降排水试验方案

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1、降排水试验施工方案一、工程简介1.1 简述沙河南黄河南郑州2 段工程第二施工标段设计桩号为SH （3） 185+220.3SH（3）190+688.1，标段长度 5.468km，标段内共有各种建筑物4 座，其中：河渠交叉建筑 1 座，左岸排水 1 座，分水口门 1 座，退水闸 1 座。其中，十八里河倒虹吸是本标段最大的建筑物。南水北调中线一期工程总干渠十八里河渠道倒虹吸属于郑州2 段内的河渠交叉建筑物，工程位于河南省郑州市南郊的刘湾村西约250m 处，107 国道和郑州至新郑公路从附近通过。十八里河渠道倒虹吸主要建筑物由进口至出口依次为：进口渐变段、 进口检修闸、管身段、出口控制闸和出口渐变段

2、组成。渠道倒虹吸进口渐变段起点桩号为总干渠SH（3）187+061.1，出口渐变段终点桩号 SH（3）187+445.1，建筑物总长 384m，其中倒虹吸管身段长220m。倒虹吸设计流量 295m3/s，加大流量 355m3/s，设计水头 0.15m。倒虹吸管身横向为 4 孔 2 联箱形钢筋混凝土结构，单孔尺寸7m 6.8m（宽 高） 。1.2 气象水文及工程地质1.2.1 气象水文总干渠郑州 2 段属温带大陆季风型气候区， 夏秋两季受太平洋副热带高压控制，多东南风，炎热多雨，冬春两季受西伯利亚和蒙古高压控制，盛行西北风，干燥少雨。段内多年平均气温14.4，全年 1 月份温度最低，平均气温0.

3、1；月平均最低气温 4.3，极端最低气温 16.3；7 月份气温最高，月平均气温27，月平均最高气温32.1，极端最高气温 42.3。最早地面稳定冻结初日在12 月 13日，终日 2月 14 日，历年最大冻土深度27cm。霜冻最早为 10 月 10 日，终日最晚为 4 月 26 日。本渠段多年平均降雨量632.3mm，多年平均降水日数79.9d。降水年内分布很不均匀，年际变化大， 70%80%集中在汛期，夏季受东南季风影响，雨量集中，且多暴雨，年降水量从山区到平原呈递减的趋势。标段内总干渠沿线交叉河流的河道特征随着集流面积和地形、地貌的变化各有不同，集流面积大于 20km2的有 1 条，河道洪

4、水受降雨影响较大， 且洪水历时较短，在枯水期径流较小。各河道施工期设计洪水见表1-3、1-4。表 1-3 河道施工洪水（汛期）成果表序号河道名称建筑物型式设计洪峰流量 (m3/s) 设计洪峰流量对应天然水位(m) 5% 10% 20% 5% 10% 20% 1 十八里河渠倒虹273 195 123 124.66 123.92 123.17 表 1-4 河道施工洪水（非汛期10 月5 月）成果表序号河道名称建筑物型式设计洪峰流量 (m3/s) 设计洪峰流量对应天然水位(m) 5% 10% 20% 5% 10% 20% 1 十八里河渠倒虹10.2 7 2.6 121.8 121.8 121.8 1

5、.2.2 工程地质（1）十八里河渠道倒虹吸该建筑物位于河南省郑州市南郊刘湾村西约250m 处山前倾斜平原， 场区地势南西高，北东低；十八里河呈西南东北向， 河谷开阔，呈“U ”形，宽约 300m，深约 10m，河床宽约 80m；左岸冲沟较少，地形较平坦，地面高程130m 左右；右岸地面高程约 129130m，冲沟发育，沟深约10m，岸坡多直立。场区地层划分为5 个工程地质单元，分别为：轻粉质壤土（alQ2） ，最大厚度 7.60m，土质不均，夹细砂透镜体及薄层砾卵石、砂壤土、粉质粘土；黄土状重砂壤土（ alplQ3） ，厚度一般 513m，土质不均，夹有较多的细砂透镜体及厚 0.42.1m 的

6、薄砂层；重粉质壤土（ dlplQ2） ，一般厚 36m，零星含钙结核；轻粉质壤土（ dlplQ2） ，厚约 1214m，土质不均，局部夹有厚约12m的棕红色重粉质壤土；粉质粘土（dlplQ2） ，钻孔未揭穿，揭露厚度5.0m。场区地震动峰值加速度0.10g，相当于地震基本烈度度。地下水为第四系孔隙潜水，主要含水层为黄土状重砂壤土及粉质壤土，特别是河床第层轻粉质壤土底部 1.0m 左右的砾卵石层，富水性较好，下部粉质粘土为相对隔水底板，勘察期间所测潜水位高程115.9116.3m。第层黄土状重砂壤土属中等透水，第层粉质粘土为微透水， 其余各层均属弱中等透水层。场区地表水、 地下水化学类型分别为H

7、CO3-（K+Na）-Ca-Mg 型和 HCO3-Ca 型，对混凝土均无腐蚀性。倒虹吸管段： 斜管段建基面多为第层轻粉质壤土，少量为第层重粉质壤土，水 平段建基面高程约106.4m，基础置于第层轻粉质壤土上，建基面均处于地下水位以下，施工时应采取适当的排水措施。基坑开挖最深约22m。出口渐变段与节制闸段：闸基及出口渐变段基础均置于第层重粉质壤土上，其承载力标准值为160kPa。地下水水位 116m左右，高于渠底约 24m，存在基坑排水问题。开挖边坡高约16m。（2）水文地质条件及其评价场区属黄河冲积、冲洪积平原，局部砂丘、砂地，钻孔揭露深度范围内地层为第四系松散层，岩性主要为壤土（Q4，Q3）

8、 、粉细砂（ Q4，Q3） 。该段地下水含水层主要为第四系松散层孔隙含水层组。含水层组主要由第四系黄土状轻壤土、砂壤土、粉细砂组成。粉细砂层渗透系数一般1.11 10-44.6 10-3cm/s，属中等透水性；黄土状轻壤土、砂壤土渗透系数一般4.32 10-63.68 10-4cm/s，属中等 弱透水性。勘探期间地下水位高于渠底板。地下水主要接受大气降水入渗、侧向迳流等方式补给，以蒸发、侧向迳流及人工采的方式排泄；根据渠线资料，场区上部潜水水化学类型多为 HCO3-Ca型，沿线环境水水质良好，对混凝土均没有腐蚀性。1.2.降水深度要求：降水深度应根据设计工程构筑物的开挖底部高程、设计降低水位至

9、最深开挖底部高程下的距离为12并根据工程的实际要求来分析。二、试井依据南水北调中线一期工程郑州2 段工程第二施工段设计招标图集 ；工程地质手册第三版三、试井地点、内容及目的拟在管身段桩号SH(3)187+280.8 作为试井段（沿十八里河上下游各打一眼井作为试验井）。试验内容为检验单井出水量、出砂量及含水层渗透系数。试验目的为求取综合地层渗透系数K， （10m 深度范围及 20m 深度范围），为场地开挖降水提供降水依据。四、降水试验施工 4.1 管井降水设计参数的确定 4.1.1井距（ 2025米） ； 4.1.2井深（开挖槽底最低标高下12 米） ； 4.1.3管井成孔直径 800mm，井管

10、采用无砂混凝土井管，外径600mm、内径500mm；井管与井孔之间填滤料，滤料为2-3mm 豆石或干净砾石，井管口高出 地面 0.3m。 4.1.4降水井中心线距开挖上口线20m； 4.1.5井内放置 2.5KW 潜水泵，将水抽至地面集水池。 4.1.6 排水采用塑料管将降水井抽出的水直接排入道路永中部位开挖的排水 沟（排水沟用塑料布铺盖）流入沉淀池，在排入现况雨水管或雨水沟内； 4.2 降水时间的确定 降水井在施工完成后开始降水， 直到要求停止降水时为止。 降水一定时间后， 观察地下水位是否达到要求降低深度。 4.3 管井施工方法及技术措施： 4.3.1管井施工工艺流程4.3.2施工准备 （

11、1）详细调查地下管线分布情况（走向及埋深），关闭、阻断渗漏水源。（2）调查场地周围雨、污水管线，清除管道淤泥，安排排水通道。 （3）组织项目人员进行开工前教育和安全、技术交底。 （4）水、电齐备，场地平整后，人员、材料、设备进场。 （5）连接水、电，安装调试设备。 （6）规划现场平面布置，合理安排成井施工设备和施工顺序。 4.3.3放井位： 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。 4.3.4挖泥浆池： 根据场地条件在红线内距降水井3m 处适当位置挖泥浆池。 废浆应及时外运 并作妥善处理，保持现场环境卫生

12、。 4.3.5挖探坑： 为清除井位下障碍物，应在井位处挖探坑，直径800mm，深 1.01.5m，当 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。 4.3.6成孔： 管井采用反循环钻进工艺成孔，地层自然造浆护壁。根据降水井成孔情况， 确定局部钻进到砂土地层时，是否采用膨润土护壁成孔。孔径不小于800mm， 钻孔应保持圆正垂直，孔深不小于设计深度，正偏差50 mm。 4.3.7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 1.151.25g/cm3。 4.3.8吊放井管： 井管采用无砂砼管，在混凝土预制井托上放置井管，在底部中间设导中器

13、， 四周栓 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24 条 30mm 宽竹条绑扎 井管管身， 固定井管。底端井管作为沉砂管， 以上 3.0m 井管外包一层 40 目尼龙 网，作为过滤管段。在粉土、粉细砂地段也应缠一层40 目尼龙网，避免堵塞井 壁。为防止上下管节错位，在下管前将井管依方向立直。吊放井管要垂直，并保 持在井孔中心，为防止雨、泥砂或异物进入井中，井管要高出地面300mm。 4.3.9填滤料： （1）井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将 泥浆挤出井孔。 填滤料时， 应随填随测滤料

14、填入高度， 当填入量与理论计算量不 一致时，及时查找原因。不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防不均匀或 冲击井壁。洗井后，如滤料下沉量过大，应补填至井口下1.5m 处，其上用粘土 封填。 （2）滤料必须符合级配要求，合格率要大于90%，杂质含量不大于3%。 4.3.10洗井 （1）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。 （2）洗井应在成井 4 小时内进行， 以免时间过长， 护壁泥皮逐渐老化难以破 坏，影响渗水效果。 （3）洗井后进行试验性抽水， 确定降水井出水量及水位降低能否满足设计开 挖要求。 4.3.11水泵安装：（

15、1）潜水泵用钢丝绳吊放，泵的端部至井底距离不小于0.5m。 （2）安装并接通电源， 每井附近设置电闸箱， 预埋电缆， 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。 4.3.12降水井剖面图4.3.13抽降： (1)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。 (2)抽水开始后，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。 4.3.14水位观测： (1)为了控制了解在抽水过程中，地下水位的变化情况

16、，同时为土方开挖提 供可靠的依据， 达到指导施工的目的。 拟定在每一管线设50mm 钢制观测管，与主孔并在一起进行安装，抽水前应进行静止水位的观测，抽水初期每天早晚7 点观测 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。 (2)在施工过程中，在试井的一侧设置排水边沟，接入十八里河河道，边沟 上口 0.4m，下口 0.3m。挨着试井设置一口集水井，并与排水边沟相通。 五、降排水试井施工保证措施 5.1 施工质量保证措施 5.1.1 现场成立降水管理组，由专门技术人员进行现场管理，对施工过程和 施工质量严格控制。 5.1.2 布设降水井时，井位应根据图纸严格选定，须避开地下结构和欲埋设 管线位置。 5.1.3 进场材料按要求进行复试，机械设备要严格检查，不符合要求的一律 不得使用。 5.1.4 施工期间应保证连续供电，在发生供电障碍时应立即启用现场发电设 施供电，避免因停电造成井内水位上升，影响施工。 5.1.5 降水井在施工完