降水井布置施工方案

降水井布置不单纯考虑涌(出)水量,还要考虑疏干潜水减少残余水,采取缩小井距的措施,因此,降水井实际布置井数储备量较大;根据场区内地质及挖深情况进行降水计算,降水井的具体布置如下:

1)考虑到地勘报告中勘测出潜水上部有一层不连续的上层滞水,为防止这一层滞水影响施工,在基坑北侧布置自渗井,将此部分滞水引入潜水层中。渗井井底进入卵石层,局部出现少量地下水时,可采用明沟排水进行排降。基坑北侧自渗井中心线距离基坑上口线约1.0~1.5m,共布置自渗井42口,自渗井间距为7.5m,井深度为16m,由自然地坪开始打井。

2)在基坑南侧的上部距离基坑上口线约1.0~1.5m位置布置降水井,井深26m,井直径mm,间距为10.5m,共布置36口大口管井;此部分降水井由地面打井。

3)在车库与基坑南侧交界处也布置大口管井,目的是与基坑上侧的降水井形成封闭降水,以达到更好的排降效果,共布置23口大口管井,其井深22m,井直径mm,间距为10.5m。此部分降水井由-9.0m打桩标高处进行打井。以下开挖土方时随挖随截,保证降水井口高出地坪至少0.3m。

4)在基坑二区的深坑区-19.6m、-17.6m、-15.6m位置需抽降潜水及第一层承压水头。外侧降水井由于受到降水半径的影响达不到更好的降水效果,因此,在深坑区(即开挖深度为-19.6m、-17.6m、-15.6m位置)的周围布置大口管井以满足深坑区挖土的要求,共布置18口大口管井,井间距为10.5m,井深度为20m。此部分降水井由-11.0m位置打井(考虑到泥浆池对基底的影响在距基底2m位置进行打井以免扰动老土),以下开挖土方时随挖随截,保证降水井口高出地坪至少0.3m。前期排降地下水以基坑内侧的降水井为主,布置在基坑上侧的管井,前期作为渗井用,后期内部降水井撤除前,才开始抽水,以维持基坑内的安全水位。

5)在基坑南侧、西侧的肥槽内共布置5口集水井,将内侧降水井抽出的水抽至边侧集水井后,采用50t~80t/h的潜水泵集至地面,也可用二次提水箱将水集至地面。集水井的直径为mm,深度为20m,由-11m位置进行打井,以下开挖土方时随挖随截,保证降水井口高出地坪至少0.3m。

降水井的数量及构造见下表:

6)降水井的抽水时间及撤除时间

前期降水以基坑内侧降水井抽降为主,布置在基坑上侧的大口管井前期作为渗井使用,在深坑区的结构施工至周边底板标高处时,可停止其深坑区周边降水井的使用;在停止使用前一周左右基坑外侧的降水井开始抽水;此部分的降水井为辅助性降水,用以维持坑内的安全水位。

位于车库部分的降水井在相应部位的底板施工时在撤除。

各区段降水井的布置如下图:

降水井平面图

6.降水井构造

1)自渗井构造

基坑北侧自渗井中心线距离基坑上口线约1.0~1.5m,共布置自渗井42口,自渗井间距为7.5m,井深度为16m,由自然地坪开始打井。自渗井井孔直径Φmm,井孔内填2~4mm滤料,采用地质钻进行成孔。

2)大口管井构造

井孔直径φmm,井管为内径φmm、外径mm的无砂砾石混凝土滤管,井管与井孔之间填土2-6mm滤料,井管口高出地面0.3m并加井盖。采用反循环钻机成孔。

3)水位观侧孔构造

北京地区属于严重缺水城市,为防止过多抽吸地下水而浪费能源,观测水位十分重要;为有效控制水位降深、防止过多抽吸地下水而浪费能源、过少抽吸地下水影响土方开挖,观测水位是十分重要的。拟在基坑内、外侧布置水位观测孔,可用调整泵高度或泵流量来控制降深,水位观侧由专人负责,做好记录。观测井共布置5口,基坑的四面各一口,自地面成孔深度为22m,由-9.0m打井,间距为10.5m,共23口;基坑南侧周边为管井,井深26m,间距10.5m,共36口深坑区降水井为20m,观测潜水;深坑区中部设置一口,自-9.0m位置成孔,深度为18m,观测第一层承压水头,观测孔的孔径为mm,采用钢管。

4)自渗井、大口管井及水位观测井的构造如下图所示:

降水井构造图

5)排水系统

基坑内侧降水井内安装集程大于30m,根据井深选用10~15t/h潜水电泵,水泵用钢丝绳吊在井内并用胶管或塑料管与地面排水管连接。而肥槽内的集水井选用50~80t/h潜水电泵集水至地面。基坑南侧深坑区的降水井,采用PVC管将深坑区降水井中的水抽至集水井,而布置在车库部分的内侧降水井边侧布设φmm钢管直接与周边的集水井相连接;用集水井将水集至地面流入出口处的沉淀池,在沉淀池中将地下水中携带的泥砂净化后再排入市政管线,以避免水污染。

6)明沟排水

在基坑局部的设备深坑开挖受地下水影响时,可开挖深度mm,宽度为mm边坡1:0.5的排水沟,或集水坑,间隔30~40m设置直径mm,深度为1.0m的集水井,集水井可用无砂砾石混凝土井管,也可采用钢筋过滤器;井内安装潜水电泵将水抽至地面排水管,土方开挖过程中可挑明沟将水引至边侧排水沟和集水井,在一区中间几个设备坑开挖时,应及时做好明沟排水。

7)单井抽水试验

为确保设计降水的成功,进场后进行单井出水量试验,验证现场实际情况与勘察报告是否相符,获得相关数据作为降水的依据,根据实际的出水量验证降水方案的合理性。

(1)按设计的基本要求,配15m3/h、20m3/h、30m3/h,集程54m,32m3/h,集程52m的潜水泵进行深坑区抽水试验,观测其稳定降深后单井出水量是否大于m3/d。

(2)根据q-s结果,观测其稳定水量后降水井水位降深情况,若q-s结果比较好,可初步选定单井出水量及泵型,再进行下一步群井抽水试验。

单井抽水试验计划进行3眼井,可安装水表进行出水量的估算,单井抽水试验要获得以下结果:

单井的最大出水能力

最佳水量(q)和降深(s)的关系

单井抽水的有效影响范围

水位恢复时间

计算参数K和R值

对单井出水能力进行评价

8)群井抽水试验

(1)按设计的基本要求配22m3/h,集程54m的潜水泵进行群井抽水试验,观测其稳定降深后群井总出水量是否大于m3/d。

(2)若试验结果与设计计算中相符则可调整计算中的参数,减少抽水井数。通过群井抽水要测出以下参数:

根据Q-T-S达到稳定要求,选择最佳的泵型,控制抽水井数量,总排水量Q;在选定的配置下,从现有水位降到基底以下0.5m所需要的时间;完全停泵后,水位恢复所需的时间。单井与群井抽水井的布置及深度可根据现场的实际情况及试验效果进行调整。通过试验测出的单井与群井的数以此为依据验算原降水方案是否能达到基坑开挖的要求。可根据此参数重新测算,确定实际所布的降水井数。

7.降水井的封井处理

基坑内侧降水井采用的是无砂砾石混凝土的管井,因其降水井顶面在-9.0m、-11.0m位置,而地下水位在-14.0m左右位置,内侧降水井封井时不存在地下水压力,因此,只需要用C2混凝土将降水井填实即可。




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