【文章內(nèi)容簡介】 水和明溝排水相結(jié)合的綜合武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 降水設(shè)計及施工方案 第 12 頁 共 38 頁 治理。 為保證 武漢王家墩商務(wù)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 結(jié)構(gòu)施工的順利進行，必須對場地承壓水進行有效治理，武漢地區(qū)近幾年大量的成功經(jīng)驗表明，深井降水作為治理承壓水是一項行之有效、質(zhì)量便于控制的常用方法， 根據(jù)設(shè)計文件要求，為確?？拥追€(wěn)定，降低坑底承壓水頭高度， 本方案 采取深井降水 措施治理該層承壓水 ，同時在一級平臺處設(shè)置集水井對上部層間水體進行疏干，以確?；娱_挖工作面的干燥及結(jié)構(gòu)的順利施工 。 設(shè)計依據(jù) 《 武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 巖土工程勘察報告》 ； 《 武漢 中心 巖土工程勘察報告》 ； 上海 市政工程 設(shè)計研究 總 院 （集團） 有限公司 提供的 《 武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 基坑圍護 設(shè)計方案》 相關(guān)資料； 湖北省 《基坑工程技術(shù)規(guī)程》 DB42/1592021； 《供水管井設(shè)計技術(shù)規(guī)范》 GB5029699； 《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范》 GB500272021； 《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》 JGJ120/99； 《供水水文地質(zhì)手冊》 ； “天漢深基坑設(shè)計軟件” ； 武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 降水設(shè)計及施工方案 第 13 頁 共 38 頁 設(shè)計原則 對于場區(qū)深層承壓水采用深井降水進行處理， 根據(jù) 場區(qū)隔水頂板的埋深情況 ， 對于基底已揭穿含水層頂板地段降水設(shè)計按疏干法考慮， 基坑底板底尚未揭穿含水層頂板 區(qū)域 ，降水設(shè)計 按 減壓法考慮。 根據(jù)毗鄰武漢中心既有邊坡的開挖狀況，因上部 22 層及 23層中富含層間水體，且水量稍大 ， 恐其危及既有一級邊坡的穩(wěn)定性，故對場區(qū)的上層滯水及層間水體采用大口徑集水井結(jié)構(gòu)，采取淺井密布的原則對其進行集中抽排、疏干處理。 綜合 該區(qū)地層 特性 及 周邊存有在建 施工 項目 的特點 ， 考慮利用 武漢中心項目 的部分降水井，故在本基坑 的外側(cè)：南側(cè)和北側(cè)坡肩布置一排降水井 ， 與武漢中心 已有 降水井 平面 大致 呈 對稱 布設(shè)，確保降水施工的效果 。 及時降低下部承壓水層的水頭高度，防止基坑深挖過程中發(fā)生突涌現(xiàn)象； 本次設(shè)計參數(shù)根據(jù) 2021年 7 月場區(qū)抽水試驗成果 以及武漢中心降水的實測資料綜合進行 確定，后期降水井施工過程中應(yīng)注意成井地層的變化特征，并隨時進行群井抽水試驗，以便進一步核定水文地質(zhì)參數(shù)優(yōu)化和調(diào)整設(shè)計方案。 基坑涌水量的估算 計算方法： 采用《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》 JGJ 12099 附錄 F中 公式，按均質(zhì)含水層承壓水 ~潛水非完 整井穩(wěn)定流基坑涌水量考慮。 武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 降水設(shè)計及施工方案 第 14 頁 共 38 頁 計算公式： 式中： Q—— 基坑涌水量 (m3/d)； K—— 含水層滲透系數(shù)（綜合取值 ）； M—— 含水層厚度； R—— 抽水影響半徑（取值 220m）； S—— 承壓水降深； r0—— 環(huán)形井點系統(tǒng)的引用半徑； 根據(jù)計算所得到的基坑涌水量 ： 普挖至底板底時 Q=； 挖至泵房底板底時 Q=。 如果單井抽水量設(shè)計為 50m3/h， 并考慮一定的安全儲備， 則共需的井數(shù)為 35 口。該方案技 術(shù)合理，造價經(jīng)濟，避免了超降，有利于控制降水對周邊環(huán)境造成的沉降影響。井位的實際布置情況詳見“降水井平面布置圖”。 利用“天漢軟件”進行多種井位與流量情況下的試算，以確定最合理的降水方案。 經(jīng)設(shè)計 驗算 ，該段根據(jù)周邊環(huán)境條件，采取在 基坑坡肩 布置降水井 29 口 （降水井間距 30m 左右），另利用武漢中心既有降水井 6 口 ， 能滿足降深要求 。 施工期間應(yīng)根據(jù)承壓水的水位、基坑開挖深度、開挖處的土層地質(zhì)條件等因素綜合考慮降水，在滿足基坑不發(fā)生突涌的前提下，盡量20( 2 ) * * *l g( 1 )H M M hQKRr????武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 降水設(shè)計及施工方案 第 15 頁 共 38 頁 少抽水。降水維持過程中，考慮不同地段開挖深度的不同，應(yīng)根據(jù)挖土程序的 需要及地下 環(huán)廊 主體的施工進度，合理調(diào)整抽水井開啟數(shù)量：可采用局部施工地段集中開啟部分降水井，而適當關(guān)閉其它區(qū)域部分降水井，具體開啟數(shù)量以現(xiàn)場實測水位降深加以控制調(diào)整。 另對于 上部 雜填土中的滯水及粉質(zhì)粘土、 粉土 夾層 中的層間水體 ，為防止基坑開挖后，側(cè)向出現(xiàn)淅土流砂的現(xiàn)象，誘發(fā) 邊坡垮塌 基坑安全事故， 采用 在基坑一級平臺處布置 37 口集水井（集水井間距17m 左右 ），提前 抽排 疏干，保證基坑土方開挖及結(jié)構(gòu)的順利施工。 降水井 、集水井 深度及井結(jié)構(gòu) 降水井 、集水井 的深度 因抽取承壓水的目的是為了降低承壓水位，故 在具體降水過程中要盡量減少 抽水量，同時又要保證降水井的含砂量不超過有關(guān)規(guī)范要求。 由于場區(qū)地質(zhì)條件變化較大， 結(jié)合場區(qū)實際地質(zhì)條件，降水井采用中深井，深度暫定為 35m。 考慮集水井主要目的為疏干上層粉質(zhì)粘土及粉土夾層中的層間水體，故集水井 深度暫定為 12m。 井管結(jié)構(gòu) 降水井 （ W1~W29） ： 井壁管： 0～ 2m 為實管， 2～ 10m 為 濾水 管， 10～ 15m 為實管 ，15～ 35m 為 濾水 管 ， 井壁管直徑均為 250mm， 實管 側(cè)壁密封無孔隙，濾水 管側(cè)壁鉆孔，孔徑 18mm，孔距 5cm，呈梅花樁型交錯布置 。濾管外包纏 12 目鐵絲網(wǎng) 一層， 60 目尼龍網(wǎng)三層， 尼龍網(wǎng) 包扎完畢后 用 鐵絲捆綁牢實 。 武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 降水設(shè)計及施工方案 第 16 頁 共 38 頁 濾料圍填： 井管與孔壁之間 2～ 35m 圍填濾料，反濾料為直徑2～ 3mm 的綠豆砂。 粘土封孔：在濾料圍填面以上 （ 0～ 2m） 采用 風干 粘土 球 填至地表，并做好井口管外的封閉工作 。 集水井 （ J1~J37）： 井壁管： 0～ 12m 全孔下置濾水管 ， 濾水管 管側(cè)壁鉆孔，孔徑18mm，孔距 5cm，呈梅花樁型交錯布置。 濾管外包纏 12 目鐵絲網(wǎng) 一層， 60 目尼龍網(wǎng)三層 ， 尼龍網(wǎng) 包扎完畢后用 鐵絲捆綁牢實 。 濾料圍填： 井管與孔壁之間 0～ 12m 全孔 圍填濾料，反濾料 為直徑 2～ 3mm 的綠豆砂。 觀測井 ： 本次降水設(shè)計施工不另行布置觀測井，采用施工過程中尚未開啟的降水井和集水井兼著觀測井使用。 降水運行 設(shè)計參數(shù)的校核 降水井 施工過程中應(yīng)進行單井及群井抽水試驗，對前期設(shè)計參數(shù)進行校核，并對后期施工方案進行優(yōu)化調(diào)整 。 降水井 全部施工完畢后，應(yīng)進行群井聯(lián)動試驗， 再次 驗證降水效果是否滿足本設(shè)計要求。 降水井的開啟時間 為保證基坑在開挖過程中不發(fā)生突涌，根據(jù)上式取 最不利鉆孔進行計算， 按 承壓 水位 考慮， 當抗突涌分項系數(shù) 小 于 時，即 降水井井群 應(yīng) 在 基坑開挖至 地面下 (絕對標高 )時 逐漸武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 降水設(shè)計及施工方案 第 17 頁 共 38 頁 啟動 。 降水井的維持運行 根據(jù)地下水位的變化情況、土方開挖及 結(jié)構(gòu)施工 的總體安排，考慮不同的施工工況，將降水運行細化為 3 個施工段 ，具體運行方案如下 （水位按 豐水期 考慮） ： 開挖深度在 0~ 米范圍內(nèi)， 不需要開啟降水井，即地下水 承壓水位 位于開挖面以下或位于開挖面以上但不具備產(chǎn)生突涌的條件。開挖期間主要通過 集水井、 集水坑對坑內(nèi)明水及雨季積水進行抽排，保證土體干燥，方便土方開挖和外運。 開挖深度在 ~ 米范圍內(nèi) ， 根據(jù)實測水位及上覆隔水層的厚度逐漸開啟降水井井群進行抽排 。 當基坑開挖至地面下 ~ ~（ 環(huán)廊 端頭 及泵房 底板底 結(jié)構(gòu)施工） ， 開啟大部分或全部降水井 ，降水井的啟動盡量采用對稱、均勻交錯的方式開啟 。 如基坑開挖期間地下水較低，則應(yīng)根據(jù)實測地下水位、土方的開挖深度，采用 信息化施工管理 ， 可在基坑不產(chǎn)生突涌前提下合理開啟 部分 降水井進行減壓 。 基坑底板施工完畢并達到一定強度后，為減小降水井井管對結(jié)構(gòu)施工造成影響，以及減弱長期抽水對周邊產(chǎn)生的沉降，根據(jù)施工季節(jié)的地下水位，在充分考慮 底板混凝土強度 并滿足抗浮設(shè)計 的基礎(chǔ)上，合理調(diào)配 開啟井群的數(shù)量，待 結(jié)構(gòu)自身壓重與承壓水的頂托力平衡后才可停止全部深井降水。 武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 降水設(shè)計及施工方案 第 18 頁 共 38 頁 167。 4 降水 對周圍環(huán)境影響的評估與監(jiān)測 基坑開挖及降水后，承壓水位降低將使周邊土層產(chǎn)生附加荷載而導(dǎo)致相應(yīng)的沉降，對周圍建筑物及市政設(shè)施會構(gòu)成不同程度的危害。鑒于此，對可能發(fā)生的危害程度做出正確的評估是非常必要的。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)定，估算因降水而引起的地面最大沉降量可用下式計算： 式中 Δ Sw— 為承壓水水位下降引起的地面沉降量； Ms— 取經(jīng)驗數(shù)值 ～ ； δ wi — 為承壓水下降引起 i 層的附加應(yīng)力 (kPa)； Δ hi— 為 i 層厚度 (cm)； Esi— 為 i 層的壓縮模量 (MPa)。 把各分層參數(shù)及 Ms=Ms1 Ms2（ Ms1＝ ～ ， Ms2＝ ～ 代入上式得Δ Sw=。 為了反映周邊土體地面沉降的空間變化規(guī)律，可采用“天漢”軟件，得到如附圖所示的結(jié)果。 以上計算結(jié)果是根據(jù)《深基坑工程技術(shù)規(guī)定》得出的，它沒有考慮上部土層垂直向水頭分布的差異，也不考慮沉降量隨時間的變化，它僅為按彈性理論得到的最終固結(jié)沉降，這跟實際情況往往有較大出入。根據(jù)武漢市多年的基坑降水經(jīng)驗， 因為該 地段粘性土層較厚，其垂直方向上滲透系數(shù)很小，故地面沉降量隨時間的增值比較緩慢，經(jīng)大量武漢工程實踐表明：在粘性土層中，降水時間達 180 天，其固結(jié)度不超過 20％，其沉降量在降水啟動后，沉降滯后效應(yīng)非常明顯，? ??? ?n 1i E s ihiδs wiw Ms武漢王家墩商務(wù)區(qū)核心區(qū)地下交通環(huán)廊工程 降水設(shè)計及施工方案 第 19 頁 共 38 頁 在合理的降水設(shè)計和良好的施工質(zhì)量的前提下，降水引起的地面沉降量一般小于預(yù)測計算值，且沉降比較均勻。即使如此，考慮 到 預(yù)測計算值，應(yīng)充分重視對進行深井降水對周圍環(huán)境可能造成的不利影響。在深基坑開挖過程中，應(yīng)根據(jù)挖土程序的需要及基坑的施工進度，合理調(diào)整抽水井開啟數(shù)量，減小基坑周邊水位降幅。 建議監(jiān)測部門在周邊布設(shè)一 定數(shù)量的沉降監(jiān)測點、位移監(jiān)測點及地下承壓水位觀測點，特別是對沉降敏感的建構(gòu)筑物應(yīng)作為重點監(jiān)測對象，如地下排水箱涵等。有條件時，可設(shè)置孔隙水壓力計和分層沉降標。通過上述各監(jiān)測點跟蹤觀測結(jié)果要及時匯總分析，進行信息反饋，一旦發(fā)生地面沉降超標、變形過大等不良現(xiàn)象，應(yīng)立即分析原因并采取應(yīng)急措施處理。 為了反映基坑內(nèi)承壓水位及周邊土體地面沉降的空間變化規(guī)律，可采用“天漢”軟件計算，結(jié)果詳見設(shè)計計算書。 167。 5 組織結(jié)構(gòu) 施工組織結(jié)構(gòu)的建立 我單位將把本工程列為 公司 重點工程，按照高效、精干；管理跨度和管理分層統(tǒng)一；責 、權(quán)一致；命令一致；協(xié)調(diào)；彈性的原則，選派以施工過同類工程 的 同志擔任項目經(jīng)理；以施工過同類工程的高級工程師為項目總