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1、安安徽徽 联联产产甲甲醇醇工工程程一一期期年年产产 6 60 0 万万吨吨甲甲醇醇项项目目A A1 1 标标段段基基坑坑降降压压井井专专项项降降水水方方案案2011 年 2 月 8 日 筑龙网 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 工程概况工程概况一、工程简介安徽 有限公司入驻无为二坝开发区拟建年产60万吨甲醇项目。拟建建筑物见下表所示。拟建物特征一览表名称特征荷载 圆形煤场 16#100.0m，H=30m 受煤坑室外整坪标高 7.1m，埋深-9.0m 乙醇储罐3 个，23.7m，H=13.2m，V=5000m35850 吨/台 醋酸乙酯储
2、罐3 个，23.7m，H=13.2m，V=5000m35850 吨/台 甲醇储罐2 个， （42.2m，H=16.5m，V=20000m3）23150 吨/台甲醇储罐1 个，30.4m，H=16.0m，V=10000m311680 吨/台 醋酸储罐2 个，30.4m，H=16.0m，V=10000m312250 台/吨 消防事故池长 40.0m，宽 10.0m 灌区废水池长 22.5m，宽 10.0m 罐区配电及操作室长 64.6m，宽 15.0m 危险品仓库长 42.0m，宽 12.0m 气化炉渣堆场长 55.0m，宽 19.0m 事故集水池长 70.0m，宽 28.5m本次拟建为 A1 区
3、运煤地槽，基坑周长为 491m，面积约 4519m2。本基坑开挖深度为自然地面以下 6.512.7，已经挖穿承压含水层。基坑采用三轴搅拌桩止水帷幕，深度为 16.625.6 米，没有隔断承压含水层。同时本基坑场区内沟塘纵横，场地东南侧为长江，距离本场区较近，因此本基坑降水难度大，开挖存在风险，针对此情况进行专项承压水设计方案，保证基坑安全开挖。二、场地地质与水文地质条件1、场地地质条件本区地层属扬子地层区下扬子地层分区，区域上自太古界至新生界地层均有分布，基岩大部分被第四系覆盖。区域第四纪地层主要岩性为淤泥质土、粉质粘土、粉砂、中细砂和砂砾层，成因类型以冲积、冲湖积为主。根据野外钻孔揭露、原位
4、测试资料，勘察所达深度范围内的地层分布情况如下：-1 层吹填砂土(Q4ml)：厚 0.206.20m。灰色、松散、稍湿，主要成份为粉细砂，该层为近期吹填整平场地土，本层厚度变化大，性质不均匀。-2 层粉质粘土(Q4l)：厚度 0.404.20m，层顶高程 4.298.54m，层顶高程筑龙网 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 50cm 多为耕土。局部缺失。层淤泥质粉质粘土(Q4l)：厚 0.6013.60m，层顶埋深 0.606.20m，层顶高程1.255.44m。青灰、灰、灰褐色，间杂灰黑色，呈流塑-软塑状态，饱和，含有机质，贝壳等，局
5、部为淤泥及淤泥质粘土，夹少量薄层粉土、粉砂，厚度一般 0.201.00cm，呈松散状态，本层分布普遍。2、水文地质条件根据本工程岩土工程勘察报告，拟建场区地下水根据埋藏条件可划分为浅层潜水及承压水。1）潜水：主要赋存在层淤泥质粉质粘土、-1 层粉土夹粉砂及-2 层粉质粘土夹粉砂中。潜水水位高程约为 5.00m。2）主要赋存在层粉砂、层细砂、层细砂中。勘察期间承压水位高程约4.50m。承压水顶板埋深一般为 7.316.0m。试验期间实测水位埋深如下3）地下水参数：勘察报告提供各土层渗透系数建议值详见下表。各地基土层渗透系数一览表各地基土层渗透系数一览表地层渗透系数 Kh（cm/s）渗透系数 Kv
6、（cm/s）备注层淤泥质粉质粘土3.9210-52.6510-5室内试验-1 层粉土夹粉砂2.5710-41.9310-4室内试验-2 层粉质粘土夹粉砂1.0010-46.0010-5经验值层粉砂1.9910-31.5810-3室内试验层细砂3.0010-33.0010-3经验值层细砂3.0010-33.0010-3经验值井 号Y1Y2G1深度（m）2.12.02.05初始 水位绝对标高（m）-1.84-1.74-1.79筑龙网 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 类型井 号渗透系 数 Kh md渗透系数 Kh md贮水率 Ss 1/m导
7、水系数 T m2/d导压系数 a m2/dY17.390.7391.56E-022.95E+024.74E+02小流 量Y27.730.7731.21E-023.09E+026.39E+02Y27.160.7164.99E-022.86E+021.43E+02大流 量G16.830.6834.99E-022.73E+021.37E+02平均值平均值7.280.7283.19 E-022.91 E+023.48E+023.48E+02三、本工程风险分析与对策由于本基坑开挖深度已超过安全承压水顶板标高，且三轴搅拌桩止水帷幕无法隔断含水层，虽然在深坑部位经过高压漩喷桩封底加固，但是基坑还是存在承压水
8、突涌的危险性，特别是深坑部位已挖穿承压含水层顶板，使深坑部位存在很大的风险。在基坑开挖前设置降压井控制承压水位，使承压水位位于开挖面以下 12 米。针对此情况在浅坑内布置适量的降压井，在深坑部位布置较多的降压井和适量备用井，确保深坑安全。在坑外布置适量的观测备用井，土方开挖期间主要作为观测井使用，在后期封井前启动减压，确保坑内井的封井效果。第二章第二章 降压井分析计算降压井分析计算一、基坑稳定性分析及验算1、基坑底板稳定性分析原理本工程基坑开挖深度较大，根据围护结构设计，需考虑下部层承压水的顶托力对基坑底板稳定性的影响，进行稳定性验算，防止高水头承压水从最不利点产生突涌，对基坑造成危害。筑龙网
9、 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 2-12-1 基坑底板抗突涌验算示意图基坑底板抗突涌验算示意图图图 2-12-1 基坑底板抗突涌验算示意图基坑底板抗突涌验算示意图基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，即：Hs Fswh式中：H 基坑底至承压含水层顶板间距离（m） ；s 基坑底至承压含水层顶板间的土的重度（kN/m3） ；h 承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m） ；w 水的重度（kN/m3） ，取 10kN/m3；Fs 安全系数，一般为 1.0.2，经验值取 1.1；2、承压含水层的顶板埋深及
10、初始水头埋深根据本工程的岩土工程勘察报告，选取第层的最浅层顶板埋深为 7.3m。选取第层的初始水头埋深值为 2.0m。3、基坑突涌稳定性计算根据勘察报告，场地内第含水层顶板最浅埋深为 7.3m，本基坑开挖深度最大处为12.7m，因此对于本基坑的稳定性验算，直接可以将水位降低到开挖面以下 2 米即可。二、管井的设计为了保证降压井的质量，应根据含水层的水文参数及厚度来设置降压井滤管长度，以满足出水量的要求。本基坑内井深度为 26m，深坑部位为 28m，滤管的长度为 15m 和18m，井底设置 1m 的沉砂管；坑外井的深度为 32m，滤管的长度均为 12m，过滤器为圆孔过滤器，外包 40 目滤网，孔
11、径为 600mm，井管和过滤器外径 273mm。详见附图。根据本工程勘察报告提供的水文参数和经验数据，通过根据本工程勘察报告提供的水文参数和经验数据，通过 Visual modflow 模拟计算，模拟计算，本工程在基坑围护外布置本工程在基坑围护外布置 14 口观测备用井，基坑内设置口观测备用井，基坑内设置 18 口降压井，口降压井，5 口混合井。详口混合井。详见降水井平面布置图见降水井平面布置图 1。三、井点布置根据规范公式经上述验算可知，整个基坑都存在一定的稳定性风险，对于这些抗承压水稳定性不满足要求的区域，若不进行及时、有效的处理，可能会导致基坑开挖过程中产生突涌等不良后果，严重的会导致周
12、边路面坍塌甚至基坑塌方等事故。本工程采用大口径井点，在基坑外共布置 14 口减压井，坑内 18 口降压井，5 口混筑龙网 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 数值模拟及数值模拟及地面沉降预测地面沉降预测一、渗流计算基本理论为了有效降低和控制承压含水层水头, 确保基坑开挖施工顺利进行，必须进行专门的水文地质渗流计算与分析，为减压降水设计提供理论依据。（1）潜水、承压水非稳定渗流的控制方程多孔介质和流体不可压缩时非恒定达西渗流场求解的微分控制方程为：(1)tH TEWzHkzyHkyxHkxzzyyxx )()()(其中：E= ；yS S承压
13、含水层 潜水含水层； 潜水含水层承压含水层BM TMSSs式中：S贮水系数；Sy给水度；M承压含水层单元体厚度(m)；B潜水含水层单元体地下水饱和厚度(m)。kxx、,kyy、kzz各向异性主方向渗透系数（m/d）；H点（x,y,z）在t时刻的水头值（m）； W源汇项(1/d)。(2) 定解条件初始条件： (2),(),(000tzyxHtzyxHt筑龙网 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ 本文共 25 页 更多详细内容 http:/ (3),(),(11tzyxHtzyxH式中：H0（x,y,z,t）点（x,y,z）处的初始水位（m） ；一类边界条件；1H1（x,y,z,t）点（
14、x,y,z）在 t 时刻的边界已知水位（m） 。对整个渗流区进行离散后，采用向后差分法将上述数学模型进行离散，就可得到数值模型，由此计算、预测降水引起的地下水位的时空分布。二、降压降水运行工况1、本工程基坑降水数值模拟模型建立、本工程基坑降水数值模拟模型建立根据已有的岩土工程勘察报告、水文地质条件、钻孔资料可知：模拟区平面范围，以基坑为中心，边界布置在降水井影响半径以外。1.1 含水层的结构特征本研究区属于粉砂土区，上部粘性土层概化为第一层。由于实际地层较多，建立模型的时候根据各地层的渗透系数等水文地质参数进行适当简化，模型化以后的含水层三维模型从上到下依次为：弱透水层、第层含水层。图图 3-1 降水模型三维图降水模型三维图1.2 水力特征地下水系统符合质量守恒定律和能量守恒定律；含水层分布广、厚度大，在常温常压下地下水运动符合达西定律；考虑浅、深层之间的流量交换以及软件的
