b浅井明沟降水深挖取土施工技术.docx

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1、平原高水位地区浅井明沟降水深挖取土施工方法简介随着国民经济的快速发展，马路铁路新建、改扩建工程日益扩大，路堤大填方工程的 土源问题已经成为马路铁路施工中的主要问题。环境爱护工作以列入国家行政主管部门议 事议程，我国人均占有土地面积很少，基本建设工程占地及用土量每年以亿立方米计算。 爱护环境，削减占用耕地面积，已成为建设单位、设计单位、地方政府及施工单位首要考 虑的问题，而解决平原高水位地区的土源问题则是施工中的关键。以前在解决平原高水位地区土源问题已取得了试验性胜利。新荷线新乡南站贾屯取土 场位于平原高水位地区，它利用深井降低地下水然后深挖取土的方法获得胜利。当时称这 种方法为“深井降水深挖取

2、土施工方法”，此种方法的技术关键是：如何解决高水位与深 取土之间的冲突。而就其方法而言目前尚未取得一个供推广运用的系统性模式，必需依据 工程水文地质条件和队伍的机械扮装配程度而定。若把这一方法看做一个系统进行探讨的 话，名称则反应了对这一系统的目的和概念的相识。所以在后面的介绍中将改用：“井点 降水深挖取土施工方法”。“井点”这一名称较比“深井”这一名称加深了内涵，它不但包 含了各种结构形式的井，还包含了各种结构形式的泵。荷兖线刘庙区段站大屯取土场通过试验比较后系用明沟结合浅井的降水取土施工方 法获得最佳效益。实践证明：解决高水位与深挖取土的方法和途径是比较广泛的。因此把 这一方法称做：平原高

3、水位地区井点降水深挖取土施工方法。凡是在此种水文地质条件下 为此目的所采纳的各种技术均属于该系统范畴。本篇主要介绍荷兖线刘庙区段站大屯取土场的施工技术及有关问题。1、自然条件：该地区属鲁西南黄河冲击平原，以农业为主，人口密集，人均耕地占有面积2.3平方米左 右；生态环境脆弱，乡镇企业逐年增加，加之基本建设用地量大，导致耕地面积逐年削减。2、地下水状况：本地区地质状况比较困难，自原地面以下4-6米深度为一弱含水层，地下水为潜水， 其主要补给来源是大气降水，雨季地下水位可上升至地表，旱季地下水位可降至地面以下 2.5-3米，应当含水层较薄，土壤颗粒较细，一般在之间。经试验测定，土 壤的渗透系数0.

4、5米/昼。无论是雨季还是旱季，一场雨水过后地下水位都会产生明显变更。 地面以下6-14米为一隔水层，主要以结合水存在。土的物理状态自上而下为软塑、硬塑， 软塑成正态曲线，自地面以下16米是一承压富含水带，承压水头距地表4.5米。3、土的工程性质评价：在设计开挖深度内，土质基本为B级填料只宜填在路基底层。土的干强度很低，用 手指捏碎，松散干燥的土被风吹浊，含水量大于30%时流淌。因此填筑路基后边坡需加防 护。该土壤振感反应剧烈，当土体含水量大于26%时，碾压后易液化成胶状，俗称橡皮土, 低于18.3%时很难压实，在6.0米以内的土体中，将。2.5与2.55.0米两层土质相混合后 再行填筑，其最佳

5、含水量是18.3%,最佳密实度为1.62g/cm3。这样既利于晾晒又易于碾压， 下沉量小于0.5%。4、取土场平面位置及地形环境为避开占用现有耕地，爱护自然环境，取土场选在原砖瓦厂取土坑，设计去土量60 万立方米。该取土场南北两侧邻排水渠，利于排水作业；北、东侧与养鱼池相连，坑内渗 水量达4-6nf7h；西邻麦田。坑内中区较南北两区平均高出0.9米，坑内较坑外平均低L 2 米。原砖瓦厂取土坑面积约6. 5867万平方米，支配取土 30万立方米。三、深井抽水试验：1、目的：按正常施工程序应在取土场确定后进行具体地地质勘察工作一一钻探。但 由于物质条件和时间限制，为满意施工要求，于是提出打井前用大

6、锅锥方法，既打了井又取了原状土样，可近似代替钻探工作，试验与运用相结合。在经济上是合理的。此取土场 共打四口4 500ninih30nl试验抽水井，四口井中，原状土化验结果表明无明显差别；于贾屯相比虽同 属于黄河冲击平原，但因所处地理位置、气候条件、水文条件、形成年头不同，土结构及 其物化性质有所不同。贾屯取土场3.0米内皆为粉粘土，再往下皆为粉砂至中、粗砂；而 刘庙大屯取土场17米才出现砂层。依据上述条件，得出结论：单纯挪用贾屯取土方是不 行行的，所以必需视大屯的客观条件、工期要求、机械设备和队伍素养确定施工方法。2、四口试验井抽水成果：A、井的平面布置，结构尺寸和基本数据：基本数据表施工时

7、间2023年4月井号建 井 时 间井口 相对 标高m井结构尺寸井 管 材 质潜水泵型号备注内经m/m进口 无效 管长m外 经m沉 淀 管 长m设 计 井 深m实 测 井 深滤 管 长型 号功 率kw扬 程m抽 水 量 m3/h管 径m/m14.70400250022524.521无砂 管8jq50-174.5175075(1) 实 测 井 深 以1 号 井 为 基 准24.10.36400350022524.621无砂 管8jq50-174.517507534.10.5400350022524.821无砂 管8jq50-174.517507544.80.3400350022523.721无砂

8、管8jq50-174.5175075现14.90506015硬 塑观24.10.9506015硬 塑现35.10.8354015硬 塑现45.10.7354015硬 塑现55.10.7354015硬 塑B、四口井抽水试验动水位线及各井降深值，如下图.C、深井抽水试验结果分析：1、本取土场潜水埋藏深度只有6米。其下部为（67米）不透水层，潜水面为：水平 面，无潜水盆存在。蒸发作用是潜水的主要排泄方式，此地区为HC03型潜水。潜水位不 能在短期内达到稳定或大幅度下降，缘由是67米为不透水层，6米内是弱含水层，土渗 透系数K=0.5米/昼（贾屯K=18m/昼）所以在抽水试验中，四个井中的水位最大降深

9、值仅 2.0米（最大降深值指的是抽水达到肯定时间后停抽，此刻所达到的位置）。当水位连续抽 至地面以下1L3米时，涌水量20（）m3/h,这主要是抽取下层承压水所至，此时抽水井位旁 观测井水位隆至7.0米，缘由是观测井处在大井砂管反滤层中，水跃值（抽水井与观测井 1# 2#的水位降程差）较大为5.0米。（土质K渗值过小所至）2、从主观上分析，地下水位的主要降深不大，与井的设计结构和建立质量有关：井 壁外包棕皮，由于水的表面张力作用，棕皮加大了水头作用；另外井壁四周砂反滤层过溥 （1（）15cm）也是造成降水效果不好的主要缘由。深井降水施工不是最佳方法。3、最优方案的选择选择方法是在可行性基础上对

10、各系统、施工队伍素养、机械装备实力及其系统兼容性 等进行比较。经比较认为浅井明沟方案为最优施工方案。四、浅井明沟方案的施工程序和方法25说明：1浅井明沟设计，排水管路、电源线路规划设计。建井施工。抽水设备安装 抽排水施工257斗1、施工程序一一如下图所示（网络图）3电源线路安装。4水泵、抽排水管、输电线路等物资筹备。6输电线路架设。8开挖名沟（循环作业）。施工时应留意在地下水埋深小于L5米时必需先利用浅井抽取地下水，待水降至稳定 水位后再开挖水沟，如运用反铲挖掘机挖的话，应考核地基承载力，勿使机械陷入泥土中; 雨季施工应留意尽量使挖出的土体马上远往卸土场晾晒，这样即可避开二次挖装，又可削 减再

11、后冲积，或尽快在现场晾晒压实做成顶面三角形排水。边坡应在1:1.31:1.5之内，避 开雨季塌方导致土方奢侈，达不到设计开挖要求。土堤做成路拱，刚好排水。沟内不得有 积水。浅井作用是：开挖前降低地下水位，为机械开挖创建条件；开挖后起集水作用，使沟 坡渗出的水和大气降雨刚好汇入井内排走。还可为抽水供应良好的工作条件。高水位时浅井明沟排水工作原理如下图示。当旱季地下水位较低明沟需先开挖时，也可用机械代人工开挖，因为机械开挖明沟必 需具备两个条件：1、水位降至施工平面以下L5米；2、土体含水量小于26%,即土体达 到足以支承机械的最大动荷载。第1个条件是根本的，水位不下降，土体内结构水是散发 不了的

12、。而建井施工则不必此条件也可。用机械在旱季代人力开挖明沟可减轻劳动强度， 争取时间，降低成本，增加效益。浅井明沟方法起主要作用的是明沟。明沟渗水截面远大于井避，对K渗值小于1米/ 昼的土质完全用井来降水既不经济又满意不了施工要求。本取土场土质由于振感反应强， 明沟开挖后土堤内地下水受机械振动而渗入沟内，起到了很好的疏干作用，明沟作用效果 非常明显。鉴于本取土场开工条件及地形状况采纳先沟后井的施工方法，挖沟的依次是先高后 低。但是东区比南区高1m,可东、北区邻渔塘，地下水位较南区高，所以东、北区放在 最终，这样，由于先挖部分降疏晾晒作用，为其它各区开挖创建了先优条件（将整个取土 场规划成三至五个

13、循环作业区）。五、浅井明沟的布置及开挖方法浅井明沟布置这里应重点考虑两个因素：一是切实达到降排水目的；二是保证施工机械的正常作业 和取土坑预留边坡的稳定。浅井明沟布置原理上依据达西定理Q=kif（Q,涌水量；k：土壤渗透系数；i：水力梯 度；f：过水断面积），因k很小，尽快解决降低水位，疏干土体所含水份，必需加大f值。 沟的过水面积远大于井避，f与Q成正比。但虽说f越大，对土体疏干和地下水位的降低 越好，可也并非随意的，首先要保证堤宽B=2R+L （R：挖土机最大工作半径：L：平安距 离）。本工地运用日本产EX330型反铲挖掘机，R=lL91m, L=2.0m； B=25.82m,取B=25.

14、0m。 即可保证机械施工平安。浅井明沟布置要同排水渠道、施工便道、最终取土退路、卸土位置等构成一个统一的 体系，相互制约。由于取土场便道受地方民众限定，排水方向、渠道已定，确定了明沟不 易过长；而取土场又受渔塘水的干扰，又限定了沟的布置形式应是纵横式。要求井沟同步 排水。沟堤开挖法有两种，一种是同步开挖；一种是沟堤交替法。沟堤同步开挖法是在明沟的基础上使明沟有序地加深、加宽。加之土堤不断随明沟的 加深而降低。并随时向土堤上抛土做为堤的一部分，这样几个土堤相互交替作业，最终将 剩余土堤一次取完。沟堤交替法是在保证汽车运输正常运行、开挖作业正常的条件下，沟堤相互交替进行, 同时使沟与堤宽度相等，高

15、差在保证正常排水的条件下保持2-2.5米，但沟堤之循环更变 导至运输道路、井位也随之而变，使工地变电器处于动荡状态。这种方法只适于大面积表 层取土，对土体晾晒非常不利。六、施工组织管理工作：本工点分以下几个子系统1、 排水系统：本系统B的是使地下水降至施工平面以下肯定深度，并将大气降水和渗透水能刚好排 走，满意设计要求和机械施工须要。为此而制定一系列技术措施和施工方法并负责实施。此系统由技术员、电工、降水班组组成。2、 挖装系统：本系统目的是接受系统5指令，按指令要求的挖装程序方法进行挖装。完成定额任务 并把所遇到的问题刚好反馈。本系统由施工员、挖掘机二台、推土机一台组成。3、 运输系统本系统

16、目的是完成运输任务，把挖出的土刚好挖运到指定地点。由平地机、洒水车、 倾卸汽车、路面养护工人组成。4、 堆填晾晒碾压系统；本系统目的是依据系统指令解决堆晾晒和碾压问题，使整个系统工作正常，保证质量。 本系统由工程技术人员、施工员、试验员及推土机、平地机组成。5、 施工组织管理系统目的是接受筛选其他相关系统信息，决策和发出指令。其组成包括队长、技术员、调 度贝。6、 机械修理及保障系统目的是使施工机械完好率。（包括各生产车间的械器设备）。7、 后勤系统本系统包括施工材料、机械配备和供应、劳保、卫生保健、饮食居住条件、文化生活。 本系统由综合办公室负责。七、大屯取土场经济效益分析大屯取土场地处平原

17、高水位地区，位于砖厂残坑，土原液限指数为PT=7077属于砂 黏土B级细料。在及其困难的条件下，经过科学试验采纳沟堤同步法施工，取得了肯定性 成果。下面对该取土场的经济效益做一下具体分析：1、施工组织管理施工管理工作包括七个子系统。科学技术是生产力，任何一项工作都离不开科学指导, 否则终以失败而告终。卸土场按施组要求分成五个填土后，这样即使运输出的土含水量过大也不怕，因为这 可分别做为卸土、晒土、摊平压实、试验、机动。各区循环作业，其间隔时间为5-7 天。各区各作业班组都有定岗值班员特地负责管理，即保证了工程质量又保证了工程进度, 同时依据设计文件要求和技术规定制定了施工技术要求和平安保证措施

18、，这都是取得好的 经济效益的必定因素。2、劳力支配和施工机械配备全队现有定岗职工173名，施工生产实行昼夜三班制作业，后勤保前线，前线保生产, 层层负责，奖惩分明。3、工程进度工程进度的快慢是衡量一个企业组织管理是否合理的标记之一，影响工程进度的因素 许多，管理上的失误、机械状况的不良、施工的影响，都干脆影响着工程进度。此工程工 作重点为：保证降排水效果和五个作业区的正常循环作业。在正常条件下，自卸车单车产 量为300-320方，日平均产量4500方左右。4、经济效益比较设计院指定取土场有3个，1#即大屯；2#位于荷泽南站砖厂残坑，因土质不适合填 筑路基而否定；3#位于荷泽郊区27Km处，地形

19、条件好，面积大 黄河沿边，取后可以引 黄河水淤积还耕，土质良好，但同1#土场比，要横跨7个村庄，干扰大，土场内积水无 处排放。土方成本要较1#土场高出1.2倍，详见分析表。本土场未占耕地，交还当地政 府后，分给村民发展养殖业，效益可观。结束语：浅井明沟降水深挖取土方法，简洁易行，既不占耕地，又不破坏自然环境， 还可为当地百姓造福，身受欢迎。实践证明是值得推广的，并在今后的工程建设中不断完 善。欢迎各界挚友指责指正。1#、3#取土场经济效益分析表（四）依次成本占地面 积取土场 地购置 费允许取 土量施工便 道修筑 费临时便 道住地 费变电 费上缴地 方管理 费降排 水费生活 水电 费人工 费材料

20、 支出费用合 计工期月出 工率运输时 间：每 车元/方万m2万元万方万元万元万元万元万元万元万元万元万元月%分123456789101112131415161#9.4976.586750.023.05331.90413.186.069.1635.00.616.127.0218.9439777.0103#16.49123.0533180.023.053340.82415.1810.069.161.427.636.0380.16391254.080沟堤更替法、沟堤同步法优缺点比较表（三）沟堤更替法沟堤同步法优点缺点优点缺点1、一次性挖深大。1、因最大挖深低于沟1、土体经过两次晾晒1、一次挖深少。2、沟堤一次挖成底2。5m而土体含后含水量近于最佳。2、沟底 大于5米高，否则3、只要保证抽水的刚水量大于30%，在2、土体不粘车斗底，削机械无法按要求加深水沟。3、好牢靠，雨季水位在卸土场地小，雨季施减附助工作量。3、从沟内取出的土体需经晾晒后地下1.5米既可保工期间困难较大。运输效率比更替法再装运卸土场，增加了二次装证机械施工正常进2、土体如粘车斗，附助高8%o运工作，且增加了二次碾压、行。工作量大，降低了运4、浅井运用寿命长。摊平工作。输效率，土体成液状混在路上。3、因沟堤不断替换，井的位置也随之变更，浅井寿命短，耗资大。