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1、南水北调中线一期工程天津干线工程廊坊市段工程TJ4-3标降排水施工专项方案合同编号：ZXJ/SG/TJD-006批准: 校核: 编写: 中水五局南水北调天津干线TJ4-3项目部二一年四月1、编制依据1.1、南水北调中线一期工程天津工程西黑山进口闸至有压箱涵段、保定市2段、廊坊市段工程第三施工标段招标文件，合同编号：ZXJ/SG/TJD-006。第一卷 商务文件第二卷 技术条款第三卷 招标图纸1.2、工程现场勘察调研资料。1.3、廊坊市段工程TJ4-3标施工技术要求（水工部分）1.4、地基处理手册、建筑施工计算手册2、工程概况南水北调中线一期工程天津干线廊坊市段TJ4-3标段（XW99+897X
2、W111+600），标段长度11.703km，标段主要建筑物为3孔4.4m4.4m有压输水钢筋混凝土箱涵，标段内还有各种建筑物17座，其中：通气孔5座、分水口1座、小型倒虹吸5座、小型公路涵4座、保水堰1座、王泊排干倒虹吸1座。主要建筑物特性：1）有压输水钢筋混凝土箱涵，共长10.723km，为3孔4.44.4m钢筋混凝土箱涵，基底高程为EL-2.725mEL-4.264m，地面高程在EL.5.00m左右；2）通气孔5座，为3孔井式结构，顶面高程EL.12.04mEL.10.85m；3）河渠交叉建筑物共6座，其中大型倒虹吸1座，为王泊排干倒虹吸，布置和结构型式与箱涵相同，基底较普通箱涵下降深度
3、为1.0m2.0m；4）渠头村北7#保水堰1座，基底高程为EL.-5.20m；5）公路交叉建筑物为小型公路涵，共4座，布置和结构型式与箱涵相同； 6）分水口1座，为永清县西辛庄西分水口。3、工程地质3.1工程地质条件 （1）地质地貌TJ4-3标位于广阔的河北冲积平原当中。地面高程5.64.9m，平均坡降0.1，局部受河流影响稍有变化。其间分布有行洪排涝河渠、灌渠共有6条。本标段位于龙江渠南8085m，基本沿龙江渠展布。该标段处龙江渠堤顶高程7.26.9m，渠底高程2.51.7m，龙江渠上口宽约50m，渠底宽约10m，渠道岸坡1：3。 （2）地层岩性本标段分布的地层均为第四系松散堆积物，由老至新
4、简述如下：1）全新统下段（Q14）冲积（alQ14）堆积：勘探深度范围内以浅黄、桔黄色壤土、粘土为主，局部夹砂壤土、砂土透镜体。顶板埋深一般12.014.0m。2）全新统中段（Q24）冲积（alQ24）堆积：以灰黄色黄灰色壤土、砂壤土为主，粘土次之，含锈斑，局部含钙质结核，该层厚度一般3.07.0m，顶板埋深一般58.0m。仅在桩号XW107+150XW107+900下部出现砂层，砂层厚度一般1.0m5.0m。下伏Q14冲积层。湖沼（1+hQ24）堆积：由灰黑色、灰绿色、灰黄色等粘土、淤泥质粘土组成，壤土次之，含锈斑及有机质，可见小的平卷螺和尖脐螺。一般层厚3.04.0m。顶板埋深一般2.03
5、.5m。该层分布连续。3）全新统上段（Q34）冲积（alQ34）堆积：岩性以黄褐色、灰黄色粘土为主，淤泥质粘土次之，局部分布砂壤土及壤土透镜体。该层厚度一般2.23.5m。最大厚度5.2m。该层中的淤泥质粘土一般厚度为1.01.5m，最大层厚4.0m，分布于粘土层的底部，分布桩号为：XW102+050XW103+025、XW103+225XW105+040、XW105+330XW105+750、XW111+135XW111+600。人工堆积（rQ）：岩性以壤土、砂壤土为主，夹少量粘土。主要分布于人工渠道两侧堤岸及路基。3.2工程地质资料根据招标文件工程地质条件，本标段工程区地下水为第四系孔隙潜
6、水，主要赋存于第四系全新统粘性土地层中。土层为粘土、壤土、砂壤土为主，局部有砂层，大多为弱中等透水土体。招标文件工程地质资料分别给出了本标段1995年4月及2003年8月的地下水位，其中1995年4月地下水位平均高程EL4.10m，2003年8月地下水平均高程EL-1.33m。招标文件技术条款1.1.3项所述，“根据调查资料，工程区地下水位的年内变化受年降雨量、蒸发量、地表水径流量的共同影响，水位变幅平均值为1.32m。由于近10年来降水量偏少、地表径流量减少，加之农业用途的地下水的开采量逐年增加，使得地下水总体呈逐年下降的趋势。”本标段各土层，大多为弱中等透水土体，透水能力较差。详见表3-1
7、。表3-1 各土层渗透系数及渗透性分级表时代成因土层名称渗透系数（K）渗透性等级cm/sm/dalQ34淤泥质粘土3.84*10-50.033弱透水粘土5.49*10-50.047弱透水壤土3.73*10-40.32中等透水砂壤土5.87*10-40.51中等透水alQ24粘土3.5*10-5003弱透水壤土4.52*10-50.04弱透水砂壤土5.29*10-50.05弱透水粉砂7.67*10-50.66中等透水细砂1.62*10-51.41中等透水1+hQ24淤泥质粘土2.92*10-50.025弱透水粘土2.83*10-50.024弱透水壤土3.38*10-50.029弱透水注：表格内渗
8、透系数值（k）是室内与室外（试坑渗水实验、钻孔注水实验）渗透系数的平均值。4、投标阶段降排水方案我部在投标时查询了廊坊市2003年以来年降水量和平均地下水位变化情况，除2008年外，年降水量均少于常年值，经查廊坊水文公报，2000年5月底平均地下水位在地面以下5.50m，2009年5月底平均地下水位在地面以下9.79m。1995年至2003年，8年间本标段地下水位平均下降5.43m，到本标段主施工期2010年、2011年又经过7、8年，在投标阶段估计即使地下水位下降速率减少一半，也会下降到EL-4.00m。这个估算值和廊坊市2009年5月底平均地下水位在地面以下9.79m是一致的。本标段箱涵建
9、基面高程为EL-2.69m-4.28m，其纵坡为1/16000，有倒虹吸等建筑物时箱涵建基面高程降低约为2.0m。因此，在投标阶段本标段上游部分地下水位在普通箱涵建基面面以下，不需要降排水措施就可以干场施工；下游部分地下水位高出普通箱涵建基面以上1.0m左右，可以采用在基坑两边侧开挖排水沟和集水井组成的地表排水系统进行降排水；在倒虹吸等特殊建筑物部分采用管井井点降排水。5、降水方案调整我部中标进场后，于2009年10月对沿线的地下水进行了挖坑实测，除XW99+897XW100+475段地下水位低于或接近箱涵建基面外，自XW100+475下游地下水位逐渐上升至EL2.90m左右，比2003年8月
10、地下水位还高约4.0m，针对普通箱涵投标阶段采用的在基坑两边侧开挖排水沟和集水井组成的排水系统降排水方法已无法满足工程实际施工需要。根据其它工程施工经验及相关资料，本标的排水方案调整为管井井点降排水。6、降排水设计6.1、管井布置根据本标段基坑开挖标准断面形式，经过初步计算，本标段拟采用管井井点排水法进行降排水，计划在两侧马道上各设一排管井，造井深度为18.0m，造井间距为10-15m。基坑地下水经管井抽排至施工便道北侧的排水沟内，而后从北侧的排水沟集中抽排至龙江渠中。6.2、管井复核计算根据合同文件可知，本工程地下水为第四系孔隙潜水，含水层厚度较大，主要受降雨补给。在进行涌水量计算时，参照均
11、质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算公式进行计算。管径井点布置及降排水影响示意图如图1所示。 图1 管井井点布置及降排水影响示意图涌水量计算公式如下： Q：涌水量 m3/dr：为井半径 取0.15mk：无压透水层的渗透系数 m/dR：抽水影响半径 mS：水位降低值 mX0：基坑假想半径 mA：管井包围基坑面积 m2H0：含水层厚度 m、地下水位降落计算深度S的确定：S=6.0+0.5=6.5m2 、井深确定井的埋设深度一般按经验公式H=h1+h+iL+I+H+H2选定。式中 h1为井口到基坑底的距离 h1=6.0mh为基槽中心处地下水位到基坑底的安全距离一般选h=0.5m。i为基坑内地下水位线降
12、落坡度 一般选i=1/10L为基坑中心到井中心的距离 L17.5mI为井身计算透水长度 一般选I2.0mH为安全保证值 H=3m.H2预淤积深度 H2=4.5mH=h1+0.5+iL+I+H+ H26.0+0.5+0.1*17.5+2+3+4.5=18.0m3 、有效带深度H0的确定：H0=1.8（S+l）=19.4m4 、抽水影响半径的确定：据合同文件提供施工区含水层主要为壤土层，局部为砂壤土层及粘土，选择最大渗透系数进行计算：渗透系数为0.10m/d。抽水半径计算公式：R=1.95s其中：为渗透系数，取0.10m/d；S为基坑水位降深，取6.5m； H0为含水层厚度，取19.4m；经计算，
13、抽水影响半径为17.65m。、基坑假想半径X0的确定： 渠道两侧，两排井轴线距离35m，很长渠道同时排水，取35m长一段计算涌水量，因两端头无地下水，所以计算出的涌水量的一半为35m长渠道的涌水量。 =19.75m、涌水量计算：=103.4m3/d、单井涌水量计算：经类似工程施工经验及现场实测，单口管井初期排水量为20m3/d，后期排水量10m3/d。、管井数量计算：n=1.1Q/q4个在35m长渠道上需布置4孔管井，即孔距15.0m左右，在有砂层、砂壤土层出露的渠段，为保证边坡稳定，防止流砂、管涌和坍塌的现象发生，加密管井，孔距缩小到10m左右。考虑到管井影响半径及相互交叉影响的实际情况，上
14、述验算基坑设置的管井可以满足降水要求。为此，综合本标段所有箱涵，管井间距设置1015m，内径300mm，深18m。经复核，上述管井设计可以满足合同文件显示地层条件的施工降水要求。7、降排水施工7.1、管井施工在表层土开挖到马道平台后，用回转钻机造孔，原土造浆固壁，达到深度后清孔换浆，内径300无砂混凝土井管安装，在井管下半部外壁包一层200g/m2的土工布，井管安装后在井管外壁和孔壁之间回填滤料，填料至距地面2m，上面2m采用粘土回填密实，然后洗井，安装潜水泵。降排水是本工程的重要工序，必须进行严格管理与控制。为保证降水效果，降水井施工前项目部已对本标段施工降水进行了现场试验，检测，根据降水试验效果调整了抽水泵的功率，初步安排管井里布设1.1KW潜水泵。管井构造详见图2。图2 井管构造示意图7.2、管井降水施工工艺1）施工工艺放线定位钻机就位钻孔清孔换
