基坑降水专项施工方案论证,评审

虎林排水系统新建工程项目 基坑降水专项施工方案2016年04月虎林排水系统新建工程项目基坑降水专项施工方案 上海建工二建集团有限公司 - 1 - Shanghai Construction No.2 （Group） Co.,Ltd编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第- 39 -页 共39页目 录第一章 综合说明- 4 -1 工程概述- 4 -1.1 工程概况- 4 -1.2 基坑工程概况- 4 -1.3 围护设计概况- 5 -1.4 参建单位- 6 -2 环境地质概况- 6 -2.1 环境概况- 6 -2.2 地形地貌- 10 -2.3 工程地质情况- 10 -2.4 不良地质条件特殊性岩土- 11 -3 水文地质概况- 11 -3.1 区域水文地质条件- 11 -3.2地表水- 12 -3.3地下水- 12 -4围护设计方案- 13 -5基坑降水设计- 16 -5.1相关资料- 16 -5.2使用规范- 16 -5.3基坑降水设计参数- 17 -5.4基坑稳定性分析- 17 -5.5工程地下水风险分析及应对措施- 19 -5.6降水方案选型- 19 -第二章 基坑降水施工组织- 23 -1 深井降水施工部署- 23 -1.1 成井施工工艺及技术要求- 23 -1.2施工设备及材料计划- 25 -2.3施工进度计划- 26 -2 深井降水运行管理- 27 -2.1降水试运行- 27 -2.2疏干深井运行- 27 -2.3减压深井运行- 27 -2.4降水运行管理措施- 27 -3 轻型井点降水施工方法- 28 -第三章 施工管理及保证措施- 29 -1 降水施工管理与组织- 29 -1.1项目组织管理- 29 -1.2现场质量管理措施- 30 -1.3对分包的管理措施- 32 -1.4工期保证措施- 32 -1.5施工季节性保障措施- 32 -1.6安全保证措施- 33 -1.7文明施工保证措施- 34 -1.8绿色施工- 34 -2 降水运行保障措施- 35 -2.1连续供电- 35 -2.2水位监控- 35 -2.3井管保护- 35 -2.4降水井应急预案- 36 -2.5应急抢险、救急措施- 36 -第四章 附图- 39 -附图01雨水泵站基坑降水平面图- 39 -附图02 雨水泵站基坑降水剖面图- 39 -附图03进水闸门井及进水箱涵基坑降水平面图- 39 -附图04进水闸门井及进水箱涵基坑降水剖面图- 39 -附图05共富雨1#顶管工作井 基坑降水图- 39 -附图06共富雨3#顶管接收井 基坑降水图- 39 -附图07共富雨5#顶管工作井 基坑降水图- 39 -附图08共富雨5d#顶管接收井 基坑降水图- 39 -附图09共富雨12#顶管工作井 基坑降水图- 39 -附图10共富雨14#顶管工作井 基坑降水图- 39 -附图11共富雨15#顶管接收井 基坑降水图- 39 -附图 12江杨北路雨1#顶管接收井 基坑降水图- 39 -附图13江杨北路雨2#顶管工作井 基坑降水图- 39 -附图14江杨北路雨3#顶管接收井 基坑降水图- 39 -附图15出水闸门井及出水箱涵 降水平面图- 39 -附图16出水闸门井及出水箱涵 降水剖面图- 39 -附图17排水管道基坑 降水剖面图- 39 -第一章 综合说明1 工程概述虎林排水系统规划范围东至沈师浜、南至蕰藻浜、西至杨盛河、北至泰和路，规划面积1.74km2。工程由泵站工程、管道工程、堤岸工程3部分组成。其中新建虎林雨水泵站位于共富路南侧、杨盛河东岸,泵站占地面积3300m2。泵站由进水闸门井、进水箱涵、雨水泵房、出水箱涵（含排放口）、变配电所等构建筑物组成。杨盛河沈师浜蕰藻浜排放口雨水泵站江杨北路铁城路图1 项目地理位置图1.1 工程概况本工程由泵站工程、管道工程、堤岸工程3部分组成。（1）泵站工程：拟建虎林雨水泵站工程，位于场地最西侧，杨盛河东侧，设计地面标高为4.8m，雨水泵房平面尺寸24.5m30.6m，底板标高约-8.15m，埋置深度约12.95m，进水闸门井平面尺寸14.0m10.4m，底板标高约-4.7m，埋置深度约9.5m，均采用沉井法施工。进水管及雨水进水箱涵，基础埋深约9.5m，出水箱涵，基础埋深约4.6m，均采用天然地基，排水口采用采用围堰施工。变配电所等附属建筑，采用天然地基，基础埋深1.5m。（2）管道工程：虎林排水系统规划范围东至沈师浜、南至藻浜、西至杨盛河、北至泰和路，规划面积1.74km2，采用雨、污分流排水制。雨水排水采用强排模式。排水管道主要工程内容：新建DN1200DN3500雨水总管约1795m，新建DN1000DN1650雨水支管约1589m，新建DN150污水截流管约500m，新建DN400污水管约43m。管道工程包括开槽埋管段、顶管段。开槽埋管段：雨水管道，管径为DN1000DN1650，管材类型为F型钢筋混凝土，埋深约2.0m4.0m，采用开槽埋管施工，过河段管道，采用围堰法施工，埋深约5.0m；污水管道，沿共富路敷设一根DN150污水管道，管道埋深2.0m，总长约0.5km，采用开槽埋管施工。顶管段：本工程设置10个顶管井及23个骑马井。顶管管道管径DN1500DN3500，管材类型为F型钢筋混凝土，埋深约5.39m11.06m。（3）堤岸工程：出水箱涵排放口两侧各30m同步实施堤岸工程，拟采用预制桩基+板桩，桩长718m。1.2 基坑工程概况根据本工程设计技术要求及平面图，拟建泵站、管道及堤岸的性质如下：拟建雨水泵站工程，位于场地最西侧，杨盛河东侧，设计地面标高为4.8m，雨水泵房平面尺寸24.5m30.6m，底板标高约-8.15m，埋置深度约12.95m，进水闸门井平面尺寸14.0m10.4m，底板标高约-4.7m，埋置深度约9.5m，均采用沉井法施工。进水管及雨水进水箱涵，基础埋深约9.5m，出水箱涵，基础埋深约4.6m，均采用天然地基，排水口采用采用围堰施工。表1管道信息表序号管径埋深施工方法1DN1503m开槽埋管2DN3003m开槽埋管3DN800DN12005m开槽埋管4DN1350DN02005m开槽埋管5DN1500DN35009.5m顶管表2 顶管工作井表序号名称形状规格(m)埋深（m）1共富雨1#工作井圆形10.8 10.752共富雨3#接收井圆形8.810.733共富雨5#工作井圆形10.812.64共富雨5d#接收井矩形5.8*6.212.345共富雨12#工作井圆形9.87.816共富雨14#工作井矩形5.8*5.07.057共富雨15#工作井矩形9.8*5.07.068江扬北路1#接收井矩形5.8*5.09.439江扬北路2#工作井矩形8.8*5.09.9110江扬北路3#接收井矩形5.8*5.07.22表3 骑马井表序号名称形状规格(m)埋深（m）1共富雨1a#圆形2.029.52共富雨1b#圆形2.029.413共富雨2#圆形2.029.334共富雨2c#圆形2.029.245共富雨2d#圆形2.029.216共富雨2e#圆形2.029.037共富雨3c#圆形2.028.368共富雨3d#圆形2.028.259共富雨4#圆形2.028.1210共富雨4c#圆形2.028.1411共富雨5c#圆形2.0210.9112共富雨6#圆形2.026.7813共富雨6c#圆形2.026.614共富雨6d#圆形2.026.6415共富雨7#圆形2.026.7816共富雨7c#圆形2.026.6917共富雨8#圆形2.026.5818共富雨9#圆形2.026.4519共富雨10#圆形2.026.3520共富雨11#圆形2.026.2421江杨北路雨2g#圆形2.025.8522江杨北路雨3e#圆形2.025.6723江杨北路雨3h#圆形2.025.76表4 泵站信息表序号名称形状规格(m)埋深（m）1雨水泵房矩形30.80*24.70m14.82进水闸门井及进水箱涵异性约22.2*1610.673出水箱涵及排放口异性2孔3.0*3.0m4孔4.3*3.5m5.751.3 围护设计概况1、管道沟槽围护情况如下：序号深度围护桩支撑坑底13m放坡或40c槽钢放坡或双拼36c槽钢支撑400023mH4m40c槽钢一道双拼36c槽钢支撑4000压密注浆34mH5m40c槽钢两道双拼36c槽钢支撑4000压密注浆45mH6.5mU400170小齿口拉森钢板桩两道双拼36c槽钢支撑4000压密注浆2、井及泵房等围护形式如下：序号名称规格(m)埋深（m）围护桩止水水平支撑坑底1共富雨1#工作井10.810.758001000钻孔灌注桩800500高压旋喷桩三道砼支撑压密注浆2共富雨3#接收井8.810.733共富雨5#工作井10.812.6800900钻孔灌注桩4共富雨5d#接收井5.8*6.212.348001000钻孔灌注桩四道支撑，首道砼支撑，以下钢支撑5共富雨12#工作井9.87.81两道砼支撑6共富雨14#工作井5.8*5.07.05两道支撑，首道砼支撑，下道钢支撑7共富雨15#工作井9.8*5.07.068江扬北路1#接收井5.8*5.09.43三道支撑，首道砼支撑，以下钢支撑9江扬北路2#工作井8.8*5.09.9110江扬北路3#接收井5.8*5.07.22两道支撑，首道砼支撑，下道钢支撑11骑马井2.023.755.52800500高压旋喷桩无12进水阀门井约22.2*1610.678001000钻孔灌注桩800500高压旋喷桩三道支撑，首道砼支撑，以下钢支撑13排放口及护坡6.25一道砼围檩+钢支撑14雨水泵房沉井24.7*30.814.6800550高压旋喷桩无压密注浆15顶管加固压密注浆16临时围堰小齿口拉森桩PU253、不良地质处理方法 采取换填措施，要求压实系数不小于0.95。4、基坑降水 深坑采用真空管井、浅坑及沟槽采用轻型井点降水结合明排水的方式。5、设计等级 最高安全等级为二级、最高环境保护等级为二级。1.4 参建单位项目名称：虎林排水系统新建工程项目工程地点：上海市宝山区杨行镇西南部建设单位：上海市宝山区水务局设计单位：上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司勘察单位：上海广联环境岩土工程股份有限公司总承包单位：上海建工二建集团有限公司2 环境地质概况2.1 环境概况本工程虎林排水系统新建工程主要位于上海市宝山区杨行镇西南部，东至沈师浜、南至蕰藻浜、西至杨盛河、北至泰和路，周边环境详细情况如下：1、泵站工程及堤岸工程本工程拟建雨水泵站西侧距杨盛河约65m，北和东侧紧邻树林，且本工程部分用地位于树林内，东南侧紧邻江阳水产批发市场。场地原为12层混凝土结构，现已拆除，周边已修建围墙，场地已平整并开始施工准备。出水箱涵位于雨水泵站西侧，长度约为75m，直接通至杨盛河，该出水箱涵基坑施工难度较大，其南侧为现有徐家宅桥，基坑与桥的距离仅为6m，桥的基础形式尚需进一步摸查清楚；北侧为1层老宅，施工前需拆除；且施工穿过5米宽小路，施工阶段将封路，小路通向上海江杨水产品批发市场6号门。出水箱涵当前位置为河沟，后期围护施工需要在河道围堰完成后，对河道清淤回填后方可施工。图2 雨水泵站及排放口总图雨水管雨水泵站排放口图3 雨水泵站及排放口卫星图 图4 雨水泵站内部场地 图5 雨水泵站南侧水产市场 图6 泵站西南侧水产市场6号门 图7 雨水泵站东、北侧树林 图8 泵站西侧小道 图9 徐家宅桥 图10 出水箱涵施工位置 图11 徐家桥 图12 杨盛河（桥以北） 图13 杨盛河（桥以南）2、管线工程雨污水管道沿线为林地、民房、河浜、厂房、施工工地、建筑垃圾堆、现状道路及桥梁等，雨水泵站至顶管井1#区域管道，主要位于树林内，然后沿拟建共富路向东布置，主要先穿越江阳水产施工工地，沿共富路穿越江杨北路、现状铁路至沈师浜，两侧主要为房屋、厂房、明浜；江杨北路段管道范围为泰和路至蕰藻浜，江杨北路沿线两侧主要为绿化、明浜，且地下管线众多，江杨北路场地环境条件复杂。地下管线和障碍物的存在可能给顶管线路、顶管井及泵站位置选择、施工带来困难，故施工前应进行物探工作。共富路江杨北路埋管顶管图14 管线工程卫星图（1）顶管工程顶管工程包括10个工作井（接收井），其中共富路上有7个，将杨南路上有3个。共富雨1#工作井位于树林中；共富路3#接收井、共富雨5#工作井、共富雨5d#接收井、共富雨12#工作井，这4口井位于当前铁城路路中间；共富雨14#工作井、共富雨15#工作井，这两口井位于铁路两侧；江扬北路1#接收井、江扬北路2#工作井、江扬北路3#接收井位于江扬北路道路西侧绿化带上。 图15 共富雨1#工作井位置 图16 共富路3#接收井 图17共富雨5#工作井、5d#接收井位置 图18共富雨12#工作井位置 图19共富雨14#工作井位置 图20 共富雨15#工作井位置 图21 铁路 图22 江扬北路1#接收井位置图23江扬北路3#接收井位置（2）埋管工程雨水管埋管范围主要位于江扬北路东西两侧的绿化带或非机动车道位置，且有4根管道将东西两侧主管道联通；同时铁路以东规划共富路下至沈师浜段，该段有一部分位于厂区内；另外有若干连接管道在道路上需要施工。 图24江扬北路以东 图25 江杨北路以西 图26 铁路以东待建共富路 图27 共富路东段现有厂房2.2 地形地貌本工程拟建雨水泵站位于杨盛河东侧，北两侧为树林，东南侧为江阳水产批发市场，雨水泵站场地内北部为树林，中部有一条宽约9m明浜穿越，南部区域现为联嘉舞台灯光厂（勘察阶段仍在生产运营中，现已拆除）；雨污水管道主要位于林地、民房、河浜、厂房、施工工地、建筑垃圾堆、而稳定，年沉降速率平均为0.060.15mm。上海地区及其周围主要断裂构造为：松江-嘉兴断裂（基底断裂）、南汇-奉贤断裂（基底断裂）、江山-绍兴断裂（地壳断裂）、昆山-嘉定断裂（基底断裂）、无锡-崇明断裂（地壳断裂）、上海-嘉定断裂。这些区域性断裂，大多深切地壳、生成年代较早，但均不属于第四纪活动断裂和现代中、强震断裂。综上所述，拟建工程所在的上海地块自新生代以来开始缓慢下沉，整个地块处于相对稳定状态。2.3 工程地质情况经勘察查明，在本次勘察深度范围（最深45.00m）内的地基土为第四纪全新世Q34上更新世Q23的沉积层，主要由填土、粉性土、淤泥质土及粘性土组成。根据地基土沉积年代、成因类型及物理力学性质差异，将场地沿线勘察深度范围内土层划分为8个主要层次，其中、层分别根据各自的土层特性分为若干亚层及次亚层。各土层性质及分布情况见后附表4.1-1地层特性表所示。在场地内G5、Z7孔东侧、HJ16孔西侧有古河道分布，受古河道切割作用，第层、层土变薄或缺失。各地基土分布规律详见“地层描述”及“工程地质剖面图”。 1-1层杂填土，场地内局部分布，以粘性土为主，夹较多的砖块和碎石子等，局部表层为水泥地坪，土质不均，结构松散。第1-2层素填土：局部缺失，以粘性土为主，含粉性土，植物根茎，贝壳碎屑，偶见碎石，砖块等杂物，土质松散不均，呈欠固结状态。第2层淤泥：主要分布于明暗浜底部，含有机质较多、夹腐植物，土质较差，为本工程不良地基土。 1层褐黄灰黄色粉质粘土，场地内分布较广，局部填土较厚处缺失，呈可塑软塑状；含氧化铁斑点及铁锰质结核，夹粉性土，该土层自上而下土质逐渐变软，工程性质相对较好，该层为上海地区轻型建筑的理想天然地基持力层。 3层灰色砂质粉土：场地均有分布，呈松散稍密状，含云母，上部夹淤泥质粉质粘土，土质不均，对基坑开挖影响较大。 层灰色淤泥质粉质粘土：场地内均有分布，流塑状态，含云母、有机质，局部夹粉性土较多，具有流变、触变特性，为高灵敏度土层，工程性质较差，对基坑开挖影响较大。 层灰色淤泥质粘土：场地内均有分布，流塑状态，含云母、有机质，土质较均匀，具有流变触变特性，为高灵敏度土层，工程性质较差，对基坑开挖影响较大。1层灰色粘土：场地内局部分布，软塑状态，含云母、有机质，层底夹粉性土，土质不均，工程性质一般，对基坑开挖有一定影响。2层灰色砂质粉土：场地内局部分布，主要分布在古河道区域内，呈稍密中密状，含云母，夹层状粘性土，土质不均，对基坑开挖影响较大。3层灰色粉质粘土：场地内局部分布，主要分布在古河道区域内，软塑状态，含云母、有机质，夹粉性土，土质不均，工程性质一般，对基坑开挖有一定影响。4层暗绿灰绿色粉质粘土：场地内局部分布，主要分布在古河道区域内，呈硬塑状态，含氧化铁条纹及铁锰质结核，工程性质较好。层暗绿草黄色粉质粘土：场地内局部分布，呈硬塑状态，含氧化铁条纹及铁锰质结核，工程性质较好。层草黄灰色砂质粉土：场地内均有分布，呈中密状，含云母片，锈斑，夹粘性土，底部砂性增重，局部为粉砂，土质不均，工程性质较好。层灰色粉质粘土夹粉土：场地内均有分布，呈可塑软塑状态，含云母、有机质，夹粉性土，土质不均，工程性质一般。典型工程地质剖面见下图：第1层承压含水层图28典型地质剖面图2.4 不良地质条件特殊性岩土本工程涉及到的不良地质条件及特殊性岩土有：填土、暗浜、软弱土、障碍物、浅部粉性土、区域地面沉降、边坡失稳和浅层沼气。1)填土：根据本次勘察，拟建场地表层分布有填土，局部厚度较大，填土成分复杂，对本工程基坑开挖及管道开挖施工有较大影响，应该采取一定的措施。2)明（暗）浜：根据本次勘察，拟建泵站区域有明浜分布，顶管段G5、G10孔揭遇暗浜，明（暗）浜底分布第2层浜土，最大厚度约为3.20m，以淤泥为主，含有机质较多，为本工程的不良地基土，对基坑开挖影响较大。3)软弱土：根据本次勘察，场地浅部有、层淤泥质土分布，土质软弱，具有流变触变特性，工程性质较差，对基坑开挖影响较大。4)障碍物：拟建场地部分尚为现状厂房，下部老的建筑基础，对工程影响较大，工程施工前，应仔细查阅相关的物探报告。5)浅部粉性土：影响工程建设的液化问题一般有渗流液化和震动液化，地震液化将在下一节场地地震效应中论述。场地浅部有3层粉性土分布，若基坑开挖涉及该层时，在动水压力作用下，极易产生流砂、管涌等不利地质条件，即渗流液化问题，应采取一定的止排水措施。6)区域地面沉降：由于松散第四纪沉积物厚度大，开采利用地下水资源又较普遍，因而第四纪地层的固结压缩客观存在且容易引发和加剧地面沉降。本工程沿线有工厂、居民分布，可能存在地下水抽取情况，存在地面沉降现象。因此，地面沉降将不同程度地对工程建设产生一定影响，设计施工时应注意。7)边坡失稳：本工程的现状河岸边坡，在自然状态下一般较稳定。但可能由于大量施工机械在河岸的运行等人类的工程活动及对岸坡的不合理利用等可能引发河岸边坡失稳，因而对本工程的边坡稳定性应予以重视。8)浅层沼气：浅层沼气是地下空间开发所可能遇到的地质灾害之一。当开挖作业时，由于浅层沼气释放，可能造成下伏土层失稳，使已建好的管道产生位移、断裂，造成无可挽回的重大经济损失。本工程勘察施工时虽未发现浅层沼气，但设计施工单位应予以注意。3 水文地质概况3.1 区域水文地质条件上海地区与工程建设密切相关的地下水主要为第四纪地层中的潜水和承压水。潜水赋存于浅部地层中，潜水水位埋深一般为0.3m1.5m，水位受降雨、潮汛、地表水及地面蒸发的影响有所变化，年平均水位埋深一般为0.5m0.7m；当大面积填土时，潜水位会随地面标高的升高而上升。承压水赋存于上更新统地层中的粉性土或砂土中，其水位低于潜水位，呈周期性变化，水位埋深约3m12m，不同区域其水位有较大变化。地下水的温度，在地表下4m深度范围内受气温变化影响明显，4m以下水温受气温变化影响小，一般为1620。3.2地表水上海地处江南水网地带，地表常分布有不规律的水渠、塘、沟壑。根据现场勘察，拟建泵站场地内有一条小水沟，西侧为杨盛河，实测杨盛河水面标高为2.63m（2016年9月23日16点40分），管道沿线有多条无名河。拟建场地浅部有3层粉性土分布，渗透性较强，由于出水箱涵紧邻杨盛河，应进行水力联系观测，但受场地条件限制出水箱涵周边钻孔Z2孔未能施工，无法进行水利联系观测，根据工程经验3层为地表水与地下水的良好联系通道，做好防水隔水措施阻止地表水（杨盛河）的侧向补给。3.3地下水根据勘探孔揭露，拟建场地内地下水类型属第四纪松散层中孔隙潜水及承压水。潜水潜水主要赋存于浅部填土、粘性土、粉性土中，其补给来源为大气降水，附近有众多河流，故与地表迳流互补性较强，以蒸发排泄为主，地下水位随季节、气候的变化较大。勘察期间测得钻孔中地下水潜水水位埋深在0.45m1.70m，相应标高在2.70m3.98m，具体数据详见表1.7-11.7-2。按场地地形、地貌及上海地区年平均地下水位，以不利因素考虑，高水位埋深取0.50m，低水位埋深取1.50m。（微）承压水拟建场地有第2层微承压水和层承压水分布，2层顶埋深为19.2m23.2m，层顶埋深为21.0m32.3m。根据上海市长期观测资料，（微）承压水水头高度一般均低于潜水位，微承压水水头埋深一般为3.011.0m，承压水水头埋深一般为3.012.0m，随季节呈周期性变化。本次勘察期间在顶管井及泵站基坑处设置了承压水头观测孔，用于观测2层微承压水和层承压水头埋深。具体观测成果如下图： 根据承压水试验结果得知，2016年4月18日4月24日,2层微承压含水层水位埋深为7.01m，水头标高为-2.64m；2016年9月24日9月30日,层承压水层水位埋深为5.02m，水头标高为-0.66m；2016年4月30日5月06日,层承压水层水位埋深为7.15m，水头标高为-2.97m。4围护设计方案1、雨水泵房雨水泵房为24.7m*30.8m，深度为14.60m，采取沉井的方式施工。周边采取两排800550高压旋喷桩止水，坑底3m采取压密注浆封底。图29雨水泵房平面图图30 雨水泵房剖面图2、进水闸门井及进水箱涵进水闸门井及进水箱涵为22.2m*16m，深度为10.67m，采取800钻孔灌注桩围护，周边采取两排800550高压旋喷桩止水，坑底3m采取压密注浆封底，设置3道支撑，第一道为钢筋混凝土支撑，第二、三道为钢支撑。图31 进水箱涵平面图图32 进水箱涵剖面图3、出水箱涵出水箱涵深度为5.75m，采取800钻孔灌注桩围护，周边采取两排800550高压旋喷桩止水，坑底3m采取压密注浆封底，设置一道钢支撑。图33 出水箱涵平面图图34 出水箱涵剖面图4、顶管工作井（接收井）一共有10个顶管工作井（接收井），深度为7.22m12.34m，面积均较小，均采用800钻孔灌注桩围护，周边采取两排800550高压旋喷桩止水，坑底3m采取压密注浆封底，设置23道支撑。以下以共富雨1#顶管工作井为例。图35共富雨1#顶管工作井平面图图36 共富雨1#顶管工作井剖面图5、骑马井一共有23个骑马井，深度为5.67m10.91m，直径为2.02，周边采取一排800550高压旋喷桩止水，顶管中心至顶管底3m采取压密注浆封底。图37 骑马井平面图图38 骑马井剖面图6、排水管道开槽段雨水管道非顶管段、支管段以及污水管段，均采用开槽的施工方式，具体视深度和环境条件确定开槽的方式，基本上采取放坡或钢板桩结合支撑的方式。图39 34m深的支护示意图图40 45m深的支护示意图图41 56.5m深的支护示意图5基坑降水设计5.1相关资料（1）项目基坑围护设计图纸（电子版）；（2）虎林排水系统新建工程岩土工程勘察报告详勘，工程编号：KKL16-1-HY1-226-DY，上海广联环境岩土工程股份有限公司，2017年1月4日；（3）上海市深基坑工程管理规定（沪建交2006105号）；（4）上海市城乡建设和交通委员会关于进一步加强本市基坑和桩基工程质量安全管理的通知（沪建交2012645号）；（5）我司现场踏勘资料。5.2使用规范（1）国家标准：& 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）；& 建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；& 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）；& 土工试验方法标准（GBT50123-1999）；& 工程测量规范（GB50026-2007）；& 岩土工程勘察安全规范（GB50585-2010）；& 供水水文地质勘察规范(GB50027-2001)；（2）行业标准：& 高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004）；& 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）；& 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）；& 建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）；& 建筑与市政降水工程技术规范(JGJ/T111-98)；（3）上海市标准：& 岩土工程勘察规范（DGJ08-37-2012）；& 地基基础设计规范（DGJ08-11-2010）；& 基坑工程技术规范（DG/TJ08-61-2010）；& 地基处理技术规范（DG/TJ08-40-2010）；& 基坑工程施工监测规程（DG/TJ08-2001-2006）；（4）其他：& 城市地下水动态观测规程（CJJ76-2012）；& 基坑降水手册，中国建筑工业出版社，2006.04；& 基坑工程手册，中国建筑工业出版社，2009.11；5.3基坑降水设计参数本工程降水主要为潜水以及承压水。拟建场地有第2层微承压水和层承压水分布，2层顶埋深为19.2m23.2m，层顶埋深为21.0m32.3m。根据上海市长期观测资料，（微）承压水水头高度一般均低于潜水位，微承压水水头埋深一般为3.011.0m，承压水水头埋深一般为3.012.0m，随季节呈周期性变化。根据承压水试验结果得知，2016年4月18日4月24日,2层微承压含水层水位埋深为7.01m，水头标高为-2.64m；2016年9月24日9月30日,层承压水层水位埋深为5.02m，水头标高为-0.66m；2016年4月30日5月06日,层承压水层水位埋深为7.15m，水头标高为-2.97m。结合上海区域实际情况及我司在上海地区基坑降水的多年经验，建议本次降水设计第2层微承压水和层承压含水层水位取地面以下6.00m。根据岩土工程勘察报告给出的室内渗透试验以及现场注水试验测得的水文地质参数如表所示：表5 基坑降水设计参数表5.4基坑稳定性分析本工程涉及到承压水的基坑主要是雨水泵房基坑和共富雨1#工作井、共富雨5#工作井、共富雨5d#接收井。基坑的具体信息如下表。表6 承压水基坑概况表基坑面积（m2）基坑深度（m）承压含水层承压水层顶深度（m）雨水泵房99014.6层25.8m共富雨1#工作井9210.752层20.6m共富雨5#工作井9212.6层22.8m共富雨5d#接收井3612.34层22.8m开挖过程中必须有效控制承压水水头埋深，防止基坑发生突涌事故，因此，必须进行基坑突涌稳定性分析，如图所示。图42 基坑抗承压水突涌稳定性验算原理示意图基坑底板抗突涌稳定条件：在基坑底板至承压含水层顶板之间，土的自重压力应大于承压水含水层顶板处的承压水顶托力，可按下式进行承压水位控制：式中：承压含水层顶面至基底面之间的上覆土压力，（kPa）初始状态下（未减压降水时）承压水的顶托力，（kPa）承压含水层顶面至基底面间各分层土层的厚度，其和等于图42中的h，（m）承压含水层顶面至基底面间各分层土层的重度，（kN/m3）高于承压含水层顶面的承压水头高度，即图42中所示H，（m）水的重度，工程上一般取10.00（kN/m3）安全系数，工程上一般取1.051.20；本工程取1.05。承压水抗突涌验算表7 承压水水头安全值基坑深度（m）承压含水层承压水层顶深度（m）承压水水头埋深安全值（m）雨水泵房14.6层22.5m9m共富雨1#工作井10.752层20.6m4m共富雨5#工作井12.6层22.8m5.3m共富雨5d#接收井12.34层22.8m4.9m如参考勘察资料，承压含水层初始水头埋深基本上在5m或以上，3个顶管工作井抗承压水水头临界值均在5m左右，但考虑到承压水水头的变化，为保证基坑开挖安全，开挖阶段还是考虑对其进行降压处理，保证承压水水头在6m以下。但对于雨水泵房，沉井深度较深，开挖至基底时层临界水头安全值为9m，且雨水泵房邻近河道，该基坑考虑对进行降承压水的措施。雨水泵房的止水帷幕的深度没有进入到第层，属于敞开式抽水，对第层进行减压降水势必会影响周边环境，基坑开挖过程中，因为承压水水位是高于基坑开挖面的，必须确保降压深井不要被破坏。同时基坑内勘察深度最深达45.0m，已进入第层承压水，但是考虑前期勘察深度已深入承压含水层，一旦前期勘探孔未有效封堵，深层承压水将沿勘探孔涌水至基坑开挖面，影响基坑正常施工作业，因此在基坑开挖过程中，密切关注前期坑内勘察孔和监测孔的突水问题。5.5工程地下水风险分析及应对措施5.5.1工程地下水风险分析根据本工程围护结构特征和拟建场地的水文地质特征，本基坑工程的安全极大程度上依赖于基坑降水的成功与否，这使得降水设计的可靠性十分重要，本降水工程的特点及难点分析：1) 本工程基坑最大开挖深度约为14.6，基坑底部落在第层淤泥质粘土层中，基坑开挖范围内存在第3层粘质粉土，当开挖揭露时在一定水头的动水压力下，易产生流砂现象，对基坑的开挖施工安全影响较大。2) 本工程雨水泵房最大开挖深度为14.6m，第层承压含水层顶板最浅埋深为22.5m，基坑坑底存在突涌风险。3) 需要降低地下水位的幅度较小，对于第层属于敞开式止水帷幕，降低承压水位势必会对临近建筑物及地下管线等造成一定程度的影响，周围管线、环境要求较高，降水必须做到按需降水。4) 前期勘探孔最深达45m左右，已进入第层承压含水层中，若前期勘探孔未进行有效封堵，则在基坑开挖过程中，承压水将会在高水头压力作用下沿勘探孔孔壁上涌至基坑开挖面，影响基坑正常开挖施工。5) 对于大部分开槽施工的管道基坑，由于位于道路上，周边管线众多，基坑长度较多，地下工程施工延续时间较长，整个基坑降水时应考虑分区分块单独施工降水。5.5.2应对措施针对本工程特点，充分利用我公司已完成和在建工程的经验，与本工程水文地质条件或围护特征、开挖工况等较为类似的专业降水设计及地下水控制经验，采用以下措施解决本基坑降水工程中的难点与风险：1) 对于浅部潜水，深度大于6m的宜采用真空疏干深井形式进行处理，并尽可能增加预抽水时间。滤管底部位于基坑底下45m。2) 对于开挖深度以下的第层承压含水层，采用深井进行减压降水，确保基坑安全顺利完成施工。3) 对于深度小于6m的，将采用轻型井点降水。4) 在每个基坑内布置基坑内水位观测兼应急备用井，根据地下水位监测结果指导降水运行，做到“按需抽水”，同时在应急突发情况下启动坑内的观测井进行辅助抽水。5) 为确保坑内减压降水井的不间断工作，施工现场应有双电源保证措施，应配置备用发电机组。6) 针对本工程场地的地质与水文地质条件以及本基坑工程特点，坑内外成井施工完成后，建议降水正式运行前及时做承压水群井抽水试验，应同步观测坑内和坑外承压水水位变化情况，以判断降水效果和现场降水电路、排水情况，对所提出的基坑降水方案进行调整或优化。5.6降水方案选型5.6.1基坑降水井形式本工程基坑开挖深度范围内主要为潜水含水层，开挖面以下存在承压水。根据已实施的大量基坑工程的成功实践经验，类似基坑工程的降水设计施工一般采用轻型井点、疏干深井、减压深井等分层进行针对性降水。（1）轻型井点、疏干深井轻型井点、疏干深井的特点： 轻型井点、疏干深井管井，施工工艺成熟，是上海、南京等地区较深基坑浅部潜水普遍采用的降水形式，在降水设计、施工及质量控制方面已积累了丰富的相关经验 疏干深井抽水运行时因基坑围护结构均隔断，对周围环境影响小，可以根据基坑开挖的深度提前降水水位 减少土体含水率，有效提高土体物理力学性能指标 提供土体固结程度，增加地基抗剪强度（2）疏干减压混合深井疏干减压混合深井特点： 混合深井一般是针对两个或两个以上含水层同时作用而设计的降水井。根据各个含水层的厚度，从地面向下交替布设实管与滤管。相对于常规降水井管，混合井有一井多能，同时起效的特点。 虽在疏干的同时可以减压，但过早的开始抽降承压水，尤其在深大基坑工程和环境条件要求严格的基坑工程，承压水一般是“按需抽水”，过早启动抽水对周边环境不利，现在一般混合深井慎用。（3）减压深井减压深井特点： 降低承压含水层的承压水水头，将其控制在安全埋深以内，以防止基坑底部发生突涌，确保施工时基坑底板的稳定性。 尽量减少由于减压降水引起的地表沉降以及降水对周边建（构）筑物的不利影响。 控制降水引起地面沉降，避免产生较大差异沉降；控制降水对坑内坑底土体变形的影响，减少在坑内梁、柱等围护、支护结构体内产生的附加应力。5.6.2降压降水方案形式方案1、基坑坑外减压降水在这种情况下，由于井过滤器超过隔水帷幕的深度，因此，一般情况下选择坑外降水，降压井的过滤管顶部位置放在止水帷幕以下，由于非完整井抽水引起的三维流影响，尽管过滤管顶部离含水层顶板有一定距离，在群井干扰抽水的情况，考虑含水层的各向异性，在基坑范围内承压含水层顶板处的水位降可以降到设计要求的深度，如基坑面积很小，井在坑内影响施工或坑内无法支护固定井管，周围的环境要求并不十分严格，同时隔水帷幕底部离降水目的含水层底板有10m或10m以上时，也可考虑坑外降水。方案2、基坑坑内减压降水基坑隔水帷幕插人降压目的含水层，采用坑内降水更为优先，降压井的过滤器不超过隔水帷幕的深度，群井抽水后含水层的地下水通过隔水帷幕底部绕流进人井内，由于地下水流程增加，水力坡度变小，基坑范围内承压含水层顶板处地下水位达到设计降深时，抽水量要比坑外降水小。坑外的承压水头下降小，对坑外因降水引起的环境影响小，坑内降水的优点得到充分发挥。综上所述，本工程由于受围护结构所限，雨水泵房采取沉井的施工方式，工作井面积太小，无法在坑内设置降压井，且止水帷幕并无进入承压水层，基坑面积也较小，因此采取坑外降压的方式。表8降水方案序号深度深度（m）疏干井降压井1雨水泵房14.6真空深井降压+承压水观测井2进水闸门井及进水箱涵10.67真空深井/3出水箱涵5.75真空深井/4顶管工作井（接收井）7.2212.34真空深井共富雨1#工作井、共富雨5#工作井、共富雨5d#接收井采用降压+承压水观测井，其它不需要5骑马井5.6710.91明排水/6管道开槽段6米以内明排水结合轻型井点/5.6.3涌水量估算按均质含水层、承压水、非完整井考虑 ，采用建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012中对开挖段进行估算： 按均质含水层、稳定流、潜水、完整井考虑 ，采用建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012中（E.0.1公式）对开挖段进行估算： 式中：Q涌水量(m3/d)； k渗透系数(m/d)； M/H承压水含水层/潜水含水层厚度(m)； Sd基坑地下水位的设计降深(m)；R降水影响半径(m)；r0基坑等效半径(m)；可按。计算；A基坑面积(m2)；降水井深度降水井井结构根据降水深度，含水层分布，降水井过滤器管材以及围护结构等等因素综合而定。井深按下式考虑：式中：HW降水井深度(m)；HW1基坑深度(m)；HW2降水水位距离基坑底要求的深度(m)；HW3其值=ir0 (m)，i为水力坡度，在降水井分布范围内宜为1/101/12；r0为降水井分布范围的等效半径或降水井排间距的为1/2；HW4降水期间的水位变幅（m）；HW5降水井过滤器工作长度（m）；HW6沉砂管长度（m）。5.6.4降水井过滤器及滤网1、过滤器目前降水工程中主要用的降水井过滤器类型，有缠丝过滤器、桥式过滤器、圆孔过滤器以及无砂砼管井。其中：缠丝过滤器是90年代从美国工业行业引进的，是种新型过滤器，最大优点是孔隙率高，可达50%，缠丝间隙可以根据含水层不同而调整，可以由0.52.0mm不等；桥式过滤器是50年代从德国引进的技术，桥式，顾名思义，钢管上凸出的小桥，桥高1mm左右，孔隙率约为15%，优点是强度较高，抽水过程中，地下水由桥孔侧向进入井管，对于水压力大、长时间抽水的基坑工程是较好的选择；圆孔过滤器在国内使用的时间较长，圆孔直径一般12cm，空隙较大，远大于一般基坑工程面临的地层砂直径，因此，此类过滤器需要在外侧包较厚较多层的滤网，以阻挡抽水过程中，地层砂进入抽水井，然而如今，深大基坑越来越多，基坑降水工程面临长时间、大幅度的抽降地下水，12cm大小的包网往往是薄弱环节，滤网容易破坏，进而导致长时间抽水后，地层砂被抽吸近井管，一来破坏降水井正常功能，第二地层砂流失后，对周边环境沉降变形极为不利。无砂砼管适用于浅层无压地下水的处理，过水性良好，但是此类过滤器强度极低，在开挖过程中，容易被挖机等破坏，破坏率达30%以上。单个降水井造价虽低，但安全性无法保障，降水井破坏后繁复的布井，材料、人工及机械、时间工期等成本与使用钢管材降水井相差不大。2、滤网滤网的主要目的是挡砂过水，40目滤网的筛孔尺寸0.425mm；60目滤网筛孔尺寸为0.250mm；80目滤网筛孔尺寸为0.180mm。滤网需要与使用的过滤器相匹配，网太密，则挡水挡砂，网太稀，则造成抽水过程中地层砂涌入降水井，死井的同时造成不利的环境影响。 因此，根据我公司降水经验，在本次降水设计中，建议，疏干深井可采用圆孔过滤器；减压深井宜采用桥式或者缠丝过滤器。对于圆孔过滤器，建议采用6080目滤网；对于新型的缠丝或者桥式过滤器，宜采用40目滤网。5.6.5真空疏干深井设计（一）封闭状态下基坑涌水量计算本工程基坑止水帷幕的设计深度已嵌入潜水主要含水层下部，理论上已将浅层的潜水坑内外的水力联系完全隔断。若止水帷幕的隔水效果良好，浅部地下水处于理想的全封闭状态。潜水初始水位埋深以0.5m计，当地下水降到基坑开挖面以下1.0m时，基坑总的抽水量计算如下：基坑潜水涌水量估算:式中：潜水含水层涌水量（m）； 疏干含水层的给水度（在淤泥质粘土为主的潜水含水层给水度取0.01）；基坑开挖面积（m2）；基坑开挖至设计深度时的疏干潜水含水层中平均水位降深（m）；根据本工程资料，计算统计如下。表9 基坑涌水量计算统计表基坑A面积（m2）S疏干潜水深度(m)涌水量（m）Q雨水泵房99015.1150进水闸门井及进水箱涵32011.1735出水箱涵12006.2575顶管工作井（接收井）1007.7212.8410根据前述基坑总涌水量的计算，基坑疏干降水井的数量，可以根据如下公式：式中：n疏干降水井数量； Q基坑需疏干的总涌水量（m3）； q单井涌水量（m3/d，平均按2.0m3/d计）； t基坑开挖前预降水时间（取15d）。表10 基坑降水井数量统计表分区A面积（m2）单井涌水量（m3/d）疏干井数量口雨水泵房9902.06进水闸门井及进水箱涵3202.02出水箱涵12002.05顶管工作井（接收井）1002.01（二）真空疏干深井数量计算为确保基坑顺利开挖，需降低基坑开挖深度范围内的土体含水量，本工程需要疏干的层位包括、1、3、层潜水，尤其是第3层粘质粉土，土质松散，在水动力等外力作用下有产生流砂及管涌等不良现象，需要采用真空进行预降水。坑内疏干深井数量按下式确定：n = A / a井式中：n 井数(口)； A 基坑需疏干面积 (m2)； a井 单井有效疏干面积 (m2)；根据我公司的降水施工经验，上海地区潜水含水层中，单井有效疏干面积a井为150250m2，综合考虑单井有效疏干面积按200m2布置。具体计算结果同表10。管井的布置以及构造详见附图。表11 基坑降水井数量实际布置表分区A面积（m2）单井有效疏干面积（m3/口）疏干井数量口雨水泵房9902006进水闸门井及进水箱涵3202002出水箱涵120020016顶管工作井（接收井）1002001（三）真空疏干深井布置原则真空疏干深井的布置原则为：井深控制基坑底下34m；井平面位置最终施工时应避开坑内支撑、格构柱、工程桩、坑内加固等位置，过滤器以分断面过滤器为主。成井施工结束后，在真空疏干管井内及时下入泵、铺设排水管道、电缆线等，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。抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。根据施工进度计划，采用真空抽水，以确保预降水的效果，每台真空泵配置深井的数量可根据管路系统内的真空度调整，建议一台真空泵配置3口真空疏干深井。对于基坑内的疏干深井的水位观测井不再另行补设，在初次开挖部位任选一口疏干深井停止抽水作为水位观测井使用。5.6.6 轻型井点降水设计轻型井点降水主要用于深度小于6m的基坑，本工程对于出水箱涵以及开槽施工管道均采用轻型井点降水的方式。井管支管间距1.2m，基坑每套长度为50m，井点布置间距普遍为18m，降水坡度以1：10考虑，滤管需进入坑底以下2m。对于基坑面积较大的，可沿着基坑周边布置一圈轻型井点，在基坑回填前拔除；并在基坑内部间距18m布置一套，在土方开挖前拔除。对于狭长形的管沟工程，可以沿着管沟方向布置一套轻型井点，基坑分段开挖，井点随挖随拔。5.6.7减压降水引起的地面沉降控制措施（1）临近建筑物和地下管线的减压深井抽水时间应尽量缩短，按需降水。（2）采用信息化施工，建议对坑内外观测井水位进行实时跟踪监测，发现问题及时调整抽水井数量及