某车站降水井施工方案Word文档格式.docx
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3)管线情况
根据车站位置现状管线资料,车站地下管线较多,施工范围内地下管线主要有燃气、通信电缆、上水管、污水、雨水、电力管线、电力沟等。
具体见表
管线保护/管线拆除/管线迁改统计表表2.2-1
站名
管线类别
现状及数量
迁改及数量
处理措施
设备及规格
管线位置
数量
武侯双楠站
雨水
1
砼DN200砼DN300UPVCDN400
车站西侧居民小区雨水支管,南北向
355m
UPVCDN200
车站西侧,南北向
61.5m
永迁
UPVCDN300
33m
UPVCDN400
115.5m
砼DN500
104m
砼DN600
2
砼DN800
四次横穿车站主体,东西向
120m
钢管DN800
二次横穿车站主体,东西向
70m
永迁,悬吊保护
3
砼DN1400
横穿车站主体小里程端,东西向
44m
车站主体小里程端外侧,东西向
65m
临迁
污水
砼DN300
车站西侧居民小区污水支管,南北向
285m
77m
95m
30m
钢管DN500
钢管DN300
一次横穿车站主体,东西向
4
砼DN400、DN800
横穿车站小里程端,东西向
103m
75m
给水
铸铁DN800
纵穿车站主体,南北向
525m
车站主体东侧,南北向
540m
铸铁DN300
临时废除
铸铁DN200
三处位于车站主体内,东西向
40m
钢DN200
东西向二次横穿车站主体
80m
临迁,悬吊保护
纵穿车站大里程端西侧,南北向、
车站大里程端西侧,南北向
燃气
PED160
511m
552m
PED89
二处位于车站主体内,东西向
45m
钢D89
PED250
60m
通信
管沟700*750
横穿车站小里程端盾构接收井和附属工程,东西向
96m
126m
架空线
东西向横跨主体二次,南北向纵跨车站主体中段
340m
东西向横跨车站主体两次,南北向车站主体西侧
385m
入地直埋,跨基坑悬吊保护
铜800×
300
东西向横跨主体基坑。
悬吊保护
5
铜100×
100
6
铜、光纤800×
800
南北向横跨1号风亭基坑
7
南北向横跨B号出入口基坑
电力
8
南北向横跨C号出入口基坑
400v架空线
东西向横跨车站主体,南北向纵跨车站主体中段
130m
电缆
东西向横跨车站主体,南北向车站主体西侧
信号
铜600×
150
铜300×
铜150×
监控
光纤100×
2.3地形地貌
车站地处成都市武侯区武阳大道,沿线道路人口密集,交通繁忙,道路两侧密集分布住宅小区。
车站范围内地形平坦,地面高程在505m左右,属岷江水系Ⅰ阶地,为侵蚀~堆积阶地地貌。
车站现状地貌见下图
车站现状地貌图
2.4工程地质
1)地层特性
根据详细地勘资料显示,场地范围内岩土层自上而下描述如下:
(1)全新统填土层(Q4ml)
<
1-2>
杂填土:
褐黄色、褐灰色,松散~稍密,稍湿~潮湿,成分以黏土为主,夹卵石、混凝土等,局部地段道路路面有厚约0.5m的混凝土层。
广泛分布于地表,厚薄不均,层厚一般1.2~4.9m。
该层均一性差,多为欠压密土,结构疏松,多具强度低,压缩性高,受压易变形、渗透系数变化大的特点。
(2)全新统冲积层(Q4al)
2-2>
黏土:
黄褐色、灰褐色,可塑~硬塑,部分含少量铁锰结核,并夹杂铁锈斑,局部粉粒含量较重。
该层呈层状分布于表层人工填土之下,顶板埋深1.2~4.9m,层厚1.3~5.0m。
标贯实测击数N=7~24击/30cm。
根据室内试验:
天然含水率w=22.6%,天然孔隙比e0=0.715,液限WL=40.6%,塑限WP=17.2%,塑性指数IP=2.0~24.0,液性指数IL=0.07~0.39。
天然快剪指标:
凝聚力c=28.6~116.4kPa,内摩擦角Φ=12.8~20.0°
,压缩系数av=0.147~0.296MPa-1,压缩模量Esv=5.514~11.125MPa。
2-3>
粉质黏土:
褐色、灰黄色,可塑~硬塑,主要由粘粒组成,局部地段粉粒含量较高,手搓捻略有砂感。
呈层状分布于人工填土、黏土之下,顶板埋深1.6~3.4m,层厚1.6~4.7m。
标贯实测击数N=7~13击/30cm。
天然含水率w=18%,天然孔隙比e0=0.607,液限WL=35.1%,塑限WP=17.7%,塑性指数IP=12.8~16.8,液性指数IL=0.08~0.31。
凝聚力c=37.0~85.8kPa,内摩擦角Φ=16.0~25.5°
,压缩系数av=0.154~0.245MPa-1,压缩模量Esv=1.146~8.532MPa。
2-4>
粉土:
灰色、褐灰色,稍湿~潮湿,稍密~中密,主要由粉粒构成,含少量粘性土团块或粉、细砂,手搓捻有明显砂感。
呈薄层状分布于黏土之下,局部地段缺失,顶板埋深为4.4~6.9m,层厚0.6~2.0m。
2-5-2>
粉细砂:
灰黄色,潮湿~饱和,稍密~中密,颗粒较均匀,质较纯,黏粉粒含量约10%。
局部地段呈薄层状分布于粉质黏土、粉土之下,顶板埋深为5.1~6.2m,层厚1~1.5m。
(3)上更新统冰水沉积-冲积层(Q3fgl+al)
3-4-2>
深灰色、褐黄色,饱和,密实,颗粒较均匀,质较纯,夹少量圆砾。
呈透镜状分布于卵石土层,顶板埋深为7.3~31.2m,层厚0.4~3.2m。
3-5-2>
中砂:
灰黄色、青灰色,饱和,密实,颗粒较均匀,矿物以长石、石英为主,偶夹卵石、圆砾。
呈透镜状分布于卵石土层,顶板埋深为6.2~41.9m,层厚0.4~4.5m。
3-6-2>
粗砂:
深灰色,饱和,密实,颗粒不均,矿物以长石、石英为主,夹卵石、圆砾。
呈透镜状分布于卵石土层,顶板埋深为8.9~13.4m,层厚0.4~1.3m。
3-8-2>
中密卵石土:
灰褐色、褐黄色,饱和,中密,卵石石质成分主要为中等风化~微风化砂岩、石英砂岩、灰岩及花岗岩等,属较硬岩~坚硬岩,卵石含量约55%~75%,余为中细砂充填。
卵石粒径一般20~150mm,磨圆度较好,多呈浑圆状、次尖棱状,分选性差。
该层上覆黏性土层,顶板埋深5.0~10.0m,层厚0.5~6.1m。
3-8-3>
密实卵石土:
灰褐色、棕黄色,饱和,密实,卵石石质成分主要为中等风化~微风化砂岩、石英砂岩、灰岩及花岗岩等,属较硬岩~坚硬岩,卵石含量约60%~80%,余为中细砂充填。
卵石粒径一般20~200mm,磨圆度较好,多呈浑圆状、次尖棱状,分选性差。
该层上覆黏性土层、中密卵石土层,此次勘探未揭穿,顶板埋深5.0~15.6m,层厚最厚处大于36.5m。
3)不良地质与特殊岩土
本站场地范围内无不良地质。
特殊岩土为人工填土、膨胀土。
(1)人工填土
拟建车站内以杂填土<
为主,褐黄、褐灰等杂色,由碎石、砂土、砖瓦碎块等建筑垃圾组成,其间充填黏土。
广泛分布于车站地表,厚薄不均,层厚一般1.2~4.9m。
该土层均一性差,多为欠压密土,结构疏松,多具强度低,压缩性高,受压易变形、渗透系数变化大的特点,边坡稳定性差,基坑开挖过程中,应采取一定的支护措施。
(2)膨胀土
拟建车站表层人工填土之下成层分布黏土<
,可塑~硬塑。
根据相邻工点室内试验测得,自由膨胀率Fs=40%~51%。
结合成都地区区域地质资料和类似工程经验,建议该层按弱膨胀潜势考虑。
膨胀土具显著的胀缩性特点。
基坑开挖后其长期暴露在空气中,易发生失水收缩、开裂,降低边坡稳定性。
顶板埋深1.2~4.9m,层厚1.3~5.0m,车站顶板埋深2.7m,对基坑工程影响较小。
成都市大气影响急剧深度为1.35m,大气影响深度为3.0m。
4)岩土工程分级
根据国家标准《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB50307-2012)附录F,本车站岩土施工工程分级如下表2.4-1。
岩土施工工程分级一览表表2.4-1
层号
岩土名称
岩土特征
开挖后的稳定状态
岩土施工工程分级
杂填土
松散
易塌
Ⅰ
黏土
可塑~硬塑
自稳性较差
Ⅱ
粉质黏土
粉土
稍密~中密
稍湿~潮湿
粉细砂
潮湿~饱和
不能自稳
细砂
密实,饱和
中砂
粗砂
卵石土
中密、饱和
Ⅲ
密实、饱和
Ⅳ
本车站结构底板埋深约为16.5m,标高约为489.2m,主要位于卵石<
层。
详见“附图一武侯双楠站地质纵剖面图”。
2.5水文地质
1)地表水、地下水类型及富水性
拟建车站范围内无地表水系。
车站右线东北侧约20m处有一人工开凿的生活排污渠——楠杆堰。
楠杆堰宽约6m,深约3.2m水量较小。
根据成都区域水文地质资料及地下水的赋存条件,车站范围内地下水主要有2种类型:
一是上层滞水,二是第四系孔隙水。
(1)上层滞水
上层滞水主要赋存于粘土层之上的人工填土层中,大气降水、沟渠和附近居民的生活用水为其主要补给源。
其水量较小、埋深较浅,受大气降水影响较大,水量、水位变化大,且不稳定。
对地下工程无影响。
(2)第四系孔隙水
该层地下水主要赋存于砂、卵石地层中,水量丰富,为孔隙潜水。
勘探未揭穿<
上更新统卵石土层,该层顶板埋深大于5.0m,层厚最厚处大于36.5m,呈层状分布。
根据抽水试验显示,该含水层地下稳定水位埋深7.4m,渗透系数K=21.87m/d,属强透水层。
据勘探孔显示,车站范围内地下稳定水位埋深7~8m,标高495~496m,主要补给源为大气降水补给。
2)地下水的补给、径流、排泄及动态特征
(1)地下水的补给、径流、排泄
成都市充沛的降雨量(多年平均降雨量947mm,年降雨日达140天),构成了地下水的主要补给源。
区内地下水径流形式主要为孔隙间渗流,方向为水头相对较高处流向水头相对较低处。
成都地区地势总体上呈西北高东南低,地下水径流方向大体为由西北向东南。
车站范围内地势平缓,地面标高505~507m,地下水渗流速度缓慢。
区内地下水排泄主要为大气蒸发和向西南方向径流。
(2)地下水的动态特征
车站范围内地下水具有埋藏浅,季节性变化明显,水位西北高东南低。
根据区域水文地质资料,成都地区丰水期一般出现在7、8、9月份,历史地下水埋深1~3m;
枯水期12、1、2月份,历史地下水位埋深2~4m。
勘察期间测得场地地下水位埋深7~8m,标高495~496m。
(3)岩土层的富水性及渗透系数
本工程范围内地层在垂直剖面上,自上而下为人工填土、黏土、粉质黏土、砂层、卵石土层。
主要岩土层的渗透性参数参照《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB50307-2012)条文10.3.5表7、《工程地质手册》(第四版)、室内试验成果后,综合确定水文参数。
拟建场地范围内主要岩土层特性及水文地质参数详见表2.5-1
岩土层的工程特征及水文特征统计表表2.5-1
名称
工程特征
水文特征
渗透系数(m/d)
经验值
建议值
黄褐色、灰褐色,可塑~硬塑。
水量小,富水性差,透水能力微。
0.001~0.01
0.001
粉质
灰褐色、灰褐色,可塑~硬塑。
灰色、褐灰色,稍密~中密,稍湿~潮湿。
水量中等,富水性差,透水能力一般。
0.5
灰色,稍密~中密,潮湿~饱和,黏粉粒含约10%。
呈层状分布于黏性土、粉土之下,厚度1.0~1.5m。
水量一般,富水性中等,透水能中等。
0.5~5.0
5.0
深灰色、褐黄色,密实,饱和,砂质较纯,夹少量圆砾。
呈透镜状分布于卵石土中,厚度0.4~3.2m。
3.5
灰黄色、青灰色,密实,饱和,砂质较纯,偶夹卵石、砾石。
呈透镜状分布于卵石土中,厚约0.4~4.5m。
5.0~10.0
8.0
深灰色,密实,饱和,颗粒不均,偶夹卵石、砾石。
呈透镜状分布于卵石土中,厚约0.4~1.3m。
10.0
灰褐色、褐黄色,饱和,中密,卵石含量约55%~75%。
卵石粒径一般20~150mm。
层厚一般0.5~6.1m。
水量较大,富水性中等,透水能力强。
10~100
23
灰褐色、棕黄色,饱和,密实,卵石含量约60%~80%。
卵石粒径一般20~180mm,层厚最厚大于36.5m。
20
3、降水井设计
3.1设计概况
1)本站基坑长度501.4米,宽度20.1米,长宽比>10,属于条形基坑。
据本站详勘水文地质资料显示,地下水主要赋存于含砂卵石层中,地下水属于孔隙潜水,具有较大的渗透性,富水性较好,含水丰富。
楠杆堰水流量极小,对基坑涌水无影响。
基坑开挖采用明挖法施工,车站结构底板位于卵石层<
中,根据大量的工程经验证明,成都地区在砂卵石地层中实施施工降水是可行的。
加之成都地区砂卵石层经过长期地层压密作用,使卵石颗粒之间形成较为稳定的晶体结构,因而具有拱力效应,降水对地表沉降值影响较小,及对地下管线及周边建筑物变形影响较小。
根据相关规范要求,综合考虑车站的降水范围,决定采用管井降水方案。
降水计算时,按条形基坑降水公式计算,地下静水位埋深取均值6.4m左右,含水层渗透系数取K=21.87m/d。
2)根据以往类似地铁降水施工经验和设计文件推荐,降水井平面沿车站两侧纵向呈梅花型布置两排,单侧井距20m,共设置52口降水井,西侧根由于场地所限,降水井布置在围护桩间偏外侧,东侧降水井横向距离基坑边缘2.5米,盾构始发段紧贴基坑布置。
降水深度不小于基坑底500mm。
井深27m(盾构井段加深至29m),根据详勘资料显示,本站基底局部可能存在含沙透镜体,开挖后需对其要换填,为保证基底换填部位水位降至开挖面0.5米以下,49#、50#降水井需加深至29米。
管井采用内径φ300的无砂管外包一层密目网;
滤水管每根长度2.5m,滤水管总长为5m,下设2.5m沉砂管。
管井构造具体见图3.1-1。
降水井平面布置详见“附图二武侯双楠站施工降水井平面布置图”。
3.2降水计算
1)计算依据
(1)成都地铁7号线工程施工图设计:
《武侯双楠站结构第二册车站主体结构第二分册主体围护结构施工图(2013年11月)》(中铁工程设计院有限公司);
(2)《成都地铁7号线详细勘察阶段武侯双楠站(岩土工程勘察报告)》(中铁二院工程集团有限责任公司)
(3)《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98);
(4)《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB50307-1999);
(5)《成都地区基坑工程安全技术规范》(DB51/T5072-2011);
(6)《建筑施工计算手册》(江正荣编著,中国建筑工业出版社)。
2)降水井布置
(1)降水井布置
根据以往成都地铁降水施工经验和设计文件推荐,降水井沿基坑外两侧及端头梅花形布置(注:
计算时暂按矩形布置),纵向间距20m,西侧根由于场地所限,降水井布置在围护桩间偏外侧,东侧降水井横向距离基坑边缘2.5米,管井采用φ300无砂管外包一层密目网;
设置2节滤水管,滤水管每节长度2.5m,滤水管总长为5m,下设一节2.5m沉砂管。
降水井平面布置详见下图。
(2)降水井深度计算
降水井深度按JGJ/T111-98中6.3.2式计算:
HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6
式中:
HW1为基坑开挖深度,按标准段取HW1=16.5m;
HW2降水水位距离基坑底要求的深度,取HW2=0.5m;
HW3为降水曲线高度,HW3=iL1,i为水力坡度,取i=1/10,L1为1/2降水井排间距,暂不考虑梅花形布置时,L1=15.1m,则HW3=1.5m;
HW4为降水期间的地下水位变幅,据详勘资料,取HW4=1m;
HW5为降水井过滤器工作长度,HW5=5m;
HW6为沉砂管长度,HW6=2.5m;
降水井深度HW=16.5+0.5+1.5+1+5+2.5=27m。
3)降水出水量与管井数量计算
(1)基坑出水量计算
由于详勘报告中提供<
层砂卵石的厚度15.6~>27m,因此本工程降水井类型应为无压非完整井,并按完整井、非无完整井分别进行计算。
①条状基坑潜水完整井基坑出水量按JGJ/T111中6.4.4-1式计算:
Q=L'K'(H2-h2)/R,式中:
L'为条状基坑长度,L'=501.4m;
K'为垂直渗透系数,K'=21.87m/d;
H为含水层厚度,根据详勘报告,H=40米,
S为降水井水位降深,S=HW1-H0+HW2+HW3,H0为静水位,据详勘报告,静止水位埋深7.4m,按DB51/T5072中J.0.4条,取H0=6.4m,则S=16.5-6.4+0.5+1.5=12.1m;
h为抽水前与抽水时含水层厚度的平均值,因此h=(2H-S)/2,则h=(2×
40-12.1)/2=34m;
R为影响半径,按DB51/T5072中J.0.8-1式计算,R=2S(HK')1/2=722.7m;
则Q=501.4×
21.87×
(402-34.12)/722.7=6634m3/d。
②条状基坑潜水非完整井基坑出水量按《建筑施工计算手册》中4-41式计算:
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