1、盾构过中间风井端头加固降水施工方案一、 工程概况1.1 工程简介金鸡湖中间风井为苏州轨道交通1号线工程I-T-S14标【星港街站会展中心站华池街站】区间盾构隧道（总长6156.92m）的一个附属工程。金鸡湖中间风井位于苏州市工业园区金鸡湖A岛，金鸡湖总面积10768亩，湖中平均水深1.83.7m。A岛位于金鸡湖北面，距离北岸最近距离480m，高出水面约2.5m，占地面积30614 m2，施工场地面积3300m2，其中中间风井占地面积342m2。中间风井围护结构采用1200mm1350mm钻孔灌注桩（C30混凝土）+850600mm三轴搅拌桩止水帷幕，东西两端头各采用三轴搅拌桩深搅加固，加固底标2、高为-25.977m，隧道端头内底标高为-19.807m，中间风井端头共施工12口降水井，管井直径300mm，长23.5m。在两端头各设置一口观测井，孔径10CM，井管为直径为5CM的PVC管。1.2地质概况（1）气候特征苏州市地处亚热带季风气候区,四季分明,气候温和湿润,是典型的海洋性气候,多年平均气温15.7，极端最高气温38.8，极端最低气温-9.8。多年平均降水量1128.9mm，最大降水量1611.7mm，日最大降水量343.1mm，降水主要集中在69月，多年平均蒸发量1322.6mm。苏州地区50年一遇的基本风压值为0.45KN/m2。（2）工程地质区域构造资料显示，新生代以来构造3、活动主要表现为垂直升降运动，据中国岩石圈新构造时期升降幅度图，地形形变测量数据表明（19561977年），平原区20年间垂直形变速率不到-0.1mm/a，区域范围无浅层新构造明显活动痕迹，本区属地壳活动相对稳定区。根据苏州市轨道交通一号线东延段星港街站会展中心站区间岩土工程详细勘察报告，A岛风井地质及地下水状况如表1.2-1所示。表1.2-1 中间风井地质及地下水文情况层号地层名称颜色状态特征描述水文情况厚度（m） 2素填土黄褐褐灰灰黄色松散以粘性土为主，含少量碎石、碎砖及腐植物根茎。属近代人工堆积物，时代为第四系全新世（Q44），该层以路基填土为主，土质不均匀，压缩性高潜水位埋深约1.3414、.93m左右,透水性不均匀2.571粘土黄褐色褐黄色可硬塑均质致密，含铁锰质结核，夹青灰色条纹，刀切面具油脂光泽，干强度、韧性高，无摇振反应，压缩性中等渗透系数KV=2.010-7cm/s、KH=2.510-7cm/s，属不透水土层1.642粉质粘土青灰灰黄色可软塑含铁质氧化斑点，局部夹青灰色条带，含云母碎片，下部夹薄层粉土，局部粉粒含量高，干强度、韧性中等，无摇振反应，压缩性中等渗透系数KV=9.210-6cm/s、KH=1.210-5cm/s，属微透水土层1.401粉土灰黄灰色松散稍密很湿，含云母碎片，夹粉质粘土薄层，水平层理发育，干强度、韧性低，摇振反应迅速，压缩性中等微承压含水层，埋深5、37m，KH =KV=1.9710-3cm/s，为中等透水土层3.102粉砂灰色青灰色稍中密局部密实，饱和，成分以长石、石英为主，云母次之。颗粒分选磨圆度一般，水平层理尚发育，夹粉土薄层，压缩性中等6.00粉质粘土灰色软塑流塑偶见腐植物及浅灰色泥质结核，局部含贝壳碎片，偶夹薄层粉土，刀切面稍有光泽，干强度、韧性中等，无摇振反应，压缩性中等高等渗透系数KV=1.510-4cm/s、KH=1.810-4cm/s6.70（3）水文地质根据地下水埋藏条件，可将地下水分为潜水、微承压水、承压水。 潜水 潜水含水层主要由填土层组成。由于其物质组成不均匀，固结时间短，往往存在架空现象而形成孔隙，成为地下水的6、赋存空间，富水性差，透水性不均。其下部为粘性土层：上部1粘土层，均质致密，为超固结土，据先期室内试验，其渗透系数KV=2.610-7cm/s、KH=2.510-7cm/s，属不透水土层；下部2粉质粘土层，据先期室内试验，其渗透系数KV=9.210-6cm/s、KH=1.210-5cm/s，属微透水土层，因含水层渗透性差，单井涌水量较小（10m3/d）。初见水位标高1.50米左右，稳定水位标高1.80米左右，其补给来源为大气降水及地表水入渗补给，以大气蒸发为主要排泄方式。苏州地区降雨主要集中在69月份，在此期间，地下水位一般最高，旱季在12月份至翌年3月份，在此期间地下水位一般最低，年水位变幅为7、1.00m。 据区域水文资料，苏州市历年最高潜水位标高2.63m，最低潜水位标高 0.21m。 微承压水微承压水含水层由晚更新世沉积成因的土层组成，主要为1粉土、2粉砂层，为良好的赋水和透水地层。结构底板位于2粉砂层和粉质粘土层，故该含水层为对隧道施工影响较大的含水层。根据先期相邻站点抽水试验报告，1、2层渗透系数为1.9710-3cm/s，为中等透水土层，井径130mm，降深11.18m（地面以下）时单井涌水量141.36m3/d，影响半径约120m。该含水层的补给来源主要为地下径流补给，排泄方式以地下迳流及人工抽吸为主。据调查，金鸡湖南侧曾取土，取土深度达到1粉土层，微承压水含水层与金鸡湖8、水已贯通。勘察期间，测得微承压水头相应标高在1.14m左右。 据区域水文资料，苏州市历年最高微承压水头标高1.74m。最低微承压水头标高0.62m。 承压水承压水含水层由2粉土层组成，埋深较大（达30m以上），据室内试验，渗透系数为KV=1.710-4cm/s、KH=2.710-4cm/s，属弱透水土层。勘察期间实测得承压水头标高-0.17m左右，据区域资料，苏州市1990年以前最高承压水头标高在-2.70m左右，最低承压水头标高在-3.00m左右，综合考虑，本场地承压水头标高取-2.00m，该含水层补给来源应为相邻含水层的越流补给。二、降水工程设计2.1降水井平面布置降水井在端头加固区外侧分9、布，降水井之间距离为4m14.8m。降水井平面布置见图2.1-1。中间风井端头加固降水井井分布平面图2.1-1。2.2管井的具体结构降水井深度23.5m，降水井成孔直径800mm，井管为钢管，直径300mm过滤器为花管垫筋外包两层铁网。花管孔眼15mm，孔隙率35%，铁网为80目，井管外填混合砾料1-2mm。降水井管井井口地面标高2.00m,管口高出地面50cm，在包括标高为-5.69-14.29m设10m过滤器。管井的具体结构见图2.2.1。2.2-1 管井结构示意图2.3观测井管构造 观测井深度和花管位置同降水井一致，观测井孔径为10CM，井管为直径为5CM的PVC管。花管孔眼3MM，孔隙10、率35%，铁网为80目，井管外填混合砾料1-2mm。三、盾构过中间风井降水工程施工组织安排3.1 人员及设备安排盾构过中间风井前降水施工人员安排见下表：表3.11 降水施工人员安排表序号人员人数工作内容备注1技术员1记录水位观测数据并及时反馈信息2安全员1保证施工期间安全无事故3电工1负责接电线电缆4普工2安装水泵及水管表3.12 降水施工设备安排表序 号设备名称规格型号数 量备 注1冲击钻机CZ1501台2深井潜水电泵QJ200-3210台2台备用3泥浆泵BW502台4电焊机BX-3001台5切割机DE-321台6排水管76.2mm600m7测绳、测锤7根8水位仪1个9卷扬机5T1台10发电11、机500kw1台用于应急备用3.2 工期安排表3.2-1降水井施工及降水施工工期安排表项目开始时间结束时间工 期（天）备注降水井施工降水运行根据施工可调整四、施工技术措施4.1管井施工成孔施工机械选用湿钻CZ-150型冲击钻机及其配套设备。成井工艺为冲击成孔、泥浆护壁、下井壁管、滤水管，围填砂砾、粘性土、洗井等。其工艺流程如下图4.1-1。清孔下井管井壁回填粗砂及封井口洗井试抽正式抽水水位施工监测钻孔图4.1-1 管井施工工艺流程图（1）测放孔位：根据降水井井位平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件影响时，现场可作适当调整。（2）安装钻机：钻机应安装稳固水平，埋设护筒，冲锤吊起12、对中。（3）钻进成孔：开孔孔径为800mm，一径到底。钻机施工达到设计深度时，宜多钻0.30.5m。做好钻探施工描述记录。钻进过程中要确保钻机的水平，以保证成孔的垂直度偏差不得超过3mm。成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆比重控制在1.10以内。（4）清孔换浆：下井管前的清孔换浆工作是保证成井质量的关键工序，为了保证成孔在进入含水层部位不形成过厚的泥皮，当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆。钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲钻，清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐调至1.03，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆以不含泥砂为止。第一次清孔换浆是成井质量得以保证13、的关键，它将直接影响成井质量，因此施工时清孔换浆工作没有达到规定的要求绝不允许进入下一道工序的施工。（5）下井管：井管进场，应检查过滤器的滤孔是否符合设计要求。下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器，以保证滤水管能居中，井管焊接要牢固、垂直、不透水，下到设计深度后，井口固定居中。下井管过程应连续进行，不得中途停止，如因机械故障等原因造成孔内坍塌或沉淀过厚，应将进管重新拔出，扫孔、清孔后重新下入，严禁将井管强行插入坍塌孔底。（6）填砾料（中粗砂）：填砾料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m0.50m，井管上口应加闷头密封后，采14、用动水法向管侧填入砾料，并随填随测填砾料的高度，滤料应大于滤网的孔径，一般为12的中粗砂，滤料必须符合级配要求，回填至地面以下5米左右。（7）填粘性土：在采用粘性土封孔时，为防止回填时产生“架桥”现象，回填前需将粘土捣碎（粒径小于3cm为宜）后填入。回填时应控制下入速度及数量，沿着井管周围按少放慢放的原则回填。然后在井口管外做好封闭工作。（8）洗井：洗井应在下完井管、填好滤料后立即进行，采用活塞上下拉动排水洗井，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化，难以破坏，影响渗水效果。绝不允许搁置时间过长或完成钻探后集中洗井。（9）安泵试抽：成井施工结束后，在井内及时下入深潜水泵、铺设排水管道、电缆等。抽水与排15、水系统安装完毕，即可开始试抽水。（10）排水: 洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明渠内。现场设专人对排水系统进行维护，保证排水系统畅通。4.2 钻孔监测洞门钻孔检测流程图4.2-1为了确保钻孔人员的安全，首先用铁锹、钢筋等剔除洞门表面不稳定的网喷混凝土块，然后用风钻钻9个观测孔。当每孔的流水不超过30L/h时（通过观测流水不成线），方可凿除洞门。孔位布置见图3.1-1洞门检测孔位图。图4.2-2 洞门检测孔位图五、 成井质量保证措施及降水井保护5.1 质量保证措施（1）成孔直径严格控制在800mm，钻进中泥浆比重不能过浓。（2）过滤器按要求制作，花管孔隙率、垫筋高度、包网目数与层数严16、格执行技术规范，下入井中之前需进行检查，合格方可使用。（3）滤料级配必须合理，干净，不含杂质，井管居中，均匀填料。（4）洗孔及时，洗出泥浆不能再返回孔井内，如有必要，须采用空压机洗孔。5.2. 降水井管的保护降水井点打设在坑内后，带来的不利之处就是井点管会影响到土方的开挖及支撑的架设。为了保证井点管在基坑开挖及主体结构施工期间的安全，将采取如下措施：（1）井点管打设时，避开支撑位置，使井点管不影响到支撑的架设，从而减小支撑架设时对井点管的破坏。（2）土方开挖时，井点管附近土方尽可能采用人工修挖，从而避免挖掘机对井点管的破坏。（3）井点管附近土方开挖时，派专人进行看护，确保其安全。（4）井点管口17、设置警示标志，引起作业人员注意，提高保护意识。六、降水运行及监测维护6.1 降水运行方法（1）降水井在基坑地面围护结构做完基坑开挖之前开启部分水泵预先降水，以降低下部水头，便于基坑的开挖，同时进行水位观测。（2）随着基坑开挖深度的增加时，开启其它降水井运行，根据观测孔测得的地下水的水头确定开泵数量和顺序，保证坑底地下水水头始终位于开挖面下不小于1m，直至基坑内结构的上部荷载大于地下水对地下底板的浮托力后方可停止降水。（3）在降抽水时，应根据验算后需降低水位的深度，采用控制井内水位的方法进行抽水。（4）在降水运行过程中，做好各井的水位观测工作，尤其要加强对观测井的水位测定，及时掌握承压含水层水头18、的变化情况。（4）当降水井水头降至设计要求时，可适当调控井的抽水量来控制水头的下降幅度，以减少因降水而引起的地面沉降。（6）据调查，金鸡湖南侧曾取土，导致微承压含水层与金鸡湖水已贯通，降水运行时应对降水运行的记录，应及时分析整理，绘制图表，以合理指导降水工作，明确地下水补给来源，提高降水运行的效果。对停抽的井应及时测量水位，每天12次。6.2 运行技术措施（1）设专人负责降水及监测工作,保证基坑降水不间断，降水运行阶段应经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常应及时调泵并修复。（2）降水的设备（主要是深井潜水电泵）在施工前及时做好调试工作，确保降水设备在降水运行阶段运转正常。（3）工地现场应备足抽19、水泵，数量多于井数的35台。使用的潜水泵要做好日常保养工作，发现坏泵立即修复，无法修复的应及时更换。（4）降水运行阶段应有备用电源，如遇电网停电，及时通知降水施工人员，启用备用电源，进行正常降水，保证施工安全。（5）电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。（6）在施工基坑底板前，应作好止水钢环的安装，确保承压水不会沿管壁上渗。（7）降水完成后，采取“以砂还砂、以土还土”的原则，封堵井管至端头加固底部以下5m，做好降水井的保护工作，以便盾构机通过时重新启用。盾构始发降水施工安全保证措施七、安全施工措施7.1建立有效的安全管理20、组织，形成以项目管理班成员共抓、安全员主管、各作业组认真落实，并定期检查整改的良性运行体系。7.2严格遵守执行各项安全生产规章制度，各项安全操作规程挂牌，定期教育检查，违章从重处罚。7.3在危险地段设立安全标志。7.4关键工种如电、机械操作等岗位持证专职定员落实；安全防护设施合理并配齐；进入现场人员必须遵守安全防护规定；7.5抽水设备要定机定人维修保养，保证机械运行正常。7.6 降水施工过程中合理摆放电源进线，总配电箱、分配电箱的位置及线路走向，严禁任何车辆碾压电线线路。7.7施工过程中要做到一机、一闸、一保护。7.8 整个施工现场按三级配电内容形式布置（示意图表示）；总配电箱分配电箱开关箱用21、电设备，配电箱、开关箱按现场顺时针逐一编号，箱内所用开关明显的标志注明，其回路和所控用电设备等所运行的开关箱均有专人负责，整个施工现场有持证电工按时检查和不定期检查，以防发生触电事故。7.10 配电箱使用推荐产品，开关电器，装置必须端正、牢固，配电箱、开关箱应配锁，并专人负责。八、文明施工及环境保护措施8.1泥浆及置换土及时清理，归并泥浆池，尽量缩短污染时间。8.2保持现场平面整洁，各种材料、机具、操作台按平面图位置堆摆整齐。8.3定时对现场进行撒水，以防起风扬尘。8.4建筑和生活垃圾集中堆放、集中运离出岛。8.5厨房要经过防疫卫生部门审批，内外要整洁，灶具用具须干净，无腐烂变质食品，做到无蝇、无鼠、无蜘蛛网。8.6施工现场的所有人员衣着整洁、言谈举止文明，对人热情礼貌，尊重业主和监理单位领导与业务人员，诚恳接受批评和指导。8.7施工现场严禁大声喧哗、严禁打架斗殴。8.8作业人员挂牌上岗。