1. 管道施工方案
三、管线施工
要保证管线工程结构在长期使用中和外力作用下有足够的刚度和稳定性,就必须确保施工所用的材料和半成品能满足设计要求的强度,技术指标,同时还必须选择合理的施工程序和施工方案,以确保质量。
管网施工的原则:
A、是先深后浅,先主管后支管,自下而上依次施工;
B、是先建后拆,不间断使用;
C、采取有利措施,保护既有的管线,作好新旧管线衔接工作。
各工序施工要求:
1、沟槽开挖
采用机械开挖沟槽,机械开挖沟槽距槽底至少留20cm用人工清底,严禁超挖、扰动基底原状土。若发生超挖,须通知监理,由监理人员与质检人员统一处理方法。沟槽开挖完成后必须经过监理、业主验收合格后方可进行垫层施工。
2、安管
平基浇筑后待平基砼强度达到5Mpa以上时才能安管,安管前必须放出管道中心线和复测平基标高,安管时管道两侧用净石子或砼管枕卡牢垫稳,管道坡度必须符合设计标准,严格控制管内底高程,该项的合格率必须达到100%,安管的中心线位移和相邻管内口底错口亦需符合安管的偏差要求;安管后复测标高完全符合规范要求后再进行管座立模和浇筑砼管管座,管座的肩宽和肩高必须符合规范要求,蜂窝麻面面积不得超过1%。
3、管道基础、护管
护管砼用溜槽下料,用平板振捣器及插入式振捣器振捣密实,施工要按规范及设计要求控制其宽度和顶面高程。
4、管道铺设和接口施工
管道进场后,质检人员、材料员应及时检查管道的质量,如存在质量问题坚决退还。UPVC管采用人工下管,并用手拉葫芦予以就位。
U-PVC管铺设时要将插口顺水流方向,承口逆水流方向。接口时,先将承口的内壁清理干净,并在承口内壁及插口橡胶圈上涂润滑剂,然后将承插口端的中心轴线对齐。橡胶圈应放置在管道插口第二至第三根肋之间的槽内,接口时,要注意橡胶圈是否到位:一般到位时,插口与承口接触会发生碰撞的声音。
安装时不得带动已安装好的管节,务求做到相连管节对准中心,标高符合要求,管节垫实稳定,承口与插口的间隙小于规范要求,拉力放松时管节无回弹情况,若不合格则重排。
5、检查井
采用砖砌井。在底板浇筑后,及时定位放样,然后进行井体的砌筑。检查井砌筑必须采用挤浆法,不得有通缝现象,要做到砂浆饱满、灰缝平整、井壁相互垂直,井内流槽应平顺,转角井流槽应弧顺,室顶板安装必须先座浆;抹面应平整压光,不得有空鼓和裂缝现象,井内壁粉刷应分两道进行。
检查井盖板底座应铺砌牢固,四周仔细夯实,盖板顶面标高应与路面一致。部分检查井为落底井,落底50cm,部分为流槽井,井内流槽应在井壁砌至管顶以下即行砌筑。
6、闭水试验
所有无压力管道均要求进行闭水试验,要求在沟槽覆土以前进行,并在闭水合格后回填土方。给水管道要求全部进行闭水压力试验,设计工作压力为0.4Mpa,管道试验压力为0.8Mpa。
试验可利用管节两端窨井作为闭水水头,要求水头在上游管道内顶2m以上,闭水试验前应先灌水24小时,使管道充分浸透,加水至标准高度,观察水位下降值,若在半小时内水位下降在规范允许值内,则闭水试验合格。闭水合格后方可分层回填土方。
7、沟槽回填
管道闭水试验完毕,并经验收合格后应及时回填,先将胸腔部分回填。回填前应将管沟清理干净,木料、草袋等物不得留在沟内,排除沟底积水,严禁带水回填,以免出现“弹簧土”。
回填土采用粉(砂)土,不得含腐植土、草根、砖头等杂物。回填应对称,每层高度不得超过30cm,并及时夯实。回填土应用人工或蛙式打夯机分层夯实。窨井四周要求采用天然级配砂石回填,并用电动打夯机夯实。
认真做好回填土的密实度检测工作,只有当上一层土检测合格后方可进行下一层土的回填。要求管道两侧不低于95%,管顶以上50cm范围内不低于85%,50cm以上按路基要求回填。
2. 急求水井施工组织设计方案
深井降水设计及施工
一、管井降水概念
管井(深井)降水,是在深基坑的周围埋置深于基底的井管,通过设置在井管内的潜水泵将地下水抽出,使地下水水位低于基底。管井由滤水井管、吸水管和抽水机械等组成。具有井距大,易于布置,排水量大,降水深(>15m),降水设备和操作工艺简单等特点。适用于渗透系数大(20-250m3/d),土质为砂类土,地下水丰富,降水深,面积大、时间长的降水工程应用。
二、管井设计
1、计算思路
第一步将基坑进行等效化为一口大井,第二步确定基坑总的涌水量,第三步确定单井出水量,第四步确定井的数量。
2、参数的确定与计算
参数的确定是计算过程中最为复杂的地方,一旦参数设置错误,将导致所有的后续工作将无效。因此确定参数前务必将各方面的资料了解清楚。
1)、设计水位降深
水位降深在满足施工要求的时候,应尽量选择较小水位的降深,一般降到操作面下0.5m即可(有特殊要求的除外),这样可最大程度上避免降水对地层的影响。
2)、井深及井径的选择
要想使水位降低至操作面下,可以有两种途径,一种是加大井的直径和井的深度;另一种通过增加井数,即减少井距。
井深主要是根据水位降深、所需要的单井出水能力、水泵的进水口的位置、含水层的厚度、及泥浆淤积深度等因素进行选择。
井径的选择要综合考虑以下几种因素:A、单井要求的出水量;B、水泵的直径;C、当地施工机械,及井管的规格,如选用市场常用的规格,价格可能会便宜对控制成本有益。
根据xx多年的施工经验,选择常规施工材料对施工成本及施工时间有很大的好处,这样井径最好在300~500mm,这种材料市场能随时购买;水泵重量不宜超过60kg,这种水泵市场较多,且对施工人员维修有很大好处。水泵过重,水泵坏时(特别是晚上)不能由一人将水泵进行更换,这样易耽误时间造成水压反涌,从而影响施工。
3)、渗透系数的选择
渗透系数是降水计算中重要的参数,此参数可以从地质报告中选取,但地质报告中渗透系数根据土质分层而不同,确定渗透系数时要充分考虑这方面的因素,最好在大面积布井前,重新验证,或者搜集附近的实际数据作为参考。
4)、含水层的厚度的取值
含水层的厚度也是一个重要的参数,但地质报告中一般不给出,如果没有地区经验,只能通过综合考虑以往施工经验和降水井的深度及地层的规律来确定。
5)、管井降水计算
管井计算要考虑各种环境及地质情况的因素,以便确定计算时采用的计算模型。首先根据地质报告确定地下水是潜水(无压)还是承压水,但在施工中常会遇到微承压潜水之类问题。这样在计算中按潜水模型计算时适当加大影响系数。其次要考虑雨季水位上升的情况。
管井单井计算较为简单,计算结果一般与实际较为吻合。但群井计算结果就千差万别(群井中单井的出水量)。由于降水时,一般要采用一个以上的井,降水井同时抽水时,互相形成干扰,无法以单井的计算来判断水位的降深,实际上这些井形成了干扰群井。群井总的涌水量计算公式,一般采用近似拟合得出,总涌量各个规范或者计算手册上所列公式的计算结果一般相差无几,且物理意义明确,很容易理解,具体施工时可以参看《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)、《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)或者《建筑施工计算手册》。降水施工中最重要的一环是确定单井的出水量。
(1)群井总涌水量
A、Q=1.366×K(2H-S)S/(logR0-logr) 均质含水层潜水完整井计算公式
B、Q=2.73×K(MS)S/(logR0-logr) 均质含水层承压水完整井计算公式
式中:R0=R+r R——降水影响半径; r——基坑的等效半径; K——渗透系数; H——含水层的厚度; M——承压含水层的厚度; Q——基坑总的涌水量; S——设计水位降深;
(2)、降水影响半径
对潜水含水层:
承压含水层:
(3)、等效半径计算
圆形基坑等效半径:r=圆半径;
矩形基坑基坑等效半径时:r=0.29(a+b) 式中:a、b——分别为基坑的长、短边边长;
不规则块状基坑等效半径:r2=A/π 式中: A——基坑的面积。
(4)、单井出水量
前面已经说明,总涌量各个公式计算结果基本相同,且在实际施工中吻合较好,但单井出水量就难以确定。下面以一个实例来看一下单井出水量的确定。
某一工程如下图所示,基底深h=6m,地下水位H=14m,需降深6m,井深15m(有效深度)渗透系数70m/d,含水层厚度为14m,管井直径400mm.
①按《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)公式进行计算。
q= 24 l` d / a`=24×14×400/50=2688m3/d
式中:q——单井出水量(m3/d);d——管井管径(mm);l`——淹没部分的滤水管长度(m);a`——与渗透系数有关的经验系数(取a`=50)
②按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)中给出公式进行计算:
=120×3.14×0.2×14×4.12=4361m3/d
式中:q——单井出水量(m3/d);rs——管井半径(m);l`——淹没部分的滤水管长度(m);K——含水层渗透系数(m/d);
③按水泵抽水功率出水量计算
=65×3.14×0.08×14×4.12=942m3/d
式中:q——单井出水量(m3/d);d——水泵抽水管管径(m)假定管径为0.08m;l`——淹没部分的滤水管长度(m);K——含水层渗透系数(m/d);
④还有按完整井单井出水量计算(无干扰)
Q=1.366×K(2H-S)S/(logR0-logr)=4965 m3/d
从以上计算结果可以看出,四项结果相差太多。这是什么原因呢?根据几个工程的分析,主要是单井出水计算误差太大。实际测得平均单井出水量约为800m3(与第三项差不多,但第三项抽水管管径是假定)。第二对干扰井的概念理解不清,当为群井时每个井的出水量就会大为减少,也许在施工时你会说个别井出水量很大,但这只能代表一点,不能以此作为计算井数的单井的出水量。实际的单井出水量只能用所有井的平均值来代表。但在施工前无法知道平均值的情况怎么计算,方法有两个:第一单井出水量以水泵功率计算;第二统计以往工程的数值对计算结果进行修正。
(5)、管井数量确定
用总的涌水量除以单井出水量,再加以一定的富余系数即可确定,且此富余系数一般不小于1.1.
(6)、布井原则
深井一般沿基坑周围离边坡上缘2米左右环形布置,施工允许的情况也可在基坑中布置一部分井(这样降水效果更好),井点应深入透水层6-9米,通常应比所需降水的深度深6-8米,井距一般为8-15米,井距太大时降水效果不好,如果计算出的数据使井间距大于15米,一般要进行修正。这其中还要考虑常规水泵的功率问题及水泵坏时维修问题。。
三、管井井点施工工艺
降水井采用旋挖机成孔的方法,其施工质量和验收标准同护坡桩成孔工艺。
1、降水井定位:定位放线由专人负责,根据降水井平面图测设各个降水井及观测井位置。
2、钻孔:同护坡桩工艺要求。
3、下管:下管采用悬吊式托盘下管法,管筒在砂层段必须用纱网包封严密,以防涌砂。在下滤水管先下长1.0m沉淀管(砼实壁管),然后再下砼滤水管,上下管之间用竹皮(细竹子)铁丝绑扎连接。下管时,必须把管中心对准钻孔中心,严禁管壁与孔壁靠在一起。下泵宜用麻(或棕)绳吊装在井内,下到设计深度,并在井口绑牢。
4、填滤料:下管结束后,应立即在管壁与孔壁之间进行填滤料,围填时应慢慢用铁铣从四周填入,并用钢筋捣实,防止中间出现漏空现象。
5、洗井:采用排污泵或清水泵洗井,洗井标准以井内抽出的水清沏为准,并洗井时间不得小于4小时。
6、基坑周边铺设主干集水管(Φ=133mm),将各井抽出的水汇入排至指定地点。主干集水管的坡度(坡向指定地点)为5‰左右,管道连结牢固、严密,防止漏水,以免影响边坡稳定性。
在各井点应设置单独用开关箱,做到一机一闸一保护,以期达到安全用电和停泵与开泵的用电的要求,并在主干集水管与降水井硬塑管连接处设置球型阀或将硬塑管上弯止点高于主干集水管50cm。,以防某井需要停泵时,主干集水管内的水倒流到该井内。
7、电源:为确保降水井作业的连续性,还需准备一台60KW的发电机,以备停电时使用。
四、降水对周围环境的影响及其防范措施
在降水过程中,由于会随水流带出部分细微土粒,再加上降水后土体的含水量降低,使土壤产生固结,因而会引起周围地面的沉降,在建筑物密集地区进行降水施工,如因长时间降水引起过大的地面沉降,会带来较严重的后果。
为防止或减少降水对周围环境的影响,避免产生过大的地面沉降,可采取下列一些技术措施:
(1)采用回灌技术:降水对周围环境的影响,是由于土壤内地下水流失造成的。回灌技术即在降水井点和要保护的建(构)筑物之间打设一排井点,在降水井点抽水的同时,通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水(即降水井点抽出的水),形成一道隔水帷幕,从而阻止或减少回灌井点外侧被保护的建(构)筑物地下的地下水流失,使地下水位基本保持不变,这样就不会因降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。
(2)采用砂沟、砂井回灌:在降水井点与被保护建(构)筑物之间设置砂井作为回灌井,沿砂井布置一道砂沟,将降水井点抽出的水,适时、适量排入砂沟、再经砂井回灌到地下,实践证明亦能收到良好效果。
(3)使降水速度减缓:在砂质粉土中降水影响范围可达80m以上,降水曲线较平缓,为此可将井点管加长,减缓降水速度,防止产生过大的沉降。亦可在井点系统降水过程中,调小离心泵阀,减缓抽水速度。还可在邻近被保护建(构)筑物一侧,将井点管间距加大,需要时甚至暂停抽水。
为防止抽水过程中将细微土粒带出,可根据土的粒径选择滤网。另外确保井点管周围砂滤层的厚度和施工质量,亦能有效防止降水引起的地面沉降。
五、降水施工时应考虑的因素
1、布井时,周边多布,中间少布;在地下补给的方向多布,另一方向少布。
2、布井时应根据地质报告把使井的滤水器部分能处在较厚的砂卵层中,避免使之处于泥砂的透镜体中,从影响井的出水能力。
3、钻探施工达到设计深度后,根据洗井搁置的时间的长短,宜多钻进2——3m,避免因洗井不及时泥浆沉淀过厚,增加洗井的难度。洗井不应搁置时间过长或完成钻探后集中洗井。
4、水泵选择时应与井的出水能力相匹配,水泵小时达不到降深要求;水泵大时,抽水不能连续,一方面增加维护难度,另一方面对地层影响较大。一般可以准备大中小几种水泵,在现场实际调配。
5、降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查,每天检查不应少于3次,并应观测记录水泵出水等情况,发现问题及时处理,使抽水设备始终处在正常运行状态。同时应有一定量的备用设备,对出问题的设备能及时更换。
6、抽水设备应进行定期保养,降水期间不得随意停抽。当发生停电时应及时更新电源保持正常降水。
7、降水施工前,应对因降水造成的地面沉降进行估算分析,如分析出沉降过大时,应采取必要措施。
8、降水时应对周围建筑物的观测。首先在降水影响范围外建立水准点,降水前对建筑物进行观测,并进行记录。降水开始阶段每天观测两次,进入稳定期后,每天可以只观测一次。
3. 管井井点施工工艺
1.施工工艺
(1)井孔钻进
管井成孔可采用的钻孔机械种类较多,如硬合金钻头钻进、钢粒钻进、牙轮钻钻进、冲击钻进、反循环钻进等。根据土层岩性可选取不同的设备。
根据钻进时使用的护壁方法分为跟管钻进和泥浆护壁钻进。
管井成孔宜采用泥浆护壁钻孔法,即在钻机钻孔的同时,向孔内投放泥浆,护住井壁,以免地下水渗出时坍塌。以卵石和飘石为主的地层,宜采用冲击钻进或潜孔锤钻进,其他第四系地层宜采用回转钻进。钻孔直径均应比管井外径大150~200mm。井孔的钻探达到要求的深度后即可终孔。
(2)井点管安装
井孔钻探完成后,应稀释井内泥浆随即下入井管,下管时注意检查保护滤管部位的滤网包扎质量,井管应高出地面0.3m以上,井底应封死。
根据不同井管、钻井设备而采用不同的安装方法。主要有:
1)钢丝绳悬吊下管法。适用于带丝扣的钢管、铸铁管,以及有特别接头的玻璃钢管、聚丙烯管及石棉水泥管,焊接的无丝扣钢管,螺栓连接的无丝扣铸铁管,粘接的玻璃钢管,焊接的硬质聚氯乙烯管。
2)浮板下管法。利用浮力减小提吊拉力,适用于井管总重超过钻机起重设备负荷的钢管,或超过井管本身所能承受的拉力的带丝扣铸铁井管。
3)钢丝绳托盘下管法。适用于各种管材,如水泥井管、砾石胶结过滤器及采用铆焊接头的大直径铸铁井管的施工等。
(3)填滤料
井管与土壁之间用3~15mm砾石填充作为过滤层,地面下0.5m用粘土填充夯实。
静水填入法:适用于浅井及稳定的含水层。填滤料前彻底稀释井内泥浆,在井管外慢慢填滤料。
循环水填砾法:适用于较深井。边填滤料边向井管内注水,使清水从管外上返,滤料从井管外填入。
抽水填砾法:适用于孔壁稳定的深井。用空压机从井管内抽水,滤料从管外填入。
(4)安装水泵和吸水管
吸水管宜采用直径为50~100mm的胶皮管或钢管,其下端应沉入管井抽吸时的最低水位线以下,并装逆止阀。通常每个管井单独用一台水泵,水泵设置标高尽可能设在最小吸程处,高度不够时,水泵可设在基坑内。
降水深度小于7m时,可采用BA型或B型、流量10~25m3/h离心式水泵,降水深度大于7m时常采用潜水泵或深水泵。目前多采用潜水泵。
(5)洗井
洗井工作应在填滤料后立即进行,以防井壁泥浆硬化,造成洗井困难。洗井主要是清除井内泥浆和细小颗粒,增加出水量。
常用的洗井方法有:活塞洗井法、压缩空气洗井法、冲孔器洗井法、泥浆泵与活塞联合洗井法、液态二氧化碳洗井法及化学药品洗井法等。洗井方法应按井的结构、管材、钻井工艺及含水层特征选择,尽量采用不同的洗井工具交错使用或联合使用。
对于钢制井点管,可采用活塞和空压机联合洗井,该法是诸多洗井法中效果最好的一种。对于水泥井管、塑料井管等,可采用空压机洗井或水泵洗井。
2.井点运行
管井完成后,应试抽水,检查出水是否正常,有无淤塞现象。如有异常,应检查维修后方可投入正常使用。抽水过程中应经常检查水泵、电机的运转情况,对管井水位降深、流量做好记录。