沉井施工方法

泵房沉井施工方法作者：鞠春波魏勇单位：黑龙江省火电三公司越南项目部关键词：取水泵房沉井施工岸边取水泵房施工方法文摘：取水泵房是火力发电厂水工建设必不可少的一项建筑工程，与河岸相接，部分位于河水水位以下，部分位于河水水位以上。水下主体部分一般多采用沉井法施工，水上部分为常规施工。沉井在一般施工中应用较少，同时，需要采取多种措施来保证工程质量，而取水泵房的施工质量，对满足设备安装和水工工艺要求起到举足轻重的作用。为此，本文就取水泵房的施工方法、施工措施及质量控制作以简介，以资施工参考。关键词：取水泵房沉井施工1工程概况：本例介绍的取水泵房，为越南高岸电场2X50MW发电机组的供水系统—取水建筑结构，位于逑河岸边，长20.44m，宽12.44m，±0.00m以下深18.5m，以上高10.4m；±0.00m为绝对标高32.00m。地下部分为钢筋混凝土结构筒壁，两侧及靠近岸边一侧钢筋砼墙壁厚1000mm，间墙及远离岸边一侧钢筋砼墙壁厚800mm；地上部分为钢筋混凝土框架，砖砌体填充墙。取水口长X宽=2.0X1.5m，取水口底标高+18.0m。各层板顶标高：底版+16.0m，中层板+26.2m。±0.00m层板+32.0m。以下叙述如不特殊说明，标高均为绝对标高。2自然条件：逑河水常年平均水位22.5m，50年一遇最高水位26.8m，50年一遇最低水位19.2m。3施工准备：4施工程序：测量放线——确定标高和轴线控制点——修筑施工道路——开挖土方、平整场地——筑岛——铺制作沉井砂垫层——铺设制作沉井枕木——测量、弹线——第一节沉井（7m高）制作——完成取水口及预埋管封闭——撤枕木、铺垫碎石或卵石——沉井下沉——第二节沉井（4.7m高）制作——继续沉井——完成下沉，井体自沉观测——测量检查合格，沉井完毕——水泵间两侧地下箱体回填砂——进行沉井砼封底——当封底砼达到设计强度后抽水——施工底板——施工底部混凝土结构——施工泵房其它结构至+32.0m（即±0.00m）——施工进水明渠及护坡——打开取水口——施工上部结构、通行栈桥——尾工5总体方案：根据工程特点及自然条件，取水泵房零米以下部分钢筋混凝土井壁采取沉井法施工。沉井刃脚即泵房井壁底标高13.5m，沉井部分井身总长度11.7m。沉井第一次钢筋混凝土完成7.0m高，然后下沉，下沉至砂层后继续施工4.7m。在沉井下沉至设计标高后进行混凝土封底施工。当封底混凝土达到设计强度后，再进行其他结构施工直至32.0m。根据本工程地质资料，考察当地地质条件，逑河水位标高取22.00m。施工以筑岛、沉井制作、沉井下沉为施工重点，以钢筋工程、模板工程、混凝土工程为主要施工工序，组织流水施工。6施工方法6.1测量放线：根据整体测量控制网，进行测量定位，做出轴线控制点和标高控制点，在泵房两侧及河岸一侧各做出轴线控制点和标高控制点，其中至少有两处应为永久控制点，以备上部结构施工及进行沉降观侧。6.2土方工程6.2.1根据地质资料及实测考察，如果泵房下方有坚硬障碍物，应在施工前完成清除工作，以保证泵房在沉井时没有坚硬、大块的障碍物及树根等阻碍沉井下沉。6.2.2场地的平整、土方的开挖主要采用机械进行，辅助人工配合调整控制。在整个土方开挖过程中，测量人员应进行跟踪测量，控制标高。6.2.3泵房基础开挖、夯实、平整至标高+22.00m，然后回填粗砂或砾砂厚1.0m，并分层夯实。回填砂范围：从沉井每边向外加宽2米，同时做好施工运输道路。6.2.4土方回填严禁用腐植土、淤泥回填。回填土应及时进行取样跟踪，确保每一层回填土满足沉井施工承载力要求。6.3筑岛本泵房位于河岸边，并探进河岸3m。对于此种浅水地段（水深小于5m）的沉井采用人工筑岛。沉井施工季节选择枯水期，沉井主体所在部位为已经撤水的河边。根据几天连续水位观测，平均为+21.5m，筑岛顶面标高取+22.0m。筑岛采用优质土填筑，四周留出2.0m宽护道。靠近河岸一边在施工期间考虑水位涨落，用砂袋作护坡围堰，以防地基被河水冲刷破坏。关于地基土，如果是松软土质，必须用砂、碎石或灰土处理好，用打夯机或机械压实，以防地基由于不均下沉引起井身裂缝。岛面上铺垫1.0m厚中砂作为制作沉井的基础，砂层顶面标高+23.0m。筑岛及回填砂应注意，防止混进大块毛石或砾石，以免在沉井下沉时造成负面影响。6.4沉井制作6.4.1铺设枕木根据第一节沉井的重量、刃脚宽、施工荷载及地基的承载力等综合情况，计算出需要承载的枕木面积，然后确定枕木的规格。本工程沉井刃脚宽0.5m，枕木规格选0.24m高，0.16m宽，2.1m长。枕木铺设，外边按从刃脚中心向外1.25m，向内0.85m；中间从刃脚中心向两侧均分。每5块枕木一组，每组宽0.8m，组间相距0.2m，并用中砂填塞组间间隙，以利于支模板和抽取枕木；同时，为了保证枕木的稳定，应将枕木高度的一半埋入砂中。四角边增加2~3块枕木，铺设方向与长边相同。枕木铺设误差以满足模板要求为主。枕木铺设后，在上面按控制点测量弹线，并铺一层塑料布作刃脚底模。枕木铺设参见附图1。6.4.2模板工程6.4.2.1模板全部采用组合钢模板，其常规施工在此不做叙述。所需要说明的是底部刃脚的支设，为刃脚斜边及上部模板施工方便，在枕木上可直接支设侧壁模板，在枕木之间用木板补充或抹一层砂浆找平，下面砂层一定要垫实；然后铺一层厚塑料布。6.4.2.2第一节沉井井壁高7.0m。限于越南施工条件，第一节沉井分三次支模板、绑筋、浇注砼，每次模板应高出施工缝约100mm。6.4.2.3第二次支模板时，模板与以浇筑的砼接触处垫50mm宽的泡沫塑料带，防止漏浆。井壁第一节支模板按设计尺寸周边应加大10~15mm，第二节相应缩小一些，以减少下沉摩擦阻力。6.4.2.4当沉井内有隔墙与井壁同时浇注时，一般隔墙比刃脚高，施工时需在隔墙下立排架或用砂堤支设底模板。6.4.2.5刃脚斜面的模板应在混凝土达到设计强度的75%方可拆除。6.4.2.6模板质量要求：按《火电施工质量检验及评定标准》——土建工程篇——建7.2.4（一）表要求执行。6.4.3钢筋工程6.4.3.1钢筋加工应按图纸和施工规范要求进行，其常规施工在此不做叙述。6.4.3.2内隔墙采取与井壁同时施工下沉，但如果受条件或空间所限，也可以在墙壁上预留内隔墙插筋，沉井下沉完毕、完成封底及底板后再施工内隔墙。6.4.3.3钢筋质量要求：按《火电施工质量检验及评定标准》——土建工程篇——建7.2.4（二）表要求执行。6.4.5混凝土工程6.4.5.1井壁和底版均采用C25抗渗砼，抗渗等级W6，水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥。沉井封底采用C20砼。其常规施工在此不作叙述。6.4.5.2砼配合必须严格依照图纸设计要求，由实验室设计、试配后执行。6.4.5.3混凝土外加剂的掺量应严格按照技术标准进行，同时应符合规范要求。6.4.5.4混凝土应一次连续浇筑完成，第一节混凝土强度达到70%方可浇筑第二节。6.4.5.5混凝土井壁浇筑：应沿井壁四周进行，应对称、均匀、次序、分层浇筑，每层厚度不超过300mm，同时砼浇筑面水平高差不能超过300mm，以避免沉井不均匀沉降出现倾斜，为下一步工作造成困难。6.4.5.6混凝土质量要求：按《火电施工质量检验及评定标准》——土建工程篇——建7.2.4（三）表要求执行。6.4.6沉井制作质量要求：注：l为长度或宽度；R为半径；b为对角线长。6.5沉井下沉施工6.5.1下沉准备与验算6.5.1.1沉井下沉应具有一定的强度，下沉前要进行混凝土强度检测，名称项目允许偏差（mm）平面尺寸：（1）长度、宽度（2）曲线部分半径（3）对角线差±l/200且不大于100±R/20且不大于50b/100井壁厚度±15中心线位移不大于10净宽+15~-5垂直度不大于10沉井制作质量闸门槽尺寸标高±10可采用同条件养护试块抗压实验及回弹仪检测。第一节混凝土应达到设计强度的100%，其上各节达到70%以后，方可开始下沉。6.5.1.2根据本工程地质资料，测算土的力学指标、休止角、摩擦系数。6.5.1.3下沉前应根据勘测报告，计算沉井下沉的分段摩擦阻力及分段下沉系数，作为判断每个阶段可否下沉、是否会出现突沉，以及控制下沉步骤及采取措施的依据。6.5.1.4因为本工程的沉井高度和重量较大，重心较高，在下沉前容易产生倾斜，所以采取分两节制作。每节制作高度，应能保证地基承载并有适当的重量使其顺利下沉，同时保证自身稳定，第一节高度7m，第二节高度4.7m。6.5.1.5沉井下沉位置的正确与否，其第一要占70%，开始5m以内，要特别注意保持与及时调整平面位置与垂直度的正确，以免继续下沉时不易调整。6.5.1.6沉井下沉必须克服井壁与土间的摩擦力和地层刃脚的反力，采取不排水下沉，还应克服水的浮力。每节沉井下沉前应验算下沉系数，可参照施工手册按下式：K=（Q-B）/（T+R）=（Q-B）/（3.14*D*（H-2.5）*f+R）式中K——下沉安全系数，一般应大于1.15Q——沉井自重及附加荷载重量（KN）B——被井壁排出的水重量（KG），当采取排水下沉时，B=0D——沉井外径（m）H——沉井下沉高度（m）R——刃脚反力（KN），如采取将刃脚底面及斜面的土方挖空时，则R=0f——井壁与土的摩擦系数（即单位面积的摩擦力平均值，见下表），当下沉范围内由不同土层构成时，其平均摩擦系数由下式计算：f=（f1*n1+f2*n2+…+fn*nn）/（n1+n2+…nn）f1、f2、fn——各层土与井壁的摩擦系数（KN/m2）n1、n2、nn——各层土的厚度（m）土与沉井外壁间的单位面积摩擦力注：在砾石或卵石层中不宜用泥浆润滑套。6.5.1.7沉井采取分节制作和下沉，下沉系数应分段计算，通常1.15~1.25以上，以保证顺利下沉。当不能满足要求时，可采取在基坑中制作，减少下沉深度，或在井壁顶部堆放钢、铁、砂石等材料增加附加荷重；或在井壁与土壁间注入触变泥浆，以减少下沉摩擦力等措施。当下沉土的种类土与井壁摩擦力（KN/m）土的种类土与井壁摩擦力（KN/m2）粘性土24.5~49.0砂卵石17.7~29.4软土9.8~11.8砂砾石14.7~19.6砂土11.8~24.5泥浆润滑套2.9~4.9系数较大，可沿井壁外周回填相应的土方，增大总摩擦力。6.5.1.8泵房下沉时可采用人工或用水力射沉法，下沉时必须保证四角点均匀下沉，并设置仪器每2小时观测一次四角点标高，并随时校正。泵房进、出水管孔在沉井下沉前必须封堵。出水管孔最好用砂浆砌砖或用钢板。如采用砌砖要在外面用1：3水泥砂浆抹光。6.5.1.9井壁孔洞处理：对于井壁预留孔洞，为避免下沉时泥土和地下水涌入井内，影响施工操作，同时，较大的孔洞还会造成沉井各边重量不等，并与土产生较大的反力，使井体产生倾斜，所以在下沉前必须进行处理。对较大的孔洞，制作时可在洞口预埋钢框、螺栓，用钢板、方木封闭，中填与空洞混凝土重量相等的砂石或铁块配重。对取水则采取一次做好，内侧用钢板封闭。沉井封底后拆除封闭钢板、挡木等。6.5.1.10取水口施工：取水口封闭工作应在沉井下沉前完成，要求封闭板必须有足够的刚度和强度，能满足在沉井过程中对土的侧压力和在沉井下沉到位后对水压力的抵抗要求；同时要求封闭严密不渗水。另外加述一点，取水口的打开工作最好在进水明渠施工完毕后进行，如果采用砌体封闭，在打开后应做好清理工作。6.5.2垫木的拆除6.5.2.1抽除刃脚下的垫木，应分区、分组、依次、对称、同步进行。抽除次序：先抽内隔墙下垫架，再分组对称地抽除外墙两短边下的垫架，然后抽除长边下一般垫架，最后同时抽除定位垫架。抽除的方法是将垫木底部的土挖去，然后将相对垫木抽除。每抽出一根垫木后，刃脚下应立即用砂、碎石或砾砂填实，在刃脚内外侧应填筑成适当高度的小堤，并进行夯实，使下沉重量在随着垫木的抽取逐渐传给砂石垫层。这一步很重要，回填砂石的质量直接影响着以后抽除垫木的难易和井体出现倾斜程度的大小，所以，应慎重。6.5.2.2如果没有条件，不用机具抽出垫木，也可以用挖