基坑排水方案

2022-12-21 03:57:04 字數 4049 閱讀 5762

***水電站大壩土建工程施工的主體建築物為攔河壩和壩身洩洪建築物,根據主體工程的布置情況,大江截流採用了枯水期上、下游全段圍堰攔斷河床,導流洞洩洪,汛期圍堰、導流洞及洩洪建築物過水的導流方式。工程承建期跨兩個汛期,汛期基坑沖水過流。

基坑內河床壩基岩性為p1q2厚層灰岩,順河向裂隙發育,河床主要是沿裂隙、溶蝕裂隙的分散滲漏為主,屬裂隙型滲漏,其滲漏量較小,但鑽孔的透水率統計情況表明,20~40m範圍內的基岩透水率仍然較大;下伏p1l地層中泥頁岩夾層發育。

壩址以上流域屬於**帶高原季風氣候區。多年平均年降水量在1000mm以內,拖長江和可渡河下游北岸屬降水高值區,多年平均年降水量在1200mm~1400mm之間。流域內降水量年際變化不大,但年內分配極不均勻。

5月~9月的降水量約佔全年的80%,12月~次年3月的降水量只佔全年總降水量的不足5%。因此,基坑排水設計需要考慮各種影響因素,使基坑排水符合實際施工需要,確保基坑排水滿足乾地施工需要。

(1)《***水電站大壩土建工程投標檔案》

(2)《水利水電工程施工手冊》

(3)《水力計算手冊》

(4)《***水電站施工總進度計畫》

(5)《排水裝置質量標準》

(6) ***水電站《截流及圍堰施工組織設計》

⑺《水利水電施工組織設計手冊》水利電力出版社

圍堰合攏閉氣後,為了使主體工程在乾地施工,必須排除基坑積水及堰身及堰基的滲水,施工基坑主體工程處於乾地施工狀態。

施工期排水包括:基坑初期排水、汛後基坑恢復排水、經常性排水以及地下水的引排措施。根據***水電站導截流建築物擋水、洩流能力的特點以及施工總進度要求,基坑排水共需分三個階段進行,第乙個階段為初期排水階段,即上下游圍堰防滲牆施工完畢後基坑內積水的排除,根據施工總計畫安排5天時間完成初期抽水作業;第二個階段為基坑施工期經常性施工排水,即基坑排水結束到圍堰拆除階段的排水;第三個階段為汛後基坑恢復排水,由導流洞和大壩基坑聯合洩洪完成後開始。

由於本工程基坑積水總量不是很大,為了便於操作和管理,基坑初期排水時將水幫浦都布置在下游圍堰。

經常性排水在上下游圍堰內側距離圍堰坡腳邊線8m處個布置一條匯水溝,匯水溝與集水井連同,通過集水井處水幫浦及排水管路將積水排除基坑外。

汛後基坑恢復排水擬在下游布置(同初期排水)和經常性排水相結合的布置方法,將基坑內的積水排乾,確保正常施工。

初期基坑排水時水幫浦都布置在下游圍堰。初期排水採用浮船式水幫浦站和固定式水幫浦站相結合的布置方式,浮船式水幫浦站設定橡皮軟接頭,排水管採用活動膠管,以適應幫浦站的公升降。管道沿著圍堰鋪設,根據圍堰設計方案確定管道長度為35m,具體布置如下圖。

下圖為浮式幫浦站的簡易平面布置圖。

根據基坑上下游圍堰、河床水面寬度計算基坑水面面積約1.16萬m2,初步測算水深為4m,積水體積4.64萬m3,計畫抽水時間為5天,每天工作20小時,可按下式計算

q1=v / t

式中:q1——積水排除的流量;

v——基坑積水體積;

t——初期排水時間。

經計算初期排水強度為464m3/h。

由於圍堰採用土石填築圍堰,考慮到基坑水位的允許下降速度要求,並結合壩基地基特性和基坑內水深等因素。擬定基坑水位下降速度為1m/天。水位下降太快,圍堰邊坡中動水壓力變化過大,容易引起坍坡;下降太慢,將影響基坑開挖時間。

基坑積水按下游圍堰堰前水位802.26m高程計,河床明流積水量約為4.64萬m3,基坑水位下降速度控制每天在1.

0 m,排水時間計畫5天,排水強度約為464m3/h,選用3臺(1臺備用)排水能力為300m3/h(已計入效率)的離心幫浦;進行基坑積水的排除作業,全部布置在下游圍堰處,排水作業時,採用1個浮船式幫浦站,1個固定式幫浦站,在浮船式幫浦站上布置2臺水幫浦(浮船採用通用大鐵空油桶及槽鋼固定),在固定式幫浦站上布置2臺水幫浦,幫浦站內配置1臺2″潛水幫浦,以利離心幫浦啟動加水。排水裝置理論小時強度為600m3/h(未計入備用幫浦排水量),排水裝置理論小時強度富餘量為136m3/h。

固定式布置示意見下圖:

固定式幫浦站的簡易平面布置圖:

基坑初期排水管道直徑的選擇,從技術和經濟兩方面考慮。

(1)輸送流量q已知,鋼管的允許流速選為2m/s,有以下公式計算

[}', 'altimg': '', 'w': '73', 'h': '54', 'omath': 'd=4qπ'}]

可得d=286mm

(2) 當已知輸送流量q,管長l,,作用水頭h,則

[}', 'altimg': '', 'w': '78', 'h': '54', 'omath': 'k=qhl'}]

根據有壓管道k值表查得所需要的管徑d=200mm

計算輸水管管徑為d=286mm,選擇300mm的活動膠管排水管。

可用下式估算:

hb=hg/ηg (m)

式中:hg----排水管路出口與吸水水面標高差,m;

ηg----管路效率;ηg=0.9~0.89;

計算的基坑排水揚程為12m,擬選水幫浦的揚程大於20m。

基坑經常性排水,水幫浦安裝位置根據施工的需要,適時進行調整。計畫將水幫浦布置在圍堰內坡腳側及在靠近壩體的最低處,各布置乙個集水井,放在集水井側。

在上下游圍堰內側距離圍堰坡腳邊線8m處個布置一條60*50cm的匯水溝,與集水井連同,通過集水井處水幫浦、排水管將積水排到基坑以外。

同時在基坑靠近壩體橫向中心線壩體以外距離大壩邊線3m的部位(上下游面)開挖乙個3*5*1.2m的臨時集水井,布置一台水幫浦用來臨時性排除雨水、施工用水及裂隙滲水等,主要為大壩基礎面墊層混凝土施工排水使用,保證大壩墊層混凝土處於乾地施工。上游壩體處集水井待大壩混凝土澆築至5m高時可回填,採用在大壩壩體擋水,間接性排水保證施工正常進行。

大壩下游側集水井為經常性排水至護坦混凝土澆築完成可採用間接性排水在需要時抽排。

排水管道在鋪設過程中以不影響施工為宗旨,將排水管道布置於順大壩橫向中心線方向布置,在通過施工道路時採用碎石渣填埋通過,管道布置盡量按直線布置,減少彎頭,減少水頭損失。由於經常性排水周期長,管道出水不能對圍堰造成沖刷,管道通過下游圍堰時沿圍堰坡面鋪設。

由於***水電站雨季多年平均年降水量1200mm左右,10月~4月降水量佔全年降水量20%,初步計算為240mm,降雨量不大,平均枯水期單日降雨量為1.3mm,為安全起見單日降雨量按5mm計算,基坑面積約9.3萬m2,積水量為467m。

根據經驗公式計算得出其匯水量約為19.5m3/h,取其匯水量為20m3/h。

基坑滲水:根據***水電站地質資料,上下游堰基覆蓋層為含漂石砂卵礫石層,漂石、卵石粒徑含量較大,屬強透水層,圍堰採用的防滲形式為高噴防滲牆,堰基滲流量根據透水地基上滲水量計算,根據類似工程對比確定,滲水量約為108m3/h。

施工棄水:根據混凝土施工高峰強度、灌漿等高峰強度估算,約為60m3/h。

疊加以上各項,經常性排水強度為188m3/h。

基坑經常性排水採用上、下游側分別集中抽排的方法,共配置4臺離心幫浦,單台排量144m3/h(水幫浦型號150s78a,流量144m/h,揚程78m2臺,水幫浦型號100s40,流量80m/h,揚程40m2臺,)。上游側配置2臺(1備1用)離心幫浦、下游側配備2臺(1備1用)離心幫浦,進行基坑積水的排除作業;排水作業時,在幫浦站內各配置1臺2″潛水幫浦,以利離心幫浦的啟動。

排水裝置理論小時強度為288m3/h(未計入備用幫浦排水量),排水裝置理論小時強度富餘量為276m3/h,可以適應強降雨的氣候特點。根據基坑長度確定單台水幫浦所需管長,上游管長150m,下游管長210m,考慮到管道布設過程中各種因素的影響,分別取上游管長150m,下游管長240m。

基坑經常排水管道直徑的選擇

(1)輸送流量q已知,鋼管的允許流速選為2m/s,有以下公式計算

[}', 'altimg': '', 'w': '73', 'h': '54', 'omath': 'd=4qπ'}]

q:水幫浦流量為144m/h,

θ:流速按2m/s,

可求得排水管直徑d=160mm,

(2) 當已知輸送流量q,管長l=240m,作用水頭h=48m,則

[}', 'altimg': '', 'w': '78', 'h': '54', 'omath': 'k=qhl'}]

在有壓管道k值表查得所需要的鋼管管徑為d=90mm。

最終選取d=160mm,選擇160mm×5mm的鋼管。

可用下式估算:

hb=hg/ηg (m)

式中:hg----排水管路出口與吸水井水面標高差,m;

ηg----管路效率;ηg=0.9~0.89;

基坑排水方案

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