管井降水施工方案編制依據(jù)

管井降水施工方案編制依據(jù)1國家及行業(yè)現(xiàn)行標準規(guī)范1.1《建筑與市政工程地下水控制技術標準》JGJ111-2016本標準為管井降水設計與施工的核心依據(jù)，明確規(guī)定管井降水適用條件為：含水層滲透系數(shù)1m/d~200m/d，降水深度3m~30m，可用于潛水、承壓水含水層降水，對不同地層條件下管井結構設計、出水量計算、井間距布置的強制性條款必須嚴格執(zhí)行。其中第4.2.6條規(guī)定管井井管直徑應根據(jù)設計出水量、水泵類型及含水層顆粒級配確定，松散地層中管井井管直徑不宜小于300mm，基巖含水層不宜小于200mm；第5.2.3條規(guī)定井孔深度應大于設計降水深度，且潛水含水層中井孔深度應超過降水深度3m~5m，承壓含水層中應超過降水深度5m~10m，同時滿足沉砂管長度不小于2m的要求；第6.3.2條要求降水運行期間水位監(jiān)測頻率為：降水初期每8h監(jiān)測1次，水位穩(wěn)定后每24h監(jiān)測1次，出現(xiàn)水位異常時加密至每2h監(jiān)測1次。1.2《建筑地基基礎工程施工質量驗收標準》GB50202-2018本標準對管井降水施工質量驗收的強制性要求為：第5.5.2條規(guī)定管井的井位允許偏差為±100mm，井孔垂直度偏差不得大于1%；第5.5.3條要求濾料充填應連續(xù)均勻，粒徑應符合設計要求，充填量不得小于設計量的95%，洗井結束后井底沉渣厚度不得大于200mm；第5.5.4條明確降水系統(tǒng)運行后，場地地下水位應降至基坑底面以下不小于0.5m，對軟土地基、砂土地基等易產(chǎn)生流土、管涌的區(qū)域，水位降至基坑底面以下的深度應不小于1m。1.3《供水水文地質鉆探與管井施工操作規(guī)程》CJJ/T13-2013本規(guī)程細化了管井鉆探、成井、洗井等工序的技術要求：第3.2.4條規(guī)定松散地層鉆探應采用泥漿護壁時，泥漿比重應控制在1.05~1.15，黏度16s~22s，含砂量小于4%；第4.2.3條要求濾水管孔隙率應根據(jù)含水層性質確定，砂類含水層孔隙率不宜小于20%，碎石類含水層不宜小于15%，濾水管纏絲間距應符合：細砂含水層為0.75d10（d10為含水層顆粒有效粒徑），中砂含水層為1.0d10，粗砂、礫石含水層為1.5d10~2.0d10；第5.1.3條規(guī)定洗井應在成井后4h內(nèi)進行，避免泥漿護壁結皮堵塞濾層，活塞洗井的活塞直徑應比井管內(nèi)徑小20mm~30mm，上下提拉速度控制在0.5m/s~1.0m/s，洗井至出水含砂量連續(xù)3次檢測小于1/10000（體積比）為合格。1.4《建筑基坑工程監(jiān)測技術標準》GB50497-2019本標準明確了管井降水期間周邊環(huán)境監(jiān)測的強制要求：第4.2.1條規(guī)定降水影響范圍內(nèi)的既有建筑、市政管線、道路的沉降監(jiān)測點間距不宜大于20m，建筑轉角、管線接口處應增設監(jiān)測點；第5.3.5條要求基坑降水期間周邊地表沉降預警值為30mm，或單日沉降量超過3mm；地下水位變化預警值為設計降深的±500mm，超出預警值時應立即啟動應急預案，調(diào)整降水運行參數(shù)。1.5《建筑施工安全檢查標準》JGJ59-2011本標準對管井降水施工安全管控提出明確要求：第3.2.3條規(guī)定降水作業(yè)現(xiàn)場用電系統(tǒng)必須采用TN-S接零保護系統(tǒng)，水泵電纜應采用防水專用電纜，埋地敷設深度不小于0.7m，架空敷設時高度不小于2.5m；第3.2.4條要求降水井口必須設置高度不小于1.2m的防護欄桿，懸掛警示標識，停用的管井應及時封填，封填材料采用黏土球分層夯實，每層厚度不大于0.5m，封填密實度不小于93%。1.6《地下水質量標準》GB/T14848-2017本標準為降水排水水質管控依據(jù)，第5.2條規(guī)定降水排水排入市政管網(wǎng)時，pH值應控制在6.5~8.5，懸浮物濃度不大于100mg/L，化學需氧量不大于50mg/L，嚴禁未經(jīng)處理的含泥砂降水直接排入市政管網(wǎng)或自然水體。1.7《建設工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范》GB50194-2014本標準規(guī)定降水施工現(xiàn)場供電系統(tǒng)設計要求：第6.1.2條降水設備配電應設置獨立回路，每個回路控制的水泵數(shù)量不宜超過5臺，總配電箱、分配電箱、開關箱三級配電，每臺水泵設置單獨的過載、短路、漏電保護裝置，漏電保護器額定漏電動作電流不大于30mA，動作時間不大于0.1s；第7.1.3條降水系統(tǒng)必須配備備用電源，備用電源容量不小于最大運行負荷的1.2倍，主電源與備用電源切換時間不大于30s，確保降水連續(xù)運行。2項目所在地地方規(guī)范性文件2.1項目所在省《基坑工程技術標準》DBJxx/Txxx-20xx針對區(qū)域地質特點細化管井降水要求：第4.3.2條明確本區(qū)域沖積平原砂層含水層管井間距經(jīng)驗值：細砂層8m~12m，中粗砂層12m~18m，礫卵石層18m~25m；第5.2.4條要求降水前必須完成周邊2倍降水深度范圍內(nèi)既有建筑、管線的現(xiàn)狀調(diào)查，編制專項保護方案，對建成時間超過30年的磚混結構建筑、壓力管線應提前布設自動化監(jiān)測設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸。2.2項目所在市《建設工程施工現(xiàn)場排水管理辦法》明確降水排水許可辦理要求：第三條規(guī)定降水施工前15個工作日需向市政排水主管部門提交排水方案、水質檢測報告、排水去向說明等材料，辦理《臨時排水許可證》；第六條要求降水排水必須經(jīng)過三級沉淀池沉淀，沉淀池總容積不小于日排水量的1/10，每級沉淀池長度不小于3m，寬度不小于2m，深度不小于1.5m，出入口設置格柵，定期清理池底沉渣，清理頻率不低于每周1次。2.3項目所在市《建設工程環(huán)境噪聲污染防治管理規(guī)定》第九條明確市區(qū)建成區(qū)范圍內(nèi)，降水作業(yè)夜間（22:00~次日6:00）噪聲排放限值為55dB（A），確需連續(xù)降水作業(yè)的，需提前3個工作日向生態(tài)環(huán)境主管部門申請夜間施工許可，公示周邊居民后，方可作業(yè)。2.4項目所在市《基坑工程降水回灌技術導則》第3.1.2條規(guī)定當降水影響范圍超過100m、且周邊有對沉降敏感的建筑、軌道交通設施時，必須采用降水-回灌聯(lián)合措施，回灌井間距不宜大于20m，回灌量不小于總抽水量的60%，回灌水水質應符合《地下水質量標準》GB/T14848中Ⅳ類水標準，嚴禁回灌受污染水體。3項目基礎資料3.1《巖土工程勘察報告》3.1.1地層參數(shù)：明確場地含水層分布、厚度、滲透系數(shù)等核心參數(shù)，例如本項目場地0m~2.5m為素填土，滲透系數(shù)0.05m/d；2.5m~12.3m為粉細砂，滲透系數(shù)8.5m/d，為潛水含水層，水位埋深1.8m；12.3m~18.7m為粉質黏土，滲透系數(shù)0.002m/d，為相對隔水層；18.7m~26.1m為中粗砂，滲透系數(shù)32m/d，為承壓含水層，水頭埋深3.2m。依據(jù)上述參數(shù)確定管井降水目標含水層為上部粉細砂潛水含水層，若基坑開挖深度超過12m，需同時考慮下部承壓含水層減壓降水。3.1.2水文地質試驗成果：抽水試驗數(shù)據(jù)顯示單井出水量為45m3/h，影響半徑為120m，為管井數(shù)量、間距設計提供直接依據(jù)；顆粒分析試驗顯示潛水含水層顆粒級配：d10=0.07mm，d50=0.25mm，據(jù)此確定濾水管纏絲間距為0.075mm，濾料粒徑采用2mm~4mm的石英砂，滿足濾料粒徑為5d10~10d10的規(guī)范要求。3.2基坑工程設計文件3.2.1基坑基本參數(shù)：基坑開挖深度9.5m，東西長度127m，南北寬度89m，周長432m，總面積11303㎡，設計要求降水后水位降至基坑底面以下1m，即標高-10.5m（±0.00相當于絕對高程32.2m）。3.2.2支護結構形式：基坑采用φ800@1200鉆孔灌注樁+兩道混凝土內(nèi)支撐支護，止水帷幕采用雙排φ650三軸攪拌樁，樁長16.5m，插入下部粉質黏土隔水層深度4.2m，為懸掛式止水帷幕，管井需布置在支護結構內(nèi)側，避免破壞止水帷幕完整性。3.3周邊環(huán)境調(diào)查報告3.3.1周邊建（構）筑物：基坑東側12m處為6層磚混結構居民樓，建成于1992年，基礎形式為條形基礎，允許沉降值為20mm；南側18m處為城市次干路，路下埋設有雨水管（管徑1200mm，埋深2.3m）、給水管（管徑400mm，埋深1.8m）、燃氣管（管徑200mm，埋深1.2m），管線允許沉降值為10mm；西側35m處為待建空地；北側27m處為3層框架結構商業(yè)建筑，樁基礎，允許沉降值為30mm。3.3.2排水設施條件：項目南側200m處設有市政雨水管網(wǎng)接口，管徑1500mm，允許接入排水量為200m3/h，可滿足本項目最大降水排水量需求。3.4施工組織設計明確項目總工期要求為540d，其中基坑開挖及支護施工工期為90d，降水運行周期為120d（含預降水15d、基坑開挖及主體結構施工85d、回填后降水停止20d）；項目現(xiàn)場臨建設施布置：東側為辦公區(qū)，北側為材料堆放區(qū)，管井施工臨時用電容量為315kVA，已接入現(xiàn)場總配電箱，可滿足10臺鉆機同時作業(yè)用電需求。4管井降水設計計算依據(jù)4.1基坑總涌水量計算采用《建筑與市政工程地下水控制技術標準》JGJ111-2016附錄A中的潛水完整井涌水量計算公式：Q=1.366k(2H-S)S/(lgR?-lgr?)式中：k為含水層滲透系數(shù)，取勘察報告實測值8.5m/d；H為含水層厚度，為12.3m-2.5m=9.8m；S為設計水位降深，為9.5m+1m-1.8m=8.7m；R?為基坑等效影響半徑，R?=r?+R，其中R為單井影響半徑，由抽水試驗確定為120m；r?為基坑等效半徑，對于矩形基坑r?=√(A/π)，A為基坑面積11303㎡，計算得r?=√(11303/3.14)=60m，因此R?=60+120=180m。代入公式計算得：Q=1.366×8.5×(2×9.8-8.7)×8.7/(lg180-lg60)≈1.366×8.5×(19.6-8.7)×8.7/(2.255-1.778)≈1.366×8.5×10.9×8.7/0.477≈2327m3/d，即97m3/h。考慮止水帷幕的截水作用及場地地層不均勻性，涌水量取1.2倍修正系數(shù)，修正后總涌水量為2327×1.2≈2792m3/d，即116m3/h。4.2單井出水量計算單井出水量采用經(jīng)驗公式q=120πrl√k計算，其中：r為濾水管半徑，設計采用φ300mm井管，濾水管半徑為0.15m；l為濾水管有效長度，設計為6m；k為含水層滲透系數(shù)8.5m/d。代入計算得：q=120×3.14×0.15×6×√8.5≈120×3.14×0.15×6×2.915≈988m3/d，即41m3/h，與抽水試驗實測值45m3/h偏差小于10%，滿足設計要求。4.3管井數(shù)量計算管井數(shù)量n=1.1Q/q，其中1.1為備用系數(shù)，代入數(shù)據(jù)得：n=1.1×2792/988≈3.1，取整為4口？不對，等下，這里應該是修正后的總涌水量是2792m3/d，單井出水量988m3/d？不對，剛才的q計算是988m3/d，也就是41m3/h，總涌水量是2792m3/d即116m3/h，所以n=1.1×116/41≈3.1，取整為4口？不對，實際工程中還要考慮井間距，所以這里應該補充：結合基坑邊長，井間距控制在12m~15m，最終確定管井數(shù)量為28口，其中24口為工作井，4口為備用井，滿足降水儲備要求。哦對，剛才的計算是理論最小值，實際要結合布置，所以這里要說明：理論計算最小井數(shù)為4口，但為保證水位降深均勻，避免局部水位過高，結合基坑周長432m，按15m間距布置，共設置28口管井，單井負擔降水量為2792/28≈99.7m3/d，遠小于單井設計出水量988m3/d，具備充足的降水余量。4.4降水漏斗影響范圍計算采用潛水含水層降水漏斗半徑公式R=2S√(kH)，代入S=8.7m，k=8.5m/d，H=9.8m，計算得R=2×8.7×√(8.5×9.8)≈2×8.7×√83.3≈2×8.7×9.13≈159m，說明降水影響范圍為基坑外159m，覆蓋東側居民樓、南側市政管線區(qū)域，因此需在該區(qū)域布設12口回灌井，控制地下水位變幅不大于0.5m，滿足周邊建筑沉降控制要求。5施工工序管控依據(jù)5.1管井施工準備5.1.1技術準備：組織施工、技術、質量人員熟悉勘察報告、設計文件及規(guī)范要求，完成圖紙會審，對管井定位、井深、濾料級配等參數(shù)進行復核，編制技術交底文件，對作業(yè)班組進行三級技術交底，交底內(nèi)容包括施工工藝、質量標準、安全注意事項，交底記錄簽字齊全。5.1.2材料準備：井管采用φ300mm無砂混凝土濾水管，抗壓強度不小于15MPa，孔隙率≥25%，進場時檢查出廠合格證、強度檢測報告，每20節(jié)井管抽取1節(jié)進行外觀檢測，管壁裂縫寬度不得大于0.5mm，缺角面積不得大于10c㎡；濾料采用2mm~4mm石英砂，含泥量不大于1%，進場時進行顆粒篩分試驗，不合格材料嚴禁使用；黏土球采用直徑20mm~30mm的優(yōu)質黏土，含水率控制在15%~20%，用于井管上部封層。5.1.3設備準備：采用SPJ-300型回轉鉆機，鉆頭直徑φ600mm，進場前檢查鉆機性能，確保鉆進深度、垂直度控制精度滿足要求；配置泥漿泵、活塞洗井器、空壓機、潛水泵等設備，潛水泵額定流量為50m3/h，揚程25m，滿足單井抽水要求，每臺水泵配備揚程、流量檢測報告，進場后進行試運轉，運轉正常后方可使用。5.2成孔施工5.2.1測量定位：采用全站儀按設計坐標放樣井位，放樣后用鋼筋做標記，偏差不大于50mm，放樣完成后報監(jiān)理單位復核，簽字確認后方可開鉆。5.2.2鉆機安裝：鉆機安裝平穩(wěn)，底座水平，用水平尺檢查鉆機轉盤水平度偏差不大于2mm，鉆桿垂直度偏差不大于0.5%，開孔前采用十字線對中，鉆頭中心與井位標記偏差不大于20mm。5.2.3鉆進施工：采用正循環(huán)泥漿護壁鉆進，開孔時輕壓慢轉，鉆進至5m深度后調(diào)整鉆進速度，松散砂層鉆進速度控制在0.5m/min~1.0m/min，黏土層鉆進速度控制在1.0m/min~1.5m/min；泥漿指標隨地層變化調(diào)整，砂層鉆進時泥漿比重控制在1.1~1.15，黏度20s~22s，含砂量小于4%，鉆進過程中每2m檢查一次泥漿指標，每10m檢查一次孔斜，孔斜偏差不大于1%。5.2.4終孔驗收：鉆進至設計井深（本項目為16m，超過降水深度5.5m，滿足規(guī)范要求）后，停止鉆進，采用測繩測量孔深，偏差不大于±200mm，采用井徑儀測量井徑，偏差不大于設計值的±50mm，驗收合格后報監(jiān)理單位簽字確認。5.3井管安裝與濾料充填5.3.1清孔換漿：終孔后采用泥漿置換法清孔，將孔內(nèi)泥漿比重降至1.05~1.10，黏度16s~18s，含砂量小于2%，清孔后孔底沉渣厚度不大于100mm。5.3.2井管安裝：井管采用托盤吊裝法安裝，底部設置2m長沉砂管，沉砂管底部封閉，管壁不開孔；沉砂管上部連接6m長濾水管，濾水管外包裹兩層40目尼龍網(wǎng)，綁扎牢固；濾水管上部連接實管，實管頂部高出地面0.3m；井管連接采用套接，接口處纏繞3層防水膠帶，確保密封性，井管安裝完成后檢查管身垂直度，偏差不大于1%。5.3.3濾料充填：采用自流充填法，沿井管四周均勻連續(xù)填入濾料，避免單側充填導致井管偏移，充填過程中每填入1m高度采用測繩測量一次充填高度，確保充填連續(xù)無斷層，濾料充填至濾水管頂部以上2m后，停止充填濾料，改用黏土球封填至地面以下0.5m，上部采用素土夯實封口。5.4洗井與抽水試驗5.4.1洗井：成井后4h內(nèi)完成洗井，先采用活塞洗井，活塞上下提拉10次~15次，將井管內(nèi)泥漿、濾層雜質帶出，然后采用空壓機洗井，風壓控制在0.6MPa~0.8MPa，洗井時間不少于2h，直至出水清澈，連續(xù)3次檢測含砂量小于1/10000（體積比）為合格。5.4.2單井抽水試驗：洗井完成后進行單井抽水試驗，穩(wěn)定抽水時間不少于8h，測量單井出水量、水位降深，實測單井出水量不小于設計值的90%，水位降深滿足設計要求，若出水量不足，應重新洗井或調(diào)整濾管參數(shù)。5.4.3群井試抽水：所有管井施工完成后進行群井試抽水，連續(xù)抽水72h，監(jiān)測基坑內(nèi)各點水位，確保水位降至設計要求的-10.5m以下，若局部區(qū)域水位未