降水专项方案(技术不可行)

丰台区王佐镇佃起村居住项目D1、D2公建

施工降水专项方案

（技术不可行）

编制人： 审核人： 审批人：

派力工程有限公司

2013年06月22日

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目 录

1编制依据 .................................................................................................................................... 3 2工程概况及周边环境条件 ........................................................................................................ 3 3工程地质、水文地质条件 ........................................................................................................ 4 4不采用帷幕隔水方法理由和依据 ............................................................................................ 8 5水量计算方法及预估总抽水量 ................................................................................................ 8 6单井、排水管网设计 .............................................................................................................. 12 7降水管井施工 .......................................................................................................................... 14 8管井降水对施工安全和环境影响的评估 .............................................................................. 16 9抽水量计量方法、计量设施和措施 ...................................................................................... 16 10地下水综合利用 .................................................................................................................... 17

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1 编制依据

1、业主提供的资料

（1）《王佐住宅项目（A ~ E 栋）岩土工程勘察报告》 （2）《王佐住宅项目（A ~ E 栋）基础底板图》。 2、相关技术标准

《建筑基坑支护技术规程》（DB11/4-2007）

《北京市建设工程施工降水管理办法》（京建科教[200]1158号） 《北京市建设工程施工降水管理办法实施细则》（京建科教[2008]92号） 《北京地区城市建设工程地下水控制技术导则》（室规发[2010]693号）

2 工程概况及周边环境条件

本工程建设场地位于北京市丰台区王佐镇，长青路南侧。场区地形基本平坦，勘察期间实测的钻孔孔口处地面标高为51.17～52.03m。

需进行支护部位为商业楼大的北侧D1、D2楼，本工程±0.00为52.60，不算集水坑基坑最大深度为-8.65m，即绝对标高43.95处。

北 图1 工程地址示意图 图2 场地环境条件

项目地点 拟建场地位置示

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3 工程地质、水文地质条件

3.1 地层土质概述

根据现场勘察及室内土工试验成果，将本次勘探深度（最大深度20.00m）范围内的岩土层划分为人工堆积层、新近沉积层、第四纪沉积层及古近纪沉积岩层四大类，并根据各岩土层岩性及工程性质指标进一步划分为5个大层及亚层，现分述如下：

表层为人工堆积之一般厚度为0.50～2.20m的粘质粉土素填土、粉质粘土素填土①层及房渣土①1层。

人工堆积层以下为新近沉积之粉质粘土、粘质粉土②层及重粉质粘土、粉质粘土②1层。 新近沉积层以下为第四纪沉积的粉质粘土、粘质粉土③层及粘质粉土、粉质粘土③1层；碎石④层及粉质粘土、粘质粉土④1层。

第四纪沉积层以下为古近纪沉积全风化页岩⑤层。 3.2 拟建场区地下水条件

3.2.1本场地岩土工程勘察期间（2012年11月上旬）于钻孔中量测到2层地下水，现场实测的各层地下水类型、水位埋深及标高参见表2（“地下水水位量测一览表”）。

地下水水位量测一览表 表2 序号 1 2 地下水类型 潜水 层间水（具承压性） 稳定水位埋深（m） 2.30~3.70 3.10~3.60 稳定水位标高（m） 48.30~49.48 47.97~48.71 注：深部碎石④层中仍有地下水，地下水类型为承压水，且与上述第2层地下水连通，具有相同的承压水头。

3.2.2 历年最高水位

工程场区近3～5年及历年（自1955年以来）最高地下水位均接近自然地面。 3.2.3地基土的腐蚀性

根据本次试验成果及周边已有勘察资料，依据《岩土工程勘察规范》（GB 50021－2001，2009年版）中的有关标准评价：拟建场地上述第1层地下水水质对混凝土结构具有弱腐蚀性，第2层地下水水质对混凝土结构具有微腐蚀性；在干湿交替的条件下，上述第1、2层地下水水质对

钢筋混凝土结构中钢筋均具有弱腐蚀性。

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3.2.4 场地主要含水层及其渗透系数（取自细则经验值） 地层编号 ② ③1 ④ 岩土名称 粉质粘土 粉质粘土粘质粉土 碎石 渗透系数k（m/d） 0.5 2.0 15 含水层平均厚度（m） 0.5 1.5 6.0

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本工程典型的地质剖面如下图所示，详见勘察报告。

1252.01351.55A-E栋1551.61651.78基底标高

1-1剖面图

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2151.80351.55A-E栋2451.62651.78

2-2 剖面图

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4 不采用帷幕隔水方法理由和依据

根据《北京地区城市建设工程地下水控制技术导则》（室规发[2010]693号），若地下水位位于基底以上且基底以下存在厚度超过5.0m的砂卵石层时，可认为帷幕止水技术不可行。

根据场地勘察报告所揭示的地层条件（参见典型剖面图1-1及2-2 ），本工程设计基底高程为43.95，在第二层承压水中，且距离④层碎石承压水层最薄处仅为0.24m，两层承压水头均在47.97~48.71，高于本工程基底4.0m左右。

承压水压力水位高度按：H×γ/（Hw×γw）≥Ks控制（H为承压含水层顶板至开挖槽底的土层厚度，γ为土的重度，Hw为压力水头高度，γw为水的重度，Ks为安全系数，取1.2）；若开挖槽底在承压水含水层顶板以下，承压含水层底板以上，要求降至槽底以下0.5—1.0m；

本工程要求H大于（4×10）×1.2/20=2.4m，如果考虑集水坑及等因素，上覆土层厚度应大于3.0m，现状最薄处只有0.24m，不能满足要求。

第④层碎石土层厚度平均6.0m左右，④1层粉质粘土层厚度1.20m左右，起伏不定，不能作为止水帷幕的隔水层，因此该工程基底以下5.0m之内无稳定分布且连续的隔水层，由此可以认定符合基底至隔水层超过5米的规定，属于采用帷幕隔水方法在技术上不可行的条件，可以进行施工降水。

5 基坑水量计算方法及预估总抽水量

本工程基坑最大开挖深度9.05米（集水坑暂按1.0m深考虑），基坑降水面积约23m2，抽水周期约150天，降水涉及到第一层地下水（潜水）、第二层承压水及第④层碎石土层承压水层，第一层地下潜水量较小，以疏干为主；第二层承压水以疏干或降低水头为主；碎石土层承压水以降低水头为主。综合考虑后，本工程决定选用较成熟的管井降水法进行施工降水。 5.1 含水层的基本特征

工程场区潜水天然动态类型属渗入～径流型，主要接受地下水侧向径流方式补给，以地下水侧向径流及越流为主要排泄方式。其水位年动态变化规律一般为：6月～9月份水位较高，其他月份相对较低，水位年变幅一般小于2.00m。 5.2 相关参数的确定

根据勘察报告所揭示的场地地层条件、含水层岩性特征，各含水层厚度见下表：

表2 场地主要含水层及其渗透系数（取自细则经验值）

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地层编号 ② ③1 ④ 土层名称 粉质粘土 粉质粘土粘质粉土 碎石 渗透系数k（m/d） 0.5 2.0 15 含水层平均厚度（m）及 承压水头高度 0.5 5.0 6.0 基坑涌水量计算涉及的主要参数取值如下： 基坑降水面积约23m2 ，抽水周期约150天，上层潜水以疏干为主，承压水水位降深S=5.50米，包括浅水层。实取6.0米，参照表2可知，本次降水主要降低③1粘质粉土、粉质粘土层及第④层碎石土层的承压水位。 1、基坑等效半径r0

r0A/ =30.4m 61.69m 式中：A等效基坑面积，为23m2

2、 降水影响半径R 1）、③1层粘质粉土

潜水含水层： R=2SkH=0.5米 式中：

R降水影响半径(m)

S 水位降深(m)，本工程取0.5m

k含水层的渗透系数(综合取0.5m/d) H含水层厚度(m)，取0.5m 2）、④层碎石

潜水含水层： R=2SkH=170米

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式中：

R降水影响半径(m)

S 水位降深(m)，本工程取6.0m

k含水层的渗透系数(综合取20m/d，由于碎石中填充粘土，渗透系数综合取值) H含水层厚度(m)，取10.00m

3、 基坑涌水量Q 1）、③1层粘质粉土

计算模型：均质含水层潜水完整井，基坑远离边界 Q=1.366k(2H-S)S/lg(1+R/r0) 式中：k渗透系数(m/d)， H潜水含水层厚度(m)，

S基坑水位降深(m)， R降水影响半径(m) r0基坑等效半径(m) 计算得： Q =24.05m3/d 2）、④层碎石

计算模型：均质含水层潜水完整井，基坑远离边界 Q=1.366k(2H-S)S/lg(1+R/r0) 式中：k渗透系数(m/d)， H潜水含水层厚度(m)，

S基坑水位降深(m)，

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R降水影响半径(m) r0基坑等效半径(m) 计算得： Q =2802m3/d 4、预估总抽水量

Q前=βQsumd

由于为土钉墙支护，地下室面积较小，抽水周期按90天计，查细则表β取值如下：

基坑涌水量折减系数β取值表 降水井类别 潜水井 承压水井 d＜30天 30天≤d≤100天 d＞100天 s/H<1/3 s/H<2/3 s/H>2/3 s/H<1/3 s/H<2/3 s/H>2/3 s/H<1/3 s/H<2/3 s/H>2/3 1 1 0.8 0.9 0.7 0.8 0.85 0.9 0.7 0.85 0.55 0.8 0.65 0.8 0.5 0.75 0.35 0.7 注：d──抽水时间，日；s──水位降深，m；H──含水层厚度（潜水）或承压水水头（承压水），m。 ∑-分时间段累计

1）、③1层粘质粉土预估总抽水量：

Q=0.7×24.05×30+0.55×24.05×60 =1299m3 2）、④层碎石预估总抽水量：

Q=0.7×2802×30+0.55×2802×60 =151308m3 共计总抽水量为：152607m3 5、 降水井井点数量n

n=1.1Q/q 式中：

Q基坑总涌水量(m3/d)，2826

q设计单井出水量(m3/d)，取q=120.0m3/d

计算得：n=23.55，实际周边布置降水井26口，满足设计要求。

基坑内布置了抽水井和渗水井，可不考虑基坑内各点的降深验算

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6、 井深设计

Lhcir0zyT

式中：L—井深（m）

h—基坑最大深度（m）, 8.65m

c—降水水面距基坑底的深度（m）,0.50m i—水力坡度，一般取0.10 ra—基坑宽度之半（m）,30.4m Z—降水期间地下水位变幅（m）,1.0 y—过滤器工作部分长度（m）,1.0m T—沉砂管长度（m）,1.0m

把上述数据带入公式，L≈15.19m

根据以上分析及计算，确定降水井间距10.0m，井深16.0m。

6 降水和排水系统设计

6.1基坑降水管井系统设计

1、降水井的布置

围降抽水管井位于基坑外侧，环绕基坑呈封闭状，井间距10.0m，井中心距基坑开挖上口线1.0-1.5m。共布置降水井26口。 2、单井结构设计： ★ 管井设计 井深：16m 井径：>600mm

井管：Φ400无砂砼管，过滤器与井管材料相同，孔隙率25-30%， 包一层40目尼龙网滤料：粒径3-5mm石屑

详见《降水井平面布置图》。

②井身构造：降水井井径600mm，井管Φ400无砂砼管，过滤器与井管材料相同，孔隙率25～30%，滤管外包一层60～80目尼龙网，滤料：粒径3～5mm圆砾。

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主楼中集水坑加深位置可根据现场降水效果采取管井抽排或帷幕止水措施。 6.2排水系统设计

水泵：采用扬程大于30m潜水泵。

排水总管：采用直径300mm钢管、PVC管，根据现场排水出口位置，沿降水井周边布置。排水管线坡度不小于1‰。

沉淀池：在排水管线转角连接处、排水管网进入市政管线接口处设置容积不小于12m3沉淀池。

6.3观测井设计

在基坑周围布置4口观测井，用以观测承压水水头变化，详见《降水井平面布置图》。 观测井结构：井深16m，井径600mm，井管Φ400无砂砼管，上部2m用粘土封孔。

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7 管井降水施工要求

7.1放井位

按设计要求和井位平面图布设井位并测量地面标高，井位偏差≤500mm，井位遇有地下障碍物需进行破碎，当因障碍物影响而偏差过大时，应与设计人员协商。定井位应由专业测量人员进行，井位应设置显著标志，必要时采用钢钎打入地面下300mm，并灌入石灰粉，定位完毕请监理组织验收。 7.2挖泥浆池

根据场地条件在基坑内距降水井3m处挖泥浆池，每4口井共用一个泥浆池。废浆应及时外运并作妥善处理，保持现场环境卫生。 7.3挖探坑

为清除井位下障碍物，应在井位处挖探坑，直径800mm，深1.0～1.5m，井口土质松散时，须设置护筒，避免泥浆侵泡、冲刷导致孔口坍塌。 7.4成孔

管井采用冲击钻机成孔，地层自造浆护壁。井径不小于600mm，井孔应保持圆正垂直，孔深与设计井深误差小于500mm。 7.5换浆

井管下入前应注入清水置换泥浆，并用水泵或捞砂管抽出沉渣，使井内泥浆密度保持在1.05～1.15g/cm3。 7.6吊放井管

井管采用无砂砼管，在混凝土预制托底上放置井管，在底部中间设导中器，井管四周外至少包一层60～80目尼龙网，栓8号铁丝，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用玻璃丝布粘贴，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用4条30mm宽竹条固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依竖向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管要高出地面200mm，井口加盖。 7.7填滤料

井管吊装就位后，及时填充滤料，用锹将砾料沿井管四周均匀填料，防止架空，保证填料量不少于设计填料量的95%。 7.8洗井

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成井后，借助空压机清除孔内泥浆，至井内完全出清水止，再用污水泵反复进行恢复性抽洗，抽洗次数不得少于6次。洗井应在成井4小时内进行。洗井后可进行试验性抽水，确定单井出水量及水位降低能否满足设计要求。 7.9水泵安装

潜水泵用绝缘材料绳吊放。安装并接通电源，每井附近架立电线杆，铺设电缆和电闸箱，做到单井单控电源，并安装时间水位继电自动抽水装置和漏电保护系统。 7.10铺设排水管网

排水管网采用钢管、硬塑料管做为排水主管路，排水管直径150mm，必要时可采用多向排水。排水管线布置在降水井外侧，每5～8m砖砌托台，排水管居中放置。井口设置保护砌衬并加盖。排水管网向水流方向的倾斜度以1‰为宜。在排水管网进入市政管线接口处设置沉淀池，沉淀池采用砌砖池，规格为4.00 m×2.50m×1.50m，池中间砌一道1.00m高的矮墙。水先排入一个半池中，水面高于1.00m后流入另一个半池，这样，水中的砂便可沉淀在进水的半池中，清水通过另一个半池的出水口与明渠堰槽流量计相连，经过计量后排入市政管线。沉淀池内壁须做防水处理。 7.11抽降

联网抽降后应连续抽水，不应中途间断，水泵、井管维修应逐一进行。开始抽水时，因出水量大，为防止排水管网排水能力不足，可有间隔的逐一起动水泵。抽水开始后，应做抽水试验，检验单井出水量、出砂量及含水层渗透系数。当出砂量过大，可将水泵上提，如出砂量仍然较大，应重新洗井或停泵补井。 7.12水位观测

布置7口水位观测井（详见降水井平面布置图）。抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天观测2次，水位稳定后应每天观测1次，水位观测精度±2cm，并绘制地下水水位降深曲线。 7.13抽降及维护

1）现场降水人员对不能正常工作的水泵必须及时更换，保证抽降效果。 2）降水人员分两班轮流进行值班，每班2-3人。

3）电工每天须有电工记录，每天早晚检查现场降水线路，保证现场降水用电安全。 4）定期清理降水管线、沉淀池里的泥沙，保证排水线路畅通。 7.14封井

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当降水满足基础抗浮要求及设计要求时可停止降水，并现场用粘性土回填。

8 管井降水对施工安全和环境影响的评估

本工程降水目的在于降低第一层承压水水位。对环境的影响在于水位降低产生附加沉降和抽水过程中细颗粒流失形成地下空洞。因此必须采取相应措施，将影响控制在允许范围内。 8.1分层总和法计算附加沉降

降水引起的最大地表沉降按分层总和法，由下式求出：

Ss1n0.5whh ESi式中：

Φs为经验系数，γw为水的重度，h为坑外最大水位降深（取6.0m）， Es为土的压缩模量（取12Mpa）

计算得最大沉降值为10.5mm（经验系数取0.7）

由上述计算结果可得：基坑降水对邻近地表沉降影响较小。 8.2对周边环境的影响

计算得最大沉降值为10.5mm，，周边无相邻建筑及管线，对周边环境无显著影响。 8.3防止降水井施工和抽水产生地下空洞的措施

①管井成孔采用冲击钻机成孔，地层自造浆护壁，预防塌孔；无砂砼滤管外包一层80～100目尼龙网，防止土颗粒流失。

②严格控制含砂量，选择优质的无砂砼滤管，外包至少一层80～100目尼龙网，防止土颗粒流失。将含砂量降水初期控制在半小时内含砂量小于1/10000；降水过程中管井正常运行时含砂量小于1/50000。

③基坑回填后及时用粘性土回填封井。

9 抽水量计量方法、计量设施和措施

9.1沉砂池的位置、计量方法和仪器型号

本工程在东侧设一个总出水口，沉淀池容积不小于12m3，安装明渠堰槽计量，型号为：HC400-1汇成明渠流量计。安装完毕，调试合格，并经有关单位验收后，才允许排水。详见降水系统平面布置图。 9.2排水计量的检查和维护

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现场负责降水人员应每天不少于两次检查计量排水系统，并做好记录，发现异常时，应及时查明原因，排除故障，保证排水计量系统正常工作。如不能排除故障，应及时向有关单位报告。

9.3减少抽水量措施

密切观测水位，实现信息化抽水，满足后浇带浇注和基础抗浮后及时停止抽水，及时回填局部肥槽。 10地下水综合利用

本工程抽取的地下水量相对较大，将对抽取的地下水进行综合利用。抽取的地下水可用于洗车、降尘、绿化、施工、景观等用途，预计洗车用水3000吨，洒水降尘3000吨，绿化浇水12000吨，混凝土养护等施工用水12000吨，环卫用水80000吨，其余用于景观用水或排入城市地下管道。

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