地铁区间地下水控制施工方案.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流地铁区间地下水控制施工方案.精品文档.目录第一章 工程概况11.1工程概况11.2工程地质水文地质条件11.2.1工程地质情况11.2.2水文地质情况31.3 正线隧道设计概况3第二章 地下水控制方案设计52.1施工降水方案概况52.1.1地下水控制目的及原因52.1.2地下水控制方案62.2正线隧道涌水量计算82.3降水井计算82.4受降水漏斗影响高差计算82.5观测井布置92.6地面沉降92.7 降水监测112.8降水对周边环境的影响评价112.8.1 管线分布及周边建筑物情况112.8.2 降水施工对周边环境影响并采取措施122.9其他
2、降排水施工措施13第三章 施工方法与施工组织133.1技术要求133.2主要施工方法143.2.1工艺流程143.2.2施工方法14第四章 施工保证措施164.1施工技术保证措施164.1.1地下水降不下去164.1.2地下水位降深不足或降水速度慢174.1.3防止降水对周边环境影响的处理措施184.2施工质量保证措施194.3施工进度保证措施194.3.1项目管理组织体系204.3.2主要机械设备进场计划204.3.2劳动力进场计划214.4安全保证措施214.4.1施工安全注意事项214.4.2确保环境安全和施工安全的监控量测保证措施214.4.3临时用电安全措施224.5文明施工保证措施
3、224.5.1城市生态控制措施224.5.2成孔过程中泥浆处理措施234.5.3抽排水控制措施23第五章 附件23 附件1:火炬园高殿区间隧道降水井平面布置图 附件2:各降水井编号及设计孔深汇总表第一章 工程概况1.1工程概况火炬园站高殿站区间为厦门市轨道交通工程一号线一期工程部分,区间线路起于火炬园站后,线路以750m(右线)/800m(左线)半径向西北并行偏转,途中至火炬北路、嘉园路与嘉禾路交叉路口后,线路又以反方向曲线向北偏转,曲线半径350m(右线)/360m(左线),后回至嘉禾路向,进入高殿站,区间左、右线间距9.35m15m,总长1244.479m(右线)/1251.477m(左线
4、,长链8.597米),区间起止里程YDK10+960.292YDK12+204.771/ZDK10+961.891ZDK12+204.771,区间范围内现状地面标高20m35m。区间线路以26.2(右线)/19(左线)的坡度下行至亚热带植物花卉中心,后转而上行,以21.85(右线)/20.7(左线)的坡度进入高殿站,轨面标高-3.336m13.650m,区间隧道最大埋深约25.72m,最小埋深约10.78m。火高区间平面图详见图1-1。图1-1 火高区间平面图1.2工程地质水文地质条件1.2.1工程地质情况火高区间隧道穿越段围岩不良地质现象不发育,特殊性岩土主要为人工填土、软土、残积土及风化岩
5、。本区间隧道上覆隧道地层自上而下主要为第四系人工填土层(杂填土、素填土)(Qs),第四系上统海陆交互沉积层(Q3mc)淤泥质黏土,第四系上统冲洪积层粉质黏土、中砂,第四系残积层(Qel)砂质黏性土、砾质黏性土、辉绿岩脉残积土;下伏基岩主要为燕山晚期侵入岩-中粗粒花岗岩(),局部辉绿岩脉()穿插于花岗岩中,受区域地质构造和风化作用,中等微风化基岩面起伏较大。根据地勘资料显示隧道穿越段围岩主要为燕山晚期侵入花岗岩()。花岗岩残积土一般呈灰黄与灰白相杂的花斑色,除石英颗粒外,其它矿物基本风化为高岭土(属亲水矿物);土中砾石级颗粒一般占7.933.1%,大多属砂质黏性土,少部分为砾质黏性土,为不连续级
6、配土;土体孔隙率高,干燥状态颗粒间有一定结合力,遇水后由于亲水矿物迅速与水相结合,形成泥状物,导致强度急剧降低;地下水位以下,0.5mm以下细粒土多呈可塑状态。在动水压力作用下,细粒土易流失,使渗透系数不断增大,从而产生涌泥和塌坍现象。 岩体风化分带比较明显,一般随着深度的增加,自上而下岩体的风化程度由全风化带向中微风化带过渡。全强风化带除石英外其它矿物基本风化为黏土矿物(主要为高岭土),岩石结构仍可辨,颗粒间结合力完全丧失,岩体呈砾质黏性土或砂质黏性土状,遇水后强度易急剧降低,地下水位以下细粒土呈软塑流塑状,工程性能与花岗岩残积层有相似之处。花岗岩风化带的另一主要特点是差异风化现象特别明显,
7、残积层及全、强风化带中普遍存在中等微风化残余体(孤石),中等风化带中也存在强风化岩体囊状风化带特征,风化带的均匀性差,风化界面复杂。图1-2 火高区间隧道左线地质纵剖面图图1-3 火高区间右线隧道地质纵剖面图1.2.2水文地质情况(1) 地表水及地下水的类型及赋存场区地表水系不发育。地下水按赋存介质分为三类:赋存于第四系冲洪积层的第四系松散岩类孔隙水;赋存于残积层及基岩全风化带中的风化残积岩孔隙裂隙水;赋存于基岩中的基岩裂隙水。(2) 地下水补给、径流、排泄及动态特征场区松散岩类孔隙水、风化残积孔隙裂隙水及基岩裂隙水均直接或间接靠大气降水补给,但补给程度有一定差异。出露高程较大的裸露基岩区完全
8、接受大气降水补给,大气降水沿基岩裂隙下渗,汇集形成基岩裂隙水;延伸至沟谷洼地及台地覆盖层下的基岩构造带中的裂隙水,由于补给区位置高,地下水多具承压性质。基岩风化残积层孔隙裂隙水除接受大气降水补给外,尚有基岩裂隙水的侧向补给或托顶上渗补给。松散岩类孔隙水则主要接受上述两类地下水侧向补给,大气降水直接补给则变为次要,因为松散岩类孔隙水含水岩组上部往往具有一层渗透性能较差的黏性土、黏性素填土或混凝土地面,局部可能接受植物灌溉或生活用水渗漏补给。地下水的运动主要受地形、地貌的控制,基岩裂隙水及风化孔隙裂隙水向低处汇流。第四系松散岩类孔隙水向筼筜湖方向汇流。地下水的动态变化受年降水量变化规律的控制,地下
9、水位一般3月开始上升,9月逐渐下降,56月为最高水位,12月至翌年2月为最低水位,其变化幅度又因地形、含水层的不同而有差异,总体上基岩裂隙水和风化残积孔隙裂隙水水位随降雨变化较大。地下水稳定水位高程27.0334.76m,埋深2.25.5m。1.3 正线隧道设计概况区间隧道采用矿山法施工,一般段截面为单洞单线马蹄形断面,其中在隧道下穿第二西通道(待建)处加厚二衬,在1、3号线联络线与区间正线交汇段设单洞双线马蹄形段大断面(含射流风机段断面和联络线段断面),区间设置竖井及横通道3处,1#竖井设在火高区间与1、3号线联络线交汇处,区间隧道各断面型式、施工工法及、支护等情况见下表。表1.1 火高区间
10、隧道设计概况断面形式单洞单线断面单洞单线a断面单洞单线b断面单洞单线a断面单洞单线b断面单洞单线c断面下穿第二西通道段单射流风机段联络线通道段大断面开挖方法全断面法台阶法台阶法环形导坑预留核心土法环形导坑预留核心土法环形导坑预留核心土法环形导坑预留核心土法环形导坑预留核心土法双侧壁导坑法超前支护超前小导管/单层(拱120)42 L=3m 纵环:1.50.3m单层(拱120)42 L=3m 纵环:1.50.3m单层(拱120) 42 L=3m 纵环:1.50.3m双层(拱120) 42 L=3m 纵环:1.50.3m单层(拱120) 42 L=3m 纵环:1.50.3m单层(拱120) 42 L
11、=3m 纵环:1.50.3m双层(拱120) 42 L=4.5m 纵环:1.50.3m初期支护钢筋网/80.20.2m单层80.20.2m单层80.150.15m双层80.150.15m双层80.150.15m双层80.150.15m双层80.150.15m双层80.150.15m双层喷射砼(C25,P6)80mm220mm220mm300mm300mm300mm300mm300mm350mm钢架/221m格栅钢架,拱墙设置220.75m格栅钢架,拱墙设置220.75m格栅钢架220.5m格栅钢架I20a 0.5m工字钢架220.5m格栅钢架220.5m格栅钢架220.5m格栅钢架 I20a
12、0.5m工字钢架钢架连接筋/221m 双层221m 双层221m 双层221m 双层221m 双层221m 双层221m 双层221m 双层锚杆22 L=2.5m 22 L=2.5m 22 L=2.5m 22 L=3m 22 L=3m 22 L=3m 22 L=3m 22 L=3m 25中空锚杆 L=3.5m 纵环:22m梅花形拱墙范围设置纵环:22m梅花形拱墙150范围设置纵环:1.52梅花形边墙范围设置纵环:1.52m梅花形边墙范围设置纵环:12m梅花形边墙范围设置纵环:12m梅花形边墙范围设置纵环:12m梅花形边墙范围设置纵环:12m梅花形边墙范围设置纵环:12m梅花形边墙范围设置初支背
13、后注浆采用32 *3.5钢管,环纵间距3m*3m,长90cm。防水层高分子自粘型EVA防水板+土工布缓冲层(400g/m2),环向施工缝采用中埋式钢边橡胶止水带+注浆管+混凝土界面处理剂(水泥基渗透结晶型防水涂料),纵向施工缝采用镀锌钢板止水带+注浆管+混凝土界面处理剂。特殊地段施工缝采用止水胶+注浆管+止水胶(如楼板施工缝等非迎水面);变形缝防水采用背贴式橡胶止水带(中孔型)+中埋式橡胶止水带。二次衬砌C40,P10防水钢筋混凝土300mm300mm300mm300mm300mm300mm450mm350mm550mm450mm二衬背后注浆采用32 *3.5钢管,每环6根,纵间距6m,长45
14、cm。第二章 地下水控制方案设计2.1施工降水方案概况2.1.1地下水控制目的及原因火高区间隧道处于嘉禾路交通要道,且周围构筑物紧密。区间隧道穿越段围岩多属于V级,开挖采用矿山法施工。洞身大部分段处于残积黏性土、全风化及散体状强风化花岗岩等软弱围岩地质带(火高区间软弱围岩地质段统计表地质段统计详见表2.1),受地下水的渗透和浸泡作用围岩易软化、崩解,严重时呈稀泥状,隧道开挖形成凌空面后易失稳发生坍塌,甚至“冒顶”等现像,严重危害隧道施工安全以及周边构筑物、道路、管线的安全。同时火高区间隧道施工工期紧张,地下水的危害会造成隧道施工困难。因此为确保施工安全和进度,采取有效措施降低隧道开挖面地下水位
15、必不可行,经过业主和设计、地勘、监理等多方进行研究和讨论,最终拟对火高区间隧道采用井点降水施工降低地下水位。表2.1 火高区间软弱围岩地质段统计表线路区间里程围岩特点火高右线YDK10+960YDK11+042呈漏斗状,拱部全风化、散体状强风化花岗岩,下部微风化花岗岩YDK11+070YDK11+167呈漏斗状,拱部全风化、散体状强风化花岗岩,下部微风化花岗岩YDK11+212YDK11+378残积砂质粘性土YDK11+378YDK11+473碎裂状强风化花岗岩、散体状强风化花岗岩YDK11+473YDK11+580残积砂质粘性土YDK11+580YDK11+910全风化花岗岩、散体状强风化花
16、岗岩YDK12+080YDK12+204碎裂状强风化花岗岩,YDK12+170处遇孤石火高左线ZDK10+170YDK10+222强风化凝灰岩ZDK10+222ZDK10+345拱部凝灰熔岩残积土,下部全风化花岗岩ZDK10+345ZDK10+370全风化全风化花岗岩ZDK10+457ZDK11+479呈漏斗状,拱部凝灰熔岩残积土,下部散体状强风化花岗岩ZDK10+479ZDK10+537全风化凝灰岩,散体状强风化花岗岩2.1.2地下水控制方案2.1.2.1降水方案本此降水施工工程拟采用管井降水法,主要针对开挖面处于残积土、全风化岩、强风化岩等受地下水危害大的围岩进行降水,(当开挖面全断面全部
17、处于中风化或微风化岩时,因受地下水危害较小,暂不进行)。本降水工程设计应保证将地下水位控制在隧底以下不少于100cm处(若降水井钻入中风化或微风化岩,入岩深度不小于5m),确保隧道开挖施工处于干燥状态。2.1.2.2降水井布设降水效果应保证隧道内地下水处于隧道底板以下至少1m;或处于中风化、微风化岩岩面以下2m。降水井点布置以“尽量避开对嘉禾路交通及正线隧道施工区域影响”为原则,因火高区间隧道多处于嘉禾路正下方,降水井设计处于相邻隧道之间施工困难且存对施工安全造成极大威胁。因此降水井尽量设计在隧道外侧,同时尽量靠近城市绿化带或人行道,尽量减少施工临时占道对城市交通的影响。部分区域降水井施工对周
18、边影响较小时可布设在两隧道之间,以提高降水井工程的经济性。为充分发挥降水井效果,降水井距离区间隧道距离以35m为宜,并根据周边环境及施工情况进行动态调整,尽量错开对周边环境扰动区域,并利于抽排水,但最大距离不得超过10m,同时降水井距离隧道开挖范围不小于2m。根据厦门地区水文地质及降水施工经验,隧道降水井间距一般不超过20m,对于补给源较大的全风化岩及强风化岩区域适当加密;结合现场场地实际条件,并考虑群井效应及降水漏斗影响,通过降水量计算,本区间降水区域段降水井实际距间为1015.0m。2.1.2.3降水井构造设计依据本场地水文地质条件及隧道开挖深度,结合隧道降水经验,本隧道降水采用小口径井点
19、降水。降水井主要由井管、水泵、抽水管等组成。1. 井管本工程施工降水采用周边管井降水,根据场地的地层条件,管井开孔孔径210,钻孔成孔管径147mm。管井由滤水管、吸水管、沉砂管三部分组成。详见图2-1。滤水管:采用127mm的钢管,滤管段钻孔8 150梅花形钻眼,并防止降水过程中细砂渗入滤管影响降水效果,滤管外壁应采用双层过滤网,过滤网采用40目尼龙滤网,通过缠铅丝将滤水管包裹紧密。钢管每节长6m,各节管要求顺直且连接牢固,井壁与井管之间及井底以上1.0m范围以810mm砂砾料填充。 为防止地表水回灌入井内 ,钢管高出地面500mm,同时距井口1m范围采用粘土夯填密实。吸水管:采用50mm钢
20、管,吸水管下端应深入到滤水管滤管段上端,并与潜水泵相连。防止地表水回灌入井内 ,吸水管应高出地面500mm左右,且采取措施固定到滤水钢管井口段,并采用钢板封顶。沉砂管:采用与滤水管同直径钢管,下端用钢板封底。2.水泵根据单井涌水量、管井长度选定抽水机具为100SQJ10-48/16潜水泵,流量:15m3/h,扬程25m,电机功率2.2kW。3.排水管因降水井分布区域多处于市政公路上或附近,因此需要采用人工凿孔施做排水沟,并采用PVC管做为排水主管路,排水管直径150mm。排水管与附近雨水管道水道接通。 4.降水井井身过滤系统 井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料,滤料为810mm砂砾料,滤料填至
21、井口下1m左右时用粘性土填实夯平。图2-1 降水井构造示意图2.2正线隧道涌水量计算2.3降水井计算经过综合考虑及计算,拟施工降水井142口(不含水位孔),降水井平面布置图详见附件1,各降水井编号及打设深度详见附件2。2.4受降水漏斗影响高差计算本工程降水井形成井点系统,考虑群井效应的有利影响(各个单井水位降落漏斗彼此发生干扰,产生群井效应,单井涌水量比计算的要小,但总的水位降低值大于单井抽水时的水位降低值),将两个降水井之间的中心点处视为水位最高点,计算受降水漏斗影响的降水高差。由于降水漏斗的降落曲线以降水井为中心向外扩散,与降水井对比处于等半径位置时降落曲线高程一致。1.1m式中:水力坡度
22、,一般取0.1;井管壁至基坑或相邻两井间中点的水平距离(m),取L1=11m。即降水时的水位最高处比降水井处水位高1.1m,要求降水深度基坑深度+h。由于隧道仰拱为圆弧型,因此实际布设降水井深度均满足要求。2.5观测井布置为确保降水施工的顺利进行,设置观测井对降水效果进行观测,确定实际的土层渗透系数,在隧道降水期间应由监测单位加强地下水位和周边环境的变形观测。2.6地面沉降场地地下水主要赋存于第四系土层中,在主体结构抗浮措施未发挥作用前降水井应保持连续工作,同时周围土体会产生一定的地面沉降。计算结果表明,降水引起的沉降量约为1827mm。考虑到正线隧道开挖又会引起地面沉降,因此总沉降量将超过3
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- 地铁 区间 地下水 控制 施工 方案
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