井点降水计算

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1、本次顶管工程分为两段(1)西下丘泵站及进水管道工程，其中D1000砼 管顶管，全长800 米，管道埋深6米左右;设工作井4座，接收井5座。 (2)邮塘庙泵站工程，其所处土层均为亚砂土夹粉砂。1、工程概括本次顶管工程分为两段(1)西下丘泵站及进水管道工程，其中 D1000 砼管顶管，全长 800 米，管道埋深 6 米左右;设工作井 4 座，接收井 5 座。(2)邮塘庙泵站工程，其所处土层均为亚砂土夹粉砂。地下水丰富具 承压性，易形成流沙。工作井、接收井施工过程中，采取井点降水，以 降低地下水位。因管道处于流砂层位置 ，所以顶管施工采用土压平衡施 工工艺。其中顶管工作井为钢板井沉井，接收井为钢板桩

2、井(坑)。2、沉井施工顶管工作井下部4米深为钢板井沉井,尺寸为5.5mX3.0m(长X宽)上部采用砖砌护壁墙体。2.1施工工艺流程2.2沉井主要施工方法2.2.1基坑开挖为保证沉井制作均匀下沉，先将井区范围的障碍物与表层土挖出。 根据设计要求，考虑沉井整体的安全性，基坑开挖深度暂设定为2.0米 2.5米。基坑的开挖范围比沉井外壁尺寸大1.6米左右，边坡取值1:0.67, 在基坑四周挖设排水沟，在对角基坑四周设置集水坑并配备水泵，以便 及时排除坑内积水和周围来水。2.2.1.1开挖施工方法1）分段开挖，合理确定开挖顺序和分层开挖深度，当接近地下水 时，先开挖最低处土方，以便在最低处排水，并在基坑

3、内设置一临时集 水坑，配泵排水；2）开挖人员每3X1米2范围布置一个，在开挖过程中应注意保 证开挖面完整；3）每阶段不得超挖，基坑底遇有不易清除的大块石，则将其凿除；4）开挖遇有不明构筑物或古迹，应严加保护，并及时与业主和有 关单位联系，共同处理。2.2.1.2开挖施工注意事项1）开工之前，考虑有效地排除施工场地雨水地方案；2）作好临时防雨设施地储备；3）排水用泵地工作状态良好，排水系统畅通；4）检查加固临时电路，电线距地面高度在3米以上；5）开挖土应尽快运出场外，除特殊情况外，一般不在基坑边堆放 弃土；2.3井点降水根据本工程实际地质情况，在河道附近采用井点法降低地下水位。2.3.1 井点埋

4、设深度H井点埋设深度(m)；h沉设井点施工的地面高程(m)；1h基坑底面高程(m)2Ah设计地下水降至基坑底面以下深(m)，取0.5m；l滤管长度(m);b井点到基坑的水力坡降(m), 一般取水平距离的0.1。2.3.2 井点打孔深度 孔深一般距滤管底 1m 左右。2.3.3 抽水影响半径R抽水影响半径(m)；K渗透系数(m/d)；S井点中心降水深度(m)；H含水层厚度(m)。02.3.4 井点涌水量Q涌水量(ms/d)；K渗透系数(m/d)；H含水层有效带深度(m)；S降水深度(m);R井点抽水影响半径(m),r井点滤管半径(m)2.3.5 井点出水量q井点出水量(m3/s)；r滤管半径(m

5、)；l滤管长度(m)v地下水流入井点管的速度(m/s)。2.3.6 井点埋设数量根据计算及施工经验得出，工作井共需布置井点 33 个，接收 井则需布置32 个。井点布置间距为1.0 米。2.3.7 井点降水施工方法2.3.7.1 安装真空泵系统真空泵系统设置的位置，应尽量缩短集水总管最远点与真空泵 的距离，集水罐进水管高度不得高于集水总管高度。为防止真空泵 排、降水系统的故障而中断降水，应用机械设备，并设专人保养维 修。2.3.7.2 安装集水总管集水总管布置在井点立管外侧，敷设高度与井点立管顶高相同，必须顺直，坡度为1%。左右，其最高点为真空泵、射流泵集水 罐进口处。2.3.7.3 组装井点

6、管将井点实管与井点滤管组装成一个整体。井点滤管孔眼总面积 不得小于立管的截面面积，骨架、滤网等均应仔细检查完好，并加 保护。2.3.7.4 沉设井点立管根据设计要求放出井点沉设位置。采用冲孔法施工。用多级离 心泵将水加压至0.7MPa,经高压管送到水枪，水枪与套管相对固定， 冲孔时用卷扬机吊住水枪及管的上端，对准点位，垂直插入预先挖 好的井点定位坑，并不断反复提升、下落。高压水通过水枪喷嘴将 土冲切成孔，孔径约30cm。当冲孔达到设计滤管底以下50cm以上 时，冲管停沉加冲片刻，使底部泥浆随水流去，然后停止冲进，抽 出水枪，按高度放下井点立管和滤管，井点立管应放在土孔中央。 而后向套管内立管外

7、灌注砂石滤料，边灌边插捣，灌至距地面约 1m 左右处停止，然后拔出套管，并用土封填上部土孔。每个真空泵系统抽吸的井点立管及集水总管位一组，每组中各 个井点立管和滤管的长度应相等，且沉设深度应在一个平面上。沉 设井点立管后，向孔内填充滤料时，土孔中的水应从井点立管内冒 出，否则该点为死点，应拔出重新沉设。2.4 沉井下沉井内人工挖土,外壁压载,沉井下沉。2.4.1 下沉注意事项1）沉井下沉时，井内除土应先从中间开始，均匀、对称地逐 步向四边处分层取土，使沉井均匀下沉，防止偏斜，特别是下沉初 期，沉井入土较浅，上层对沉井的平衡稳定作用差，容易产生偏斜， 尤应注意。在挖土下沉过程中，不应偏除土，避免

8、沉井发生偏斜。为防止沉井下沉时产生较大的偏斜，根据土质情况、入土深度 等，控制井内除土深度。此时应注意，沉井过程中应严格控制每次 挖土下沉的深度，以保证沉井平稳、均匀下沉。2）下沉中随时掌握土层变化情况，分析和检验土壤阻力与沉 井重量的关系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。3）下沉过程中，应做好标高、下沉量、倾斜和位移的测量工 作、随时注意纠正沉井的偏斜。4）沉井下沉至设计标高以上2m前，控制井内除土量，注意调 平沉井，防止因挖土量过大及挖土不均，而使沉井突然大量下沉并 产生较大的偏斜，增加准确下沉至设计标高的困难。5）在工作井沉井开始下沉前，在其周围构筑物及地面设置一 定数量的沉降

9、、位移观察点，随时观测沉井周围地面的塌陷、开裂 情况和构筑物沉陷、位移的情况，以便迅速采取措施，确保附近设 施的安全。2.4.2 施工偏差的处理在沉井下沉过程中一定要加强控制，确保沉井准确下沉到位， 并且要制定尽可能详细的处理措施，为施工过程中可能出现的问题 做好准备工作。2.4.3 倾斜处理沉井下沉过程中倾斜率要控制在1/1501/200,超过1/200 时就要进行纠偏，纠偏方法是在倾斜的相反一侧井壁底偏除土，在 并壁外侧射水冲刷,井顶加大水平荷载予以纠偏。2.4.4 井壁外障碍物的处理沉井下沉发现障碍物,应立即停止下沉,根据障碍物的性质、 大小、位置等情况决定处理办法。井壁下如遇较小的孤石

10、,可将四 周土掏空后取出；较大孤石,可用风动工具破成小块后取出。2.5 沉井封底沉井下沉至设计标高后进行封底。1）基底面应尽量整平；2）清除浮泥，防止封底砼和基底间渗入杂土；3）井壁与封底砼接触面处的泥污应予清除；4）用块石回填锅底超挖部分；5）用碎石、粗砂找平。2.5.1 底板砼浇筑封底垫层砼达到设计强度后，方可抽排沉井内积水，以防封底 砼承受下部水压而遭受破坏。井内水抽干后即可进行底板砼浇筑。 钢筋绑扎按设计图纸进行，砼浇入后，用插入式振捣器振捣密实， 再用平板振捣器提浆初平，最后人工找平，收面。2.6 砖砌护壁施工沉井底板砼达到强度后 ,拆除外围井点降水管,上部砌筑砖护壁至地面标高,而后

11、对井壁四周进行土方回填。2.7 接收井施工接收井采用钢板桩围护 .在顶管机头临近接收坑位置时 ,开挖 土方打设钢板桩 ,同时进行井点降水 ,机头从接收坑中取出后进行 检查窨井的砌筑。3、顶管施工3.1 顶管工艺选择根据地质报告及设计图纸 ,管道所处位置为流砂层 ,因为整个 管线埋深较深,平均埋深达到 7 米左右,且地下水位较高,承压水易 形成流砂,现行的简易顶管施工工艺 （俗称土顶法）,无法在流砂层 中施工,且施工质量得不到保障 ,我单位从工期和经济双方面作以 比较,决定采用土压平衡施工工艺进行施工。1）构造：工具管是顶管的关键机具，其主要作用为：掘进、 防坍、出泥、导向。根据工程的特点和地质

12、情况，本工程选用挤压 式工具管。工具管分前后两段，前后段之间安装纠偏油缸。工具管 最前端是压力舱，承受水压力、土压力；压力舱后部为操作舱。工 具管的后段与跟进管段连结。2）原理：随着工具管的顶进，开挖面切削下来的泥土进入压 力舱，由于土体挤进工具管内，工具管内锥体喇叭入口，对土体有 约束作用，保持可控面土体的稳定，地层损失小。3）安装：顶管出洞前，将工具管吊入工作井内，安放在导轨 上，后端放入分压环，启动主顶油缸、慢慢向前推动，工具管前方 进入橡胶密封圈，接触到钢封门为止。4）设备使用：正常顶管时，顶管机及管道内的操作由管内操 作者完成。每段顶进开始后则应连续工作，当进行设备保养维修而 暂停顶

13、管施工时，必须采取措施确保开挖面的稳定。顶进时管道内 采用低压照明和管道风机通风，并保持管道内的清洁。3.2 顶管设备选型3.2.1 机头正面阻力式中N机头正面阻力；Y 土的比重；H管顶土层厚;e内摩擦角；D 外顶管掘进机外径；N=3.14X1.22/4X2.71X(6.8+2X1.2/3)X tg52.50=42.11KN3.2.2 顶管管道周边阻力式中F2采用注浆工艺时管壁与土层间的摩阻力；D管节外径；L顶进长度；f2采用注浆工艺时管壁与土层的摩擦系数，取7KN/m2；F2=3.14X1.2X130X7=3428.88KN3.2.3 顶进阻力F=F1+F2=3470.99KN3.2.4 选

14、型原则: 设备质量优良可靠,操作放便,工作效率高。 设备的能力要留有充分富余，即使用时的保险系数要大。3.3 管节顶管施工采用由专业厂家生产的“F”顶管专用管节。3.4 顶管设备安装 井下设备安装包括出洞口安装、导轨安装、千斤顶安装、后背墙安装及顶管机井下就位等，其中出洞口安装在“顶管出洞”作介绍。3.4.1 导轨安装导轨用型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺 栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底 板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移 的、牢固的整体。导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否可 顶好，故须达到如下要求：1）两

15、导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致2）导轨轴线偏差W3mm；顶面高差0 + 3mm；两轨间距土2mm。3.4.2 千斤顶安装主顶站千斤顶选用 2 台，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支 架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与均布顶管圆周上，即与 管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道圆心上。每个千斤顶 的纵线坡度应与管道设计坡度一致。3.4.3 后背墙安装后背墙用 20 号工字钢焊成一堵墙，为顶管的反力提供一个垂 直的受力面，正面焊一块2cm厚钢板，使各工字钢受力更均匀。工 字钢墙的空隙中灌满自密砼，形成一道由厚钢板、工字钢和砼组成 的、牢固的、刚度很大的复合后背墙，承受千斤顶传来的顶进反力。 后背墙安装无误后，在后背墙与井壁间浇筑 30cm 厚砼后背，并垫 一层5cm厚的木板，以使井壁受力均匀。3.4.4 顶管机下井井下设备安装完后，用经保养、检查、调试好的顶管机吊下工 作井，置于涂满润滑黄油的导轨上。因导轨安装精度是严格控制的， 故顶管机座上导轨就已准确定位。井下设备和顶管机安装完毕后，启动