【降水方案】轨道交通线工程中间站降水施工方案

　 XX 轨道交通XX线 号线 工程建 土建XX标 标

　XX 站 站 主体 基坑降水 工程 施工方案

　编 编

　制：

　审 审

　核：

　审 审

　定：

　 XX 有限公司 20XX 年 年 XX 月 月 XX 日

　目

　录 1. 方案编制依据与降水目的 ....................................................................................... 1

　1.1 编制依据 ........................................................................................................ 1

　1.2 降水目的 ........................................................................................................ 1

　2. 工程概况 ................................................................................................................ 2

　2.1 工程概况 ........................................................................................................ 2

　2.2 环境概况 ........................................................................................................ 2

　3. 工程地质及水文地质条件 ....................................................................................... 3

　3.1 工程地质条件 ................................................................................................. 3

　3.2 水文地质条件 ................................................................................................. 4

　3.3 水勘成果简介 ................................................................................................. 4

　4. 降水设计方案 ......................................................................................................... 6

　4.1 基坑底板抗突涌稳定性验算 ........................................................................... 6

　4.2 降水设计思路 ................................................................................................. 7

　4.3 疏干设计 ........................................................................................................ 8

　4.4 降压设计 ........................................................................................................ 8

　4.5 观测井设计 .................................................................................................. 11

　4.6 工作量统计 .................................................................................................. 12

　5. 减压降水引起的地面沉降预测与控制 ................................................................... 13

　5.1 减压降水引起的地面沉降预测 ...................................................................... 13

　5.1.1 降压诱发沉降计算原理 ....................................................................... 13

　5.1.2 降压诱发沉降预测结果 ....................................................................... 13

　5.2 减压降水引起的地面沉降控制 ....................................................................... 14

　6. 降水验证试验 ....................................................................................................... 16

　6.1 试验目的 ...................................................................................................... 16

　6.2 试验设备 ...................................................................................................... 16

　6.3 抽水试验流程 ............................................................................................... 16

　7. 深井构造与设计要求 ............................................................................................ 18

　7.1 管井构造 ...................................................................................................... 18

　7.2 成井技术要求 ............................................................................................... 18

　8. 成井施工工艺 ...................................................................................................... 19

　8.1 前期准备工作 ............................................................................................... 19

　8.1.1 测放井位 ............................................................................................. 19

　8.1.2 清障处理 ............................................................................................. 19

　8.1.3 埋设护口管 ......................................................................................... 19

　8.1.4 安装钻机 ............................................................................................. 19

　8.2 成井施工 ...................................................................................................... 19

　8.2.1 钻进成孔 ............................................................................................. 20

　8.2.2 清孔换浆 ............................................................................................. 20

　8.2.3 下井管 ................................................................................................ 20

　8.2.4 埋填滤料 ............................................................................................. 20

　8.3 洗井 ............................................................................................................. 21

　8.4 特殊过程质量控制要求 ................................................................................ 22

　9. 降水运行管理 ....................................................................................................... 23

　9.1 降水运行工况 ............................................................................................... 23

　9.1.1 降水试运行 ......................................................................................... 23

　9.1.2 降水正式运行 ...................................................................................... 23

　9.1.3 维护管理措施 ...................................................................................... 25

　9.2 降水安全运行保障措施 ................................................................................ 26

　9.2.1 连续供电 ............................................................................................. 26

　9.2.2 水位监控 .............................................................................................. 26

　9.2.3 排水保证 ............................................................................................. 26

　9.2.4 井管保护 ............................................................................................. 27

　10. 应急预案 ............................................................................................................ 29

　10.1 资源配置 .................................................................................................... 29

　10.2 应急预案流程 ............................................................................................. 30

　10.3 风险源辨识、评价 ...................................................................................... 30

　10.4 针对不同情况下的应急措施 ....................................................................... 31

　11. 封井方案 ............................................................................................................ 34

　11.1 封井原则 .................................................................................................... 34

　11.2 封井方案 .................................................................................................... 34

　11.2.1 疏干井封井 ....................................................................................... 34

　11.2.2 降压井封井 ....................................................................................... 35

　12 降水施工保证措施 ............................................................................................... 37

　12.1 工期保证措施 ............................................................................................. 37

　12.2 施工季节性保障措施 .................................................................................. 37

　12.2.1 台风、雨季施工保障措施 .................................................................. 37

　12.2.2 夏季高温施工保障措施 ...................................................................... 38

　12.2.3 冬季寒冷季节施工保障措施 .............................................................. 39

　12.3 安全保证措施 ............................................................................................. 40

　12.4 文明施工保证措施 ...................................................................................... 41

　13 降水施工管理与组织 ........................................................................................... 42

　13.1 项目管理网络 .............................................................................................. 42

　13.2 主要岗位人员职责 ...................................................................................... 42

　13.3 劳动力组织 ................................................................................................ 43

　13.4 现场质量管理措施 ...................................................................................... 44

　13.4.1 质量保证体系 .................................................................................... 44

　13.4.2 质量验收标准和施工质量要求 ........................................................... 44

　13.4.3 质量保证措施 .................................................................................... 45

　 1

　1. 方案编制依据与降水目的 1.1 编制依据 1）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 2）《供水水文地质勘察规范》GB50027-2001 3）《上海地铁基坑工程施工规程》SZ-08-2000 4）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012 5）《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-2016 6）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013 7）《市政地下工程施工质量验收规范》DG/TJ08-236-2013 8）《基坑工程技术规范》DG/TJ08-61-2010 9）《供水水文地质手册》 10）沪地铁技〔2015〕372 号附件——降水规程（上海轨道交通基坑工程降水技术与管理规程 STB-DZ-010006-2015）

　11）本工程岩土工程勘察报告 12）本工程水文地质勘察报告 13）本工程相关基坑围护设计图纸 1.2 降水目的 根据本工程基坑开挖及基础底板结构施工要求，本方案设计降水的目的为：

　1）疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业； 2）降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度； 3）降低下部（微）承压含水层承压水水位，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的抗突涌稳定性。

　 2

　2. 工 工 程概况 2.1 工程概况 朱梅路站为上海市轨道交通 15 号线工程的中间站，是地下二层 12m 岛式站台标准车站，中心里程 SK13+781.510。车站位于徐汇区，南北向设于老沪闵路下。

　车站主体净长206m、净宽19.54m。标准段顶板覆土厚度约3m、开挖深度16.3m、坑底位于 5-1-2 层，采用 800 厚地下连续墙作为围护结构；北端头井顶板覆土厚度约3.2m、开挖深度 18.25 m、坑底位于 5-1-2 层，采用 800 厚地下连续墙作为围护结构；南端头井顶板覆土厚度约 2.82 m、开挖深度 17.83m、坑底位于 5-1-2 层，采用 800厚地下连续墙作为围护结构。车站主体基坑采用明挖顺作法一次性施工完成。

　表 表2.1-1

　基坑 各部位 开挖深度及围护深度表 工程部位 地面标高 （m）

　开挖深度 （m）

　围护形式 围护底深度 （m）

　南端头 +4.37 17.83 地下连续墙 32 标准段 16.30 地下连续墙 29.5 北端头 18.25 地下连续墙 32 2.2 环境概况 车站位于老沪闵路路中、A20 外环线路口北侧，站体呈南北向布置，场地西侧为现状高层住宅小区（33 层）和新建公交车站，高层住宅距离车站主体墙体最近月 36m，距离出入口最近约 25m，新建公交车站距离车站主体墙体约 10m。东侧为现状老厂房，紧邻车站主体基坑。

　图 图 2.2-1

　拟建车站工程总平面图

　 3

　3. 工程地质及水文地质条件 3.1 工程地质条件 朱梅路站基坑开挖范围内主要为① 1-1 层杂填土、① 1-2 层素填土、② 1 层粉质粘土、③层淤泥质粉质粘土、④ 1-1 层淤泥质粘土、⑤ 1-2 层粉质粘土与粉土互层。场地内⑤ 2层砂质粉土、⑤ 3-1a 层粉质粘土、⑥层粉质粘土、⑦ 1-2 层砂质粉土、⑦ 2 层粉细砂等地层对基坑开挖亦有一定的影响。各土层主要性质如下表：

　 图 图 3.1-1 朱梅路站地质剖面图 从车站范围地质剖面图可知，朱梅路站基坑坑底位于第⑤ 1-2 层粉质粘土与粉土互层中。地下连续墙墙趾位于第⑦ 1-2 层砂质粉土中。

　表 表 3.1-1 朱梅路站各地层特性表 土层 层号 土层 名称 层厚 （ （m ）

　C（ （KPa）

　）

　Φ（ （º）

　）

　渗透系数 数(cm/s) 土层描述 ① 1-1

　杂填土 1.13 - - - 松散，土质不均，局部表层为混凝土路面或地坪，含碎石、碎砖、混凝土块等建筑及生活垃圾杂物。

　① 1-2

　素填土 0.91 - - - 松散，土质不均，以粘性土为主，夹少量石子、碎砖和腐殖物。

　② 1

　粉质粘土 1.80 16 18.0 6.36E-7 局部缺失，呈可塑～软塑状，较均匀，中等～高等压缩性，含氧化铁条纹及铁锰质结核。

　③ 淤泥质粉质粘土 4.61 12 18.0 3.09E-6 流塑状，高压缩性，含云母、有机质，局部夹薄层粉性土。

　 4

　④ 1-1

　淤泥质粘土 7.03 12 12.0 1.33E-7 流塑状，为高压缩性、高灵敏度软土，较均匀，含云母、有机质，夹少量薄层粉砂。

　⑤ 1-2

　粉质粘土与粉土互层 4.76 15 19.5 1.55E-6 软塑状，中等～高等压缩性，不均匀，含云母、有机质，局部夹粉性土较多，呈互层状。

　⑤ 2

　砂质粉土 4.23 6 29.5 2.36E-4 中密状，中等压缩性，不均匀，含云母、有机质，较少量粘性土。

　⑤ 3-1a

　粉质粘土 0.91 17 18.5 6.07E-7 软塑状，中压缩性，较均匀，含云母、有机质，夹泥钙质结核。

　⑥ 粉质粘土 3.36 38 21.0 1.34E-7 均匀致密，呈硬塑～可塑状，中等压缩性，含氧化铁条纹及铁锰质结核，底部夹粉性土。

　⑦ 1-2

　砂质粉土 15.45 5 33.5 3.08E-4 中密～密实状，中等压缩性，均匀性较差，含云母，层顶夹多量粘性土，局部下部以粉砂为主。

　⑦ 2

　粉细砂 未钻穿 1 34.5 6.34E-4 密实状，中等～低压缩性，土质不匀，由含云母，颗粒组成成分以长石、石英为主，局部以细砂为主。

　3.2 水文地质条件 1）潜水 勘察期间测得钻孔潜水稳定水位埋深约 0.30～1.30m（相当于标高 2.98～4.16m）。

　2）微承压水和承压水 根据本次勘察第⑤2 层微承压水观测数据，观测期间拟建场地微承压水头的稳定水位埋深为 6.17m～6.28m(相当于标高-1.64m～-1.53m）。根据第⑦层承压水观测数据，观测期间拟建场地承压水头的稳定水位埋深为 8.40m～8.65m(相当于标高-4.25m～-4.00m）。

　3.3 水勘成果简介 （1）第⑦层承压含水层，在本次抽水试验期间，稳定水位平均埋深约 6.40m，相应标高约为-2.09m。

　（2）第⑦层土承压含水层各亚层的参数取值，如表 3.3-1 所示。

　 5

　表 3.3-1 含水层水力参数建议取值 含水层

　渗透系数(m/d)

　导水系数 T（m 2 /d）

　贮水率

　 (1/m) Kh

　Kv

　⑦ 1-2

　3.8

　0.45

　60

　7.0×10 -5

　⑦ 2

　7.0

　0.80

　154

　3.0×10 -5

　（3）承压水恢复较快，工程降水期间，应配置双路独立电源。

　（4）水勘群井抽水持续 10 天沉降监测，抽水区域累积沉降普遍为 5~7mm，恢复 8 天后，回弹量为 2~3mm。

　 6

　4. 降水设计方案 4.1 基坑底板抗突涌稳定性验算 基坑开挖后，由于承压含水层上覆土层厚度变薄，其上覆土的压力降低。当上覆土的压力小于或等于承压含水层的顶托力时，承压水将可能使基坑底面产生隆起，严重时使土体被顶裂产生渗水通道，从而发生基坑突涌。

　通常采用式（4.1-1）判别基坑开挖后是否处于抗底部承压含水层突涌（以下简称“抗突涌”）稳定（安全）的状态。

　siwsFHhPPwsi

　式（4.1-1）

　如图 4.1-1 所示， 承压含水层弱透水层（半隔水层）潜水位承压水位弱透水层（半隔水层）潜水位承压水位弱透水层（半隔水层）基坑底面地面沉降 地面沉降围护结构变形坑底隆起hH 图 4.1-1

　基坑抗承压水突涌稳定性验算原理示意图 式（4.1-1）中：

　sP —承压含水层顶面至基底面之间的上覆土压力，（kPa）

　wP —初始状态下（未减压降水时）承压水的顶托力，（kPa）

　ih —承压含水层顶面至基底面间各土层的厚度，其和等于图 4.1-1 中的 h，（m）

　si —承压含水层顶面至基底面间各分层土层的重度，（kN/m 3 ）

　H —高于承压含水层顶面的承压水头高度，即图 4.1-1 中所示 H，（m）

　 7

　w —水的重度，工程上一般取 10，（kN/m 3 ）

　sF —安全系数，工程上一般取 1.05～1.20；本工程取 1.05。

　根据勘察报告，本工程微承压水分布于⑤ 2 层中，承压水分布于第⑦层土中。

　其中基坑底接近⑤ 2 层层顶，需将水位降至坑底以下。⑦ 2 层位于坑底以下深部，需根据抗突涌计算结果降低水位。

　计算时⑦层水位根据水勘报告取-2.09m；层顶标高根据最不利勘探孔取-23.0m。具体基坑各部位底板抗突涌稳定性验算结果详见表 4.1-1：

　表 4.1-1 基坑底抗突涌稳定性验算表（安全系数 1.05）

　含水层 开挖部位 坑底标高（m）

　承压水顶托力（γ w H）（kPa）

　上覆土压力（hγ s ）（kPa）

　水位降深需求（m）

　安全水位标高（m）

　临界开挖标高（m）

　⑦层 南端头井 -13.460 219.6 171.7 4.56 -6.65 -10.75 标准段 -11.932 199.2 1.94 -4.03 北端头井 -13.884 164.1 5.29 -7.38 4.2 降水设计思路 1）主要风险 ① 潜水含水层影响基坑开挖。

　本工程主要软弱土层为第③层灰色淤泥质粉质粘土和第④层灰色淤泥质粘土，该两层土含水量高、孔隙比大，土质软弱，高压缩性，具有高灵敏度、低强度的特点。若不采取措施降低土层含水量，将造成开挖面软弱，开挖面积水，等不良现象，影响开挖面上的施工，较大的含水量也使得土体自立性差，影响开挖效率。

　② 承压含水层突涌。

　对于本工程，对基坑开挖造成主要影响的承压含水层为第⑤ 2 层及⑦层。

　在基坑开挖过程中，随着开挖深度的增加，承压水上覆土压力变小，当承压水顶托力大于上覆土压力时，承压水突涌便成为基坑开挖过程中最大的风险之一。

　③ 基坑降水引发周边环境问题。

　本工程基坑竖向止水帷幕已⑤ 2 层，理论上不会对坑外水位降深产生影响；而⑦层主体基坑降水属敞开式或悬挂式降水，基坑减压降水势必会降低周边⑦层水位，从而对周边环境产生一定的影响。

　2）设计思路

　 8

　①针对本工程浅层土层的风险特点，通常在基坑内布设疏干管井，在基坑开挖前进行一定时间的预抽水，降低开挖土层的含水量，方便土方开挖及开挖面的正常施工。

　②针对承压水突涌风险，因主体基坑竖向止水帷幕已隔断⑤ 2 层，考虑加深部分疏干井进入⑤ 2 层降低其水头，同时在基坑内、外布置观测兼备用井。

　对于⑦层，主体基坑围护大部分区域进入⑦层不足 1m，减压降水基本属敞开式降水，除端头井位置考虑竖向止水帷幕的扰流作用，降压井布置于基坑内，其余部位降压井均布置于基坑外，部分坑外位置与附属冲突处布置于坑内。同时在基坑内布置观测兼备用井，用以指导基坑减压降水。

　③ 针对本工程环境风险问题，在基坑减压降水期间，加强监测，发现异常，及时上报，必要时启动应急预案。

　4.3 疏干设计 采用围护明挖施工时，需及时疏干开挖范围内土层中重力水含量，保证基坑干开挖的顺利进行。因此，开挖前需要布设若干疏干井，对基坑开挖范围内土层疏干。

　根据本工程土层情况，本次降水工程单井有效抽水面积 a 井 取 200m 2 。

　坑内降水井数量计算公式：

　n = A / a 井 ；式中：n — 基坑内降水井数量(口)； A — 基坑面积 (m 2 )；a 井— 单井有效降水面积 (m 2 )； 本工程疏干作用降水井数量布置情况如下表：

　表 4.3-1 疏干井设计 工程部位 面积（m 2 ）

　计算井数（口）

　实际井数（口）

　井号 主体 4438.1 22.2 23 JY1~JY16,J17~J23 主体及基坑底部为⑤ 2 层，根据降水设计思路，疏干井需将⑤ 2 层水位降至坑底以下，考虑部分疏干井深入至⑤ 2 层层底，以确保对⑤ 2 层的降水效果，井深为 25m；不加深的疏干井考虑不揭穿⑤ 2 层，井深为 19m。

　具体各井管平面位置、布设尺寸及井结构详见附图。

　4.4 降压设计 （1）地下水渗流三维数学模型 地下水流和土体是由固体、液体、气体三相体组成的空间三维系统，土体可以模型化为多孔介质。因此求解地下水问题就可以简化为求解地下水在多孔介质中流动的

　 9

　问题，可以用下述地下水渗流连续性方程及其定解条件来描述地下水的三维非稳定渗流规律。根据与本场地相适应的水文地质条件，可建立下列与之相适应的地下水三维非稳定渗流数学模型:           21 100) , , ..( ......... .......... )......... , , , () , , .......( ......... ......... ......... .......... )......... , , , ( ) , , , () , , ........( ......... ......... ......... .......... )......... , , ( ) , , , () , , ....( ..........21z y x t z y x qnhknhknhkz y x t z y x h t z y x hz y x z y x h t z y x hz y xthTEWzhkz yhky xhkxzzzyyyxxxtzz yy xx 式中：

　潜水含水层承压含水层ySSE ； 潜水含水层承压含水层BMT ；

　MSS s 

　； S 为储水系数；yS

　为给水度； M 为承压含水层厚度   m ； B 为潜水含水层厚度   m ； z z yy xxk k k , , 分别为各向异性主方向渗透系数   d m/ ； h 为点 ）

　（ z y x , , 在 t 时刻的水头值   m ；

　W 为源汇项   d / 1 ；0h 为计算域初始水头值   m ； 1h 为第一类边界的水头值   m ；sS 为储水率   m / 1 ； t 为时间   d ；  为计算域；1 为第一类边界，2 为第二类边界； n x 、n y 、n z 分别为边界2 的外法线沿 x、y、z 轴方向单位矢量；

　q 为2 上单位面积的侧向补给量(m 3 /d)。

　（2）离散模型 对整个渗流区进行离散后，采用有限差分法将上述数学模型进行离散，就可得到数值模型，以此为基础编制计算程序，计算、预测抽水引起的地下水位的时空分布。

　根据勘察报告提供的土层特质（含水层埋深、厚度）建立模型，并根据抽水试验结果对其水文地质特性进行赋值（具体抽水试验结果见本工程抽水试验报告），并利

　 10

　用模型进行预测，为消除边界对模拟结果的影响，将计算区域边界外扩一定范围。本次模拟取边界外扩约 400m。

　按照计算的平面范围、地层概化以及初始条件、边界条件，同时考虑抽水井、观测井、帷幕在离散模型中的空间位置，对计算区域进行离散，建立三维计算数值模型。其中，根据抽水井滤管位置及帷幕深度进行了分层。在网格剖分中，对计算区域进行了局部加密，离散后的水文地质模型示意图见图 4.4-1~4.4-2。

　图 4.4-1 离散模型平面主要网格划分

　图 4.4-2 离散模型三维划分 （3）

　减压降水计算 根据建立的模型进行计算，朱梅路站需设置 8 口降压井抽水，降压井井深 38m，

　 11

　满足水位降深要求。

　结果如下图 4.4-3。

　图 4.4-3 主体基坑布置 8 口降压井抽水降深效果等值线图（m）

　根据上述计算，共布置降压井 8 口，井号 Y7-1~Y7-8，井深为 38m。

　具体降压井平面图及结构图见附图。

　4.5 观测井设计 （1）坑内观测井: 根据计算，车站共布置 8 口降压井，按照 20%并考虑到基坑呈长条形的特点，共布置 3 口观测井并兼作备用井，井号 YG7-1~YG7-3，井深为 38m。

　（2）坑外观测井：

　本标段基坑围护虽将⑤ 2 层承压含水层完全隔断，假设围护局部存在缺陷则坑内降压势必造成对坑外环境的影响，故考虑于坑外布置一定数量的坑外承压水观测井，以检测坑外承压水位变化情况，以便发现不正常水位波动时可及时采取措施。

　考虑坑外观测井避开后期附属基坑位置，本次车站主体针对⑤ 2 层共布置 8 口坑外观测井，编号 G5-1~G5-8，井深 25m。

　 12

　4.6 工作量统计 表 4.6-1 降水井工作量统计 工程部位 项目名称 编号 数量（口）

　深度（m）

　主体 疏干井 JY1~JY16 16 25 疏干井 J17~J23 7 19 坑内⑤ 2 观测井 YG5-1~YG5-4 4 25 ⑦层降压井 Y7-1~Y7-8 8 38 ⑦层降压备用兼观测井 YG7-1~YG7-3 3 38 坑外⑤ 2 观测井 G5-1~G5-8 8 25

　 13

　5. 减压降水引起的地面沉降预测与控制 5.1 减压降水引起的地面沉降预测 5.1.1 降压诱发沉降计算原理 因深部降压所引起的地面沉降包括三部分：（1）瞬时沉降；（2）固结沉降；（3）因土体流变所产生的次固结沉降。由于次固结沉降一般在主固结完成后才明显显现，且要求荷载作用时间较长，因此，本计算主要考虑主固结沉降，按照中华人民共和国国家标准《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB50307-2012）中推荐的分层总和法进行。

　按照该规范，因地下水下降引起的土层附加荷载，可按下式计算：

　 （5-1）

　式中：△ P 为降水引起的土层附加荷载(KPa)；h 1 为降水前土层的水头高度(m)；h 2 为水位下降后的水头高度(m)；γ w 为水的重度(KN/m 3 )。

　降水引起的地面附加沉降量，可采用分层总和法，按下式计算：

　 （5-2）

　式中：S 为降水引起的地面总附加沉降量(m)；φ s 为修正系数；U 为该层土的固结度；S i 为第 i 计算土层的附加沉降量(m)；△ P i 为第 i 计算土层降水引起的附加荷载(KPa)；E i 为第 i 计算土层的压缩模量(KPa)；H i 为第 i 计算土层的土层厚度(m)。

　以上公式中的 Ei，对于砂土，应为压缩模量；对于粘土和粉土，可按下式计算：

　（5-3）

　式中：e 0 为土层的原始孔隙比；α v 为土层的体积压缩系数(MPa -1 )，取值时应取土的有效自重压力至土的有效自重压力与附加压力之和的应力段。

　5.1.2 降压诱发沉降预测结果 根据降压幅度按照抽水运行 60 天考虑，基坑开始降水后，坑内严格遵循“按需降水”原则的情况下，根据计算，在距基坑不同距离的位置由降承压水引发的坑外地面沉降结果如图 5.1-1：

　 14

　 图 5.1-1 降承压水引发周边地面理论沉降等值线图 5.2 减压降水引起的地面沉降控制 1）对各种管线、需要保护的建筑、地铁区间隧道、地下连续墙等，必须由专业监测单位进行监测。按规范要求布置好沉降观测点，施工期间每天进行观测，沉降速率及累积沉降量严格按照设计要求控制。如有异常，停止降水施工，及时向上汇报，研究保护方法。

　2）抽水过程中真正做到三点：降水范围宜小不宜大，降水时间宜短不宜长，降压深度宜浅不宜深。

　3）建议在后期挖土施工的过程中，尽量提高效率，缩短挖土时间，相应得减少抽水时间，同时减少降水对周边环境的影响，尤其是需尽量缩短临近地铁、建筑物和地下管线一侧的减压井。

　4）在降水运行过程中随开挖深度加大逐步降低承压水头，避免过早抽水减压。在不同开挖深度的工况阶段，合理控制承压水头，在满足基坑稳定性要求前提下，

　 15

　防止承压水头过大降低，这将使降水对周边环境的影响减少到最低限度。

　5）采用信息化施工，建议对坑内外观测井水位进行实时跟踪监测，发现问题及时调整抽水井数量及抽水流量，进行按需降水。

　6）在降水井群井施工完成后，应及时进行试运行，详细制定降压降水的运行方案。

　7）成井后及时试抽水，验证围护体（承压层段）隔水性，一旦发现坑内降水，坑外承压水水位降深较大时，应查找围护结构渗漏点，并进行外侧阻漏。

　8）基坑施工过程中，如上部地下连续墙发生渗漏或严重渗漏，总包应及时采取封堵措施，以避免导致基坑外侧浅层潜水位发生较大幅度下降以及由此加剧坑外的地面沉降。

　9）当坑外观测井内的水位下降超过预测的最大值时，如有必要，应加密监测次数并及时与设计沟通，必要时基坑外围需增设回灌井进行回灌。

　 16

　6. 降水 验证试验 6.1 试验目的 为了验证降水方案的可行性，在方案实施之前需进行验证试验，主要目的为：

　1、确定围护完成后承压含水层水位和出水量，指导后期降水施工及降压运行； 2、检验单井、群井降水效果，验证方案可行性； 3、了解承压水恢复规律，为承压水运行风险控制提供依据。

　6.2 试验设备 根据试验要求，结合场地情况与周边环境，分阶段进行，首先进行单井试验，了解场地承压水单井出水量及单井降深效果；后进行群井试验，验证降压效果。

　根据抽水试验内容，确定本次抽水试验的试验设备需要如下：

　抽水设备：① 深井水泵：3 台 ；② 水位计：1 套；③ 流量表（三角堰）：3 个。

　6.3 抽水试验流程 抽水观测时间按开泵后规定的时间间隔进行，水位观测时间间隔为：5＇、10＇、20＇、30＇、60＇、90＇、120＇、150＇、180＇、240＇、300＇、420＇、540＇、660＇、780＇、900＇，以后可每隔 4h 观测一次，每阶段新增抽水井后重置间隔时间进行观测，直至抽水停止。停止后观测恢复水位，时间间隔同抽水试验。

　抽水时同时进行水量观测，观测时间间隔为 60min，采用流量表读数，精度应读到 0.1m 3 。根据实际出水量及降水效果，为施工阶段井的优化方案提供依据。

　表 6.3-1 ⑦层试验过程一览表 试验阶段 试验方式 抽水井号 观测井号 试验目的 试验周期 第一阶段 水位观测 —— Y7-1 承压水位观测 24h 第二阶段 单井试验 Y7-1 Y7-2、YG7-1 了解⑦层单井降水效果，为优化方案提供依据 24h

　第三阶段 两井试验 Y7-1、Y7-2 YG7-1 了解⑦层两井降水效果，为优化方案提供依据 24h 恢复试验

　YG7-1 24h

　 17

　 表 6.3-2 ⑤2 层试验过程一览表 试验阶段 试验方式 抽水井号 观测井号 试验目的 试验周期 第一阶段 群井抽水 J1~J23 YG5-1~YG5-3 G5-1~G5-8 验证围护封闭性能 疏干运行期间

　 18

　7. 深井构造与设计要求 7.1 管井构造 1）井壁管：降水井采用焊接钢管，井壁管直径均为 φ273mm。

　2）过滤器（滤水管）：滤水管的直径与井壁管的直径应相同；所有滤水管外均包一层 30 目～40 目的尼龙网，尼龙网搭接长度约为尼龙网单幅宽度的 20%～50%。

　3）沉淀管：滤水管底部设置长度为 1.00m 的沉淀管，防止井内沉砂堵塞而影响进水；沉淀管底口用铁板封死。

　7.2 成井技术要求 1）井口高度：井口应高于地表以上 0.20～0.50m，以防止地表污水渗入井内。

　2）围填滤料：疏干井滤料填至地面下 3m，降压井滤料根据设计图纸进行充填。

　3）粘土封孔：在滤料围填面以上采用粘土填至地表并夯实，并做好井口管外的封闭工作。

　4）成孔偏差：井孔的平面误差≤1.0m，井深（孔深）偏差≤+50cm；井孔应圆正。

　5）井管偏差：井身应圆正，上口保持水平，井管的顶角及方位角不能突变，井管安装倾斜度不能超过 1 度；井管截面尺寸偏差≤±2mm，井管长度偏差≤±20cm。

　6）出水含砂量：抽水稳定后，出水含砂量不得超过 2 万分之一(体积比)。

　7）井内水位：抽水稳定后，井内的水位应处于安全水位以下。

　 19

　8 . 成井施工工艺 8.1 前期准备工作 8.1.1 测放井位 根据降水管井平面布置图测放井位，井位测放完毕后应做好井位标记，方便后面施工。

　8.1.2 清障处理 对于场地可能存在的地下障碍物，在施工前应根据施工的情况，先进行孔位清障处理。

　通常采用的清障处理方式为：定好孔位后，先采用人工挖孔，挖孔过程中遇到障碍时，由施工现场总承包提供的挖机配合进行挖掘。挖机挖孔深度应超出障碍物约30cm。

　若地面障碍物不易清除或受其他施工条件的影响，无法在原布设井位进行打井时，应与工程师以及甲方及时沟通并采取其他措施，必要的时候可对井位作适当调整。

　8.1.3 埋设护口管 埋设护口管时，护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面 0.10m～0.30m。

　对于场地遇到有障碍物的孔位，应根据清障后的孔深适度考虑采用长护筒，确保护筒能够满足降水施工的要求。

　8.1.4 安装钻机 安装钻机时，为了保证孔的垂直度，机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线，严把开孔关，钻头与钻杆连接处带两根钻铤，并且，弯曲的钻杆不得下入孔内。

　8.2 成井施工 施工机械设备选用 GPS-10 型工程钻机及其配套设备。成孔时采用反循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺。

　 20

　8.2.1 钻进成孔 根据邻近工程经验，采用合金钻头开孔，开孔孔径为 φ650mm，成孔时均一径到底；钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度。

　成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在 1.10～1.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。

　8.2.2 清孔换浆 钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底 0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至 1.08，孔底沉淤小于 30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。

　8.2.3 下井管 对于降压井，井管进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。首先必须测量孔深，并对井管滤水管逐根丈量、记录。封堵沉淀管底部，为保证沉淀管底部封堵牢靠，下部封堵铁板不小于 6mm。

　其次要检查井管焊接，井管焊接接头处应采用套接型，套接接箍长 20mm，套入上下井管各 10mm；套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀，无砂眼，焊缝堆高不小于6mm。

　检查完毕后开始下井管，下管时为保证滤水管居中，在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径 5cm 的扶正器（找正器），扶正器采用梯形铁环，上下部扶正器铁环应1/2 错开，不在同一直线上。

　8.2.4 埋填滤料 填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m～0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到 1.05，然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料，并随填随测填滤料的高度。直至滤料下入预定位置为止。

　施工工艺流程示意图见图 8.2-1。

　 21

　 图 8.2-1 成井施工工艺流程图 8.3 洗井 下井管、回填滤料及粘土分孔后，对降压井进行活塞洗井，待洗通滤料后，提出活塞，再利用空压机进行洗井。

　活塞直径与井管内径之差约为 5mm 左右，活塞杆底部必须加活门。洗井时，活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部

　 22

　位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后，可换用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含砂为止。

　洗井完毕后，可以下泵试抽。试抽成功，代表该井成井完毕，可以投入使用。

　空压机 排水管 泥浆池

　井管 进气管 阀门

　图 8.3-1 空压机洗井原理示意图 8.4 特殊过程质量控制要求 针对本工程降水施工过程中的特殊过程，应按表 8.4-1 中所列进行质量控制。

　表 8.4-1

　特殊过程质量控制要求 序号 检查项目 技术要求 检查数量 1 成孔直径(mm) 偏差±20mm 全数 2 井管沉设深度(m) 偏差±0.20m（疏干井）

　≥50%井数 偏差±0.15m（降压井）

　全数 3 井管间距（m）

　偏差±1.00m ≥50%井数 4 滤料规格 D50=6～12 倍 d50 全数 5 滤料围填 高出滤管顶 2m 以上，滤料体积≥95% 全数 6 孔口段粘土封填 不得使用粉性土，厚度≥1.5m ≥50%井数

　 23

　9. 降水运行管理 9.1 降水运行工况 9.1.1 降水试运行 在开始降水运行之前，测定静止水位，安排好抽水设备、电缆及排水管道作生产性抽水试验运行，验证降水效果，检验排水系统是否通畅，抽出来的水应排入场外市政管网中，以免抽出的水就地回渗，影响降水效果。同时验证电路系统是否正常，对电箱和电缆线等设备进行检查，确保降水持续进行。

　9.1.2 降水正式运行 抽水井个数和抽水量大小应根据基坑开挖深度和承压水头埋深要求进行控制，降水工作应在地下构筑物施工至上覆压力和地下水头的顶托力平衡后才能停止降水。停止降水的时间根据上覆压力与顶托力的平衡计算结果确定的计算结果应报送设计并取得设计的认可后，施工现场才能停止降水。降水运行期间，坑内外观测井应每天定期观测。

　根据实际挖土进度，分块分区分层挖土的特点，在正式抽水运行后，分别在基坑内外布设的观测井，每天固定时间监测水位，一旦水位异常，可以第一时间发现，及时作出处理。

　1）真空疏干深井运行 ① 真空疏干深井降水应在基坑开挖前 20 天或更早进行，以保证有效降低开挖土体中的含水量，确保基坑开挖施工的顺利进行。并根据要求加载真空负压，以疏干基坑上部开挖土体，开挖过程中保持继续持续抽水，进一步疏干上部土体。

　② 根据开挖进度，井内水位应控制在基坑开挖面以下一定深度内，在真空疏干深井正式抽水前，监测单位应及早施工坑外潜水位观测孔。潜水水位观测孔施工完成后及时开启真空疏干深井进行疏干降水。一般正常情况下，真空疏干深井基本保持24 小时连续抽水，出现降水异常时，根据需要进行调整。

　③ 本次采用真空泵抽气、潜水泵抽水的方法降低潜水位，其中每 3 口井配备 1台真空泵，真空度达到-0.06Mpa。每口井单用一台潜水泵，要求潜水泵的抽水能力大于单井的最大出水量，潜水泵和真空泵同时开启。

　 24

　④基坑开挖完成后，根据设计要求，若部分疏干井需留作泄水孔，底板施工前应于井管外焊接止水钢板，具体见后文封井。

　抽水安装示意图见图 9.1-1。

　真空泵 排水沟

　真空表 真空管 排水管

　电缆线 潜水泵 井口密封

　泵线

　图9.1-1 真空疏干深井抽水示意图 2）

　减压深井运行 对于减压井，为减少降水对周围环境的影响，必须按需降水，水位控制严格按照基坑稳定性分析中的基坑开挖深度和承压安全水位埋深曲线进行。按照如下原则运行。

　① 承压水提前预抽水时间一般为 1 天，根据基坑开挖至临界深度的顺序依次开启相应区域降压井抽水。

　② 所有减压降水井均可通过开启和关闭流量节制阀来调节出水量并控制水位。

　③ 降压井停抽需根据届时实测静止水位经验算满足抗突涌条件。

　具体降压运行工况待后期生产性抽水试验结果后制定 ，暂定如下表所示。

　。

　表 表 9.1-1 降压运行水位控制工况表 开挖部位 开挖工况 开挖面标高（m）

　水位降深需求（m）

　安全水位标高（m）

　临界开挖标高 -11.90 0 -4.00 南端头井 五道撑 -10.96 0 -4.00 坑底 -13.46 2.78 -6.78 标准段 四道撑 -9.432 0 -4.00 坑底 -11.932 0.03 -4.03 北端头井 五道撑 -11.384 0 -4.00 坑底 -13.884 3.54 -7.54

　 25

　9.1.3 维护管理措施 ① 抽水井个数和抽水量大小应根据基坑开挖深度和承压水头埋深要求进行控制。

　② 抽水需要24小时派人值班，并做好抽水记录，记录内容包括降压深井涌水量Q和水头降s，并在现场绘制s～t曲线，以掌握抽水动态，指导降水运行达到最优。

　③ 应急措施：若水头降深不能完全满足要求，可增大单井的出水量，原来作为备用井的，也进行抽水。

　④ 整个降水过程中应备有双电源，以确保降水连续进行。如电源供电无法保证会造成基坑坑底突水，后果不堪设想。

　⑤ 降水工作应在地下构筑物施工至上覆压力和地下水头的顶托力平衡后才能停止降水。停止降水的时间根据上覆压力与顶托力的平衡计算结果确定的计算结果应报送设计并取得设计的认可后，施工现场才能停止降水。

　⑥ 所有减压井的井管口设置醒目标志，做好标识工作，与挖机施工人员做好井管保护工作。挖土时在靠近井管部位时尽可能使用人工扦土，避免对井的损坏。

　⑦ 降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员应认真做好各项质量和观测水位变化的记录，做到准确齐全。降水运行过程中对降水运行的记录，对停抽的井应及时测量水位，每天1～2次，降水分包负责将每天的降水运行记录提交一份给监理及其它相关单位，对于水位出现的异常应及时分析整理。

　⑧ 降水运行阶段，电源必须保证，如遇电网停电，须提前二个小时通知，以便及时采取措施，确保降水的效果。

　 26

　 图9.1-2 现场降水井标识示意图 9.2 降水安全运行保障措施 降水成功与否直接关系到整个工程的安全，所以在施工过程中不能忽视一些影响降水安全的因素。

　9.2.1 连续供电 采用不少于两路供电，至少一路市电、一路发电机组供电。在市电断电后，启动发电机组，发电机组启动完毕并送出电力，当市电恢复后，切回至市电供电。

　本工程降水井数量较多，按照现场施工筹划，在不同阶段需开启不同降水井，按照最不利组合考虑发电机组功率为不小于60KW。

　9.2.2 水位监控 同时正式抽水运行后，分别在基坑内外布设的观测井，每天固定时间监测水位，监测频率为 1 次/1 天，遇异常情况时应加密监测。

　9.2.3 排水保证 本基坑中地下水的排水过程分为地下排水及地表排水两个相互衔接的过程。

　地下排水：

　 27

　本工程基坑面积大，部分降水井位于基坑中部，距离基坑周边的排水沟较远，实际降水过程中，井管内地下水可通过水泵抽吸至井口，由钢泵管（或软管）将该区域的地下水汇集至邻近的集水箱（地表处），集水箱处安装大流量水泵接钢泵管（或软管）将排水至基坑外侧的排水沟或者排水总管，在钢泵管（或软管）与排水总管搭接处需安装逆止阀，防止地下水沿排水管路回灌。

　地下水引至地表后，于基坑四周布置排水沟或者排水总管，将地下水排入市政排水管道。

　本工程排水量较大，排水沟或者排水总管规格按最高峰时段预估出水量设置，并考虑其它因素（暴雨、其他明水等）。同时排水沟必须有一定坡度，确保地下水能够顺利进入下水道。

　。

　开挖过程中的明排水：

　针对开挖过程中的排水问题，主要有雨水，围护渗漏水，日常洒水等等。针对雨水、日常洒水等可以进行收集后集中排出坑外。由于在开挖过程中基坑开挖较深，在遇到雨水较频繁的季节，特别是在进行到第二层土方以后，由基坑内向外排水的困难更大，针对这个问题，利用管道...