘土填实夯实，井管、砂料
18、到位后才能开钻，钻孔孔斜不超过 1（对转盘采用水平尺校平），要求整个钻孔孔壁圆整光滑，钻进时不允许采用有弯曲的钻杆。 （ 4）钻进清孔 钻进中保持泥浆比重在 1.1 1.2，尽量采用地层自然造浆，整个钻进过程中要求大钩吊紧后徐徐给进（始终处于减压钻进），避免钻具产生一次弯曲，特别是开孔口 不能让机上钻杆和水接头产生大幅摆动。每钻进一根钻杆应重复扫孔一次，并清理孔内泥块后再接新钻杆，终孔后应彻底清孔，直到返回泥浆内不含泥块，返出的泥浆含砂量 12%后提钻。 （ 5）下井管 按设计井深事先将井管排列、组合，下管时所有深井的底部按标高严格控制，并且保持井口标高一致。井管应平稳入孔，每节井管的两端口要
19、找平，焊接时，确保焊接垂直，完整无隙，保证焊接强度，以免脱落。为了保证井管不靠在井壁上和保证填砂厚度，保证环状填砂间隙厚度大于 100mm，过滤器应干净，过滤器缝隙应均匀，外包一层 4060目滤网。下管要准 确到位。自然落下，稍转动落到位，不可强力压下，以免损坏过滤结构。井管到位后下钻杆泥浆稀释到 1.20 左右，在稀释泥浆时井管管口应密封，使泥浆从过滤器经井管与孔壁的环状间返回地面，稀释泥浆应逐步缓慢进行。 （ 6）填砂 稀释泥浆比重在 1.15 后关小泵量，将填砂徐徐填入，并随填随测填砂顶面的高度，不得超高。降压井填砂应严格填砂规格与级配，填砂为砾砂 d50 为地层砂 d50 的 8-12
20、倍，疏干井填砂采用粗砂或瓜子片，如果采用两者，以 1： 1 比例混合。 （ 7）止水 为了防止上部土层中的水沿砂料进入抽水井内，基坑内的降压井在填砂 顶部填5.0m 厚的粘土球，以上再用粘土填实，一直填到地面，才能开始空压机洗井，疏干井上部 4.0m左右用粘土填实就可以了。 （ 8） 洗井 采用空压机洗井，通过空压机向井内注入高压空气冲击孔壁泥皮，清除滤料段泥砂，反复进行到水清砂净为止。结束后下水泵抽水，检验洗井效果。 （ 9）下泵抽水 降压井：安装泵体要稳，泵轴垂直，连接好排水管及电源线路进行试抽水，测定井- 8 - 内水位变化及流量。 疏干井：井施工结束后，用 1-3T 泵进行试抽水。 6
21、 封井方案 6.1 封井原则 根据计算可知，本工程在顶板施工完毕后，基坑各部位的土压力、结构自重 产生的合计压力均大于承压水的顶托力，理论上可以停止降压井抽水并进行封井工作。 安全起见，以上计算结果均为理论值，本工程中板施工完毕养护达到一定强度后，可先对降压井进行试停抽（一般至少为 1周以上），若无异常情况发生，再实施封井工作，试停抽期间应掌握以下原则： 1、试停抽期间降水井内抽水泵不应拔除，且应确保抽水泵可以随时正常开启； 2、试停抽期间应密切加强基坑监测，若发生异常情况，则必须开启相应降压井以确保基坑抗突涌安全。 以上停抽封井验算需由总包方、监理、设计方予以确认，最终以总承包方、设计方、监理方以及降水 方共同确定的封井原则并形成的相关文件为准。 6.2 封井方案 1、 潜水井封井方案 （ 1）封井时间：在结构达到抗浮要求，地下商城顶板覆土后封井。 （ 2）封井施工工序： 1）清理井管周围基底面； 2）铺设找平层，井管周围焊一圈钢板，铺设防水板，并在接缝周围涂上止水腻子； 3）铺设防水板保护层和底板钢筋，井孔处的内缘受力筋先断开并弯起，预留施工封闭 钢板空间，浇筑底板混凝土并捣固密实； 4）截断井管，用水泵大容量抽水，然后向井管内填入 C15混凝土，封闭井口； 5）焊接密闭钢板，连接底板内缘受力筋，灌注微膨胀混凝土。
