湘西巖溶地區(qū)降水井施工專項(xiàng)方案一、工程概況1.1地質(zhì)水文條件本工程位于湘西土家族苗族自治州境內(nèi)，場(chǎng)地地貌屬典型溶蝕構(gòu)造地貌，地層以寒武系、奧陶系碳酸鹽巖為主，局部夾雜白堊系紫色砂巖及砂質(zhì)泥巖。場(chǎng)地表層為0.5-1.2m厚的人工填土層，其下為3-8m厚的紅黃壤風(fēng)化殼，基巖面起伏較大且多有裸露。巖溶發(fā)育特征表現(xiàn)為溶洞、溶溝、石芽及地下暗河并存，巖石裂隙走向較為一致，傾角多在15-30度之間。地下水系統(tǒng)主要由大氣降水補(bǔ)給，與峒河、浪頭河地表水存在密切水力聯(lián)系，屬季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化型。地下水位埋深2.1-3.5m，年變幅可達(dá)4-6m，對(duì)混凝土及鋼筋結(jié)構(gòu)基本無(wú)腐蝕性。場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度小于0.05g，無(wú)需特殊抗震設(shè)防，但需重點(diǎn)防范巖溶區(qū)潛在的地面塌陷風(fēng)險(xiǎn)。1.2降水設(shè)計(jì)指標(biāo)根據(jù)基坑開挖深度12.6m的設(shè)計(jì)要求，降水系統(tǒng)需將地下水位控制在基底以下1.5m，即絕對(duì)標(biāo)高16.5m。采用環(huán)形封閉式管井降水體系，沿周長(zhǎng)480m的基坑周邊布置降水井32口，井間距12-15m，單井設(shè)計(jì)出水量不小于50m3/h。同步設(shè)置4口觀測(cè)井，沿基坑對(duì)角線布置，深度18m。降水持續(xù)周期為180天，含砂量控制指標(biāo)：初期≤1/10000，穩(wěn)定運(yùn)行期≤1/50000。二、施工總體部署2.1施工準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備：組織地質(zhì)勘察資料復(fù)核，重點(diǎn)分析巖溶發(fā)育區(qū)的鉆孔柱狀圖、物探剖面及地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。編制專項(xiàng)施工方案時(shí)需包含溶洞處理預(yù)案、漏漿應(yīng)急措施及降水效果驗(yàn)算，方案經(jīng)專家論證后實(shí)施?，F(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備：劃分4個(gè)作業(yè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)配置1臺(tái)雙動(dòng)力頭鉆機(jī)。施工便道寬度不小于4m，轉(zhuǎn)彎半徑≥12m，確保鉆機(jī)吊裝及泥漿運(yùn)輸車通行。沿基坑周邊設(shè)置300m臨時(shí)排水溝，與沉淀池形成三級(jí)排水系統(tǒng)，沉淀后的清水可用于鉆機(jī)循環(huán)。設(shè)備配置：主要施工設(shè)備包括GPS-15型回旋鉆機(jī)4臺(tái)（配套泥漿護(hù)壁系統(tǒng)）、200QJ50-30/3型潛水泵36臺(tái)（含4臺(tái)備用）、VY-12/7型空壓機(jī)2臺(tái)、SWJ-80型水位計(jì)3臺(tái)及200kW柴油發(fā)電機(jī)2臺(tái)。所有設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前需進(jìn)行性能檢測(cè)，確保滿足連續(xù)作業(yè)要求。2.2進(jìn)度計(jì)劃前期準(zhǔn)備階段（7天）：完成場(chǎng)地平整、測(cè)量放線、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)及泥漿池搭建。測(cè)量放線采用全站儀進(jìn)行井位精確布設(shè)，偏差控制在±50mm以內(nèi)。成井施工階段（20天）：4個(gè)作業(yè)組平行施工，每日完成2口井。采用跳打施工順序，避免相鄰孔位施工干擾引發(fā)塌孔。洗井調(diào)試階段（5天）：采用空壓機(jī)聯(lián)合潛水泵洗井工藝，單井洗井時(shí)間不少于8小時(shí)，直至出水量及含砂量達(dá)標(biāo)。運(yùn)行維護(hù)階段（180天）：實(shí)行24小時(shí)三班制運(yùn)行，每3小時(shí)記錄一次水位、流量及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。水位恢復(fù)階段（15天）：逐步降低抽水量，控制水位回升速率≤0.5m/d，避免快速回升引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。三、關(guān)鍵施工工藝3.1成井施工鉆進(jìn)成孔：采用泥漿護(hù)壁反循環(huán)鉆進(jìn)工藝，開孔直徑600mm，終孔直徑不小于550mm。當(dāng)鉆進(jìn)至基巖面時(shí)（一般在8-12m深度），改用氣動(dòng)潛孔錘破碎工藝，沖擊頻率控制在1800-2200次/min，確保硬巖鉆進(jìn)效率。每鉆進(jìn)3m進(jìn)行一次孔斜測(cè)量，偏差不得超過(guò)1%。溶洞處理：遇小型溶洞（高度＜2m）時(shí)，采用級(jí)配砂石（粒徑5-20mm）與水泥漿（水灰比1:1）混合回填；大型溶洞（高度≥2m）需下Φ219mm鋼套管穿越，套管底部嵌入完整基巖不少于1.5m。鉆進(jìn)過(guò)程中若出現(xiàn)漏漿，立即啟動(dòng)雙液注漿系統(tǒng)，采用水泥-水玻璃漿液（體積比1:0.8）進(jìn)行封堵。井管安裝：井管采用Φ300mm無(wú)砂混凝土管，濾管段長(zhǎng)6m，外包80目尼龍網(wǎng)及雙層土工布。井管連接采用承插式接口，縫隙處用橡膠圈密封。濾管安裝位置應(yīng)與勘察揭示的裂隙發(fā)育段對(duì)應(yīng)，偏差控制在±0.5m內(nèi)。井管下入后，在管外環(huán)狀間隙填充濾料，濾料采用2-5mm石英砂，填充高度至地面以下2m處，上部用粘土球封孔。3.2洗井作業(yè)采用"空壓機(jī)聯(lián)合潛水泵"復(fù)合洗井工藝：先啟動(dòng)空壓機(jī)，以0.7MPa氣壓進(jìn)行活塞式洗井，持續(xù)30分鐘后投入潛水泵，保持泵管距井底1-1.5m。洗井過(guò)程中需多次上下提動(dòng)泵管，直至出水量達(dá)到設(shè)計(jì)值的120%，且水質(zhì)清澈無(wú)砂粒。洗井完成后測(cè)定井內(nèi)水位恢復(fù)速度，要求停泵30分鐘水位回升不超過(guò)1m。3.3降水運(yùn)行水泵安裝：選用揚(yáng)程30m的潛水泵，泵體下入深度應(yīng)位于動(dòng)水位以下5-8m。電纜采用YJV22-0.6/1kV型防水電纜，每臺(tái)泵配置獨(dú)立控制箱，具備過(guò)載、缺相及漏電保護(hù)功能。系統(tǒng)調(diào)試：分三個(gè)階段啟動(dòng)降水井：第一階段啟動(dòng)基坑角部4口井，監(jiān)測(cè)水位下降速率；48小時(shí)后啟動(dòng)周邊12口井；最終實(shí)現(xiàn)全部32口井聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。調(diào)試期間每小時(shí)記錄一次各井出水量及水位，繪制降落漏斗曲線。運(yùn)行維護(hù)：建立"一井一賬"管理制度，每日檢查水泵運(yùn)行電流、出水量及含砂量。當(dāng)濾網(wǎng)出現(xiàn)堵塞跡象（出水量下降15%以上）時(shí)，采用高壓水反沖洗處理。備用泵每月輪換運(yùn)行一次，確保應(yīng)急時(shí)可立即投入使用。四、質(zhì)量控制措施4.1成井質(zhì)量控制鉆孔質(zhì)量：孔深允許偏差±500mm，垂直度偏差≤1%，孔徑不小于設(shè)計(jì)值。每孔應(yīng)留存3組巖芯樣，分別取自松散層、基巖面及主要裂隙帶。濾料填充：采用連續(xù)下料方式，避免出現(xiàn)斷檔或架空現(xiàn)象。填充過(guò)程中應(yīng)同時(shí)測(cè)量井管內(nèi)外水位差，當(dāng)差值超過(guò)0.5m時(shí)需補(bǔ)填濾料。洗井標(biāo)準(zhǔn)：洗井后單井出水量不得低于設(shè)計(jì)值的90%，井水含砂量≤1/10000。觀測(cè)井水位測(cè)量精度應(yīng)達(dá)到±2cm，采用自動(dòng)水位計(jì)與人工測(cè)繩雙重校驗(yàn)。4.2降水效果監(jiān)測(cè)水位監(jiān)測(cè)：布設(shè)12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中基坑周邊8個(gè)，周邊建筑物4個(gè)。監(jiān)測(cè)頻率：降水初期1次/2h，穩(wěn)定后1次/6h，水位波動(dòng)超過(guò)0.5m/d時(shí)加密至1次/1h。沉降觀測(cè)：對(duì)距離基坑邊線10m范圍內(nèi)的建筑物，設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，初始值觀測(cè)不少于2次。施工期間每3天觀測(cè)1次，沉降速率超過(guò)2mm/d時(shí)啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制。數(shù)據(jù)分析：每周繪制地下水位等值線圖、涌水量變化曲線及地面沉降速率圖表。當(dāng)實(shí)測(cè)水位與設(shè)計(jì)值偏差超過(guò)0.5m時(shí)，應(yīng)增加周邊井群的抽水量或調(diào)整運(yùn)行時(shí)間。五、安全與環(huán)保措施5.1安全防護(hù)高空作業(yè)：鉆機(jī)操作平臺(tái)設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，配備防墜器及安全繩。井孔未下管前必須覆蓋鋼板，鋼板厚度不小于8mm，并設(shè)置醒目標(biāo)識(shí)。用電安全：施工現(xiàn)場(chǎng)采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，降水井電纜需穿Φ50mmPE管保護(hù)，接頭處做防水處理。配電箱應(yīng)安裝在距離井口5m以外的干燥處，防雨棚高度不低于2.5m。巖溶區(qū)專項(xiàng)措施：對(duì)已探明的溶洞分布區(qū)，施工前采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行掃描，圈定危險(xiǎn)區(qū)域并設(shè)置警示區(qū)。鉆進(jìn)過(guò)程中若出現(xiàn)孔內(nèi)異常震動(dòng)、鉆桿突然下沉等現(xiàn)象，應(yīng)立即停鉆并啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。5.2環(huán)境保護(hù)泥漿處理：設(shè)置6個(gè)容量50m3的泥漿沉淀池，泥漿經(jīng)脫水處理后含水率控制在30%以下，干泥餅運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)。施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀后回用，回用率不低于80%。噪聲控制：選用低噪聲鉆機(jī)，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB。夜間施工需辦理夜間施工許可，噪聲超標(biāo)時(shí)設(shè)置聲屏障，高度不低于3m。揚(yáng)塵防治：場(chǎng)區(qū)主要道路采用200mm厚C20混凝土硬化，配備2臺(tái)霧炮機(jī)，在鉆孔、土方轉(zhuǎn)運(yùn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行降塵。運(yùn)輸車輛必須覆蓋篷布，出場(chǎng)前沖洗輪胎。六、應(yīng)急預(yù)案6.1溶洞處理應(yīng)急當(dāng)鉆孔過(guò)程中突然出現(xiàn)大量漏漿（每小時(shí)漏漿量超過(guò)10m3），立即停止鉆進(jìn)并投入粘土球（直徑5-10cm），配合速凝型水泥漿（初凝時(shí)間≤15min）進(jìn)行封堵。若封堵無(wú)效，應(yīng)下入鋼套管隔離，套管長(zhǎng)度需超出溶洞頂?shù)装甯?m。6.2水位突升處置遇暴雨或上游水庫(kù)泄洪導(dǎo)致地下水位驟升時(shí)，啟動(dòng)全部備用泵，將抽水量提升至設(shè)計(jì)值的150%。同時(shí)在基坑周邊設(shè)置擋水墻，高度不低于50cm，防止地表徑流匯入。6.3設(shè)備故障應(yīng)急建立24小時(shí)設(shè)備維修班組，配備常用配件。當(dāng)主泵發(fā)生故障時(shí)，備用泵啟動(dòng)時(shí)間不超過(guò)30分鐘。變壓器配置自動(dòng)切換裝置，確保雙回路供電中斷時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)可在15分鐘內(nèi)恢復(fù)供電。七、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程7.1成井驗(yàn)收成井完成后應(yīng)逐井進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收內(nèi)容包括：井深、孔徑、井管垂直度、濾料填充質(zhì)量及洗井效果。驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)：井深偏差≤±300mm濾管位置與設(shè)計(jì)偏差≤±500mm洗井后井水含砂量≤1/10000單井出水量≥設(shè)計(jì)值的90%7.2降水系統(tǒng)驗(yàn)收降水系統(tǒng)運(yùn)行15天后進(jìn)行整體驗(yàn)收，需滿足：基坑內(nèi)水位降至設(shè)計(jì)標(biāo)高以下周邊環(huán)境沉降速率≤1mm/d各觀測(cè)井水位波動(dòng)幅度≤0.3m/d系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求驗(yàn)收資料應(yīng)包含：成井施工記錄、洗井測(cè)試報(bào)告、水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、降水運(yùn)行臺(tái)賬及沉降觀測(cè)成果，整理成冊(cè)后歸檔。八、技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用8.1雙動(dòng)力頭鉆進(jìn)技術(shù)采用改進(jìn)型雙動(dòng)力頭多功能鉆機(jī)，上部動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)套管護(hù)壁，下部動(dòng)力頭帶動(dòng)潛孔錘破碎硬巖，解決散土-硬巖復(fù)合地層的塌孔難題。通過(guò)優(yōu)化錘套結(jié)構(gòu)，增加螺旋形保徑條，使硬巖鉆進(jìn)效率提升40%以上，粉塵排放量降低60%。8.2智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)時(shí)采集32口降水井的水位、流量、電流等參數(shù)，數(shù)據(jù)采樣間隔5分鐘。系統(tǒng)具備自動(dòng)預(yù)警功能，當(dāng)出現(xiàn)水位異常波動(dòng)、設(shè)備故障等情況時(shí)，通過(guò)短信及平臺(tái)推送方式通知管理人員。8.3綠色施工技術(shù)推廣使用低噪音氣動(dòng)潛孔錘、環(huán)保型