沉井施工专项施工方案

嘉兴市联合污水处理有限责任公司嘉兴市长水路3#污水泵站（亚欧路）连接管工程顶管工作井、接收井沉井施工方案编制人：（项目技术负责人）审核人：（项目经理）审批人：（单位技术负责人）编制单位：浙江协和建设有限公司编制日期：2011年11月5日沉井施工方案一、工程概况亚欧路污水管工程管道采用顶管法施工，顶管工作井、接收井均采用沉井方式施工，沉井采用C30钢筋混凝土，抗渗等级P6，井壁厚600mm。具体数量如下：序号井号工作井类型井身尺寸mm设计井顶标高m管内底标高m井深m沉井底板标高m沉井刃脚底标高m设计沉井顶板标高m1亚欧路W01顶管接收井4500*30002.859-3.8666.7256.725-5.8502.0002亚欧路W02顶管工作井兼闸门井7500*30003.600-4.0007.6007.015-6.1501.2003亚欧路W03顶管工作井7500*30002.890-4.8947.7847.784-7.0502.0004亚欧路W04顶管接收井4500*30002.890-5.0007.8907.890-6.9502.0005亚欧路W05顶管工作井7500*30002.835-2.5785.4135.413-4.6502.0006亚欧路W06顶管接收井4500*30002.770-2.6465.4165.416-4.6502.0007亚欧路W07顶管工作井7500*30002.784-2.7725.5565.556-5.0002.0008亚欧路W08顶管接收井4500*30003.068-4.7867.8547.854-6.9502.000二、施工工艺根据地质勘察报告，①顶管工作井W02沉井将穿越1.6～0.30的粉质粘土层、0.30～-1.70m的淤泥质粉质粘土层、-1.70～-6.00m的粉质粘土层，最终沉入粉砂夹土层；②W03沉井将穿越2.06～-0.34m的粉质粘土层，最终沉入粉砂夹土层；③W05沉井将穿越1.68～-0.22m的粉质粘土层，-0.22～-2.12m的淤泥质粉质粘土层、最终沉入粉质粘土层；④W07沉井将穿越1.87～0.07m的粉质粘土层、0.07～-1.83m的淤泥质粉质粘土层，-1.83～-6.03m的粉质粘土层，最终沉入粉砂夹粉土层；⑤顶管接收井W1沉井将穿越1.77～0.37的粉质粘土层、0.37～-1.43m的淤泥质粉质粘土层、-1.43～-5.33m的粉质粘土层，最终沉入粉砂夹土层；⑥W04沉井将穿越2.08～0.38m的粉质粘土层，0.38～-1.42m的淤泥质粉质粘土层、-1.42～-4.52m的粉质粘土层，最终沉入粉砂夹粉土层；⑦W06将穿越1.91～-0.19m的粉质粘土层，-0.19～-2.09m的淤泥质粉质粘土层，最终沉入粉质粘土层；⑧W08沉井将穿越1.7～-0.9m的粉质粘土层，-0.9～-5.80m的粉质粘土层、最终粉质粘土层。根据据沉井的高度，穿越土层状况和周围环境条件，确定亚欧路顶管工作井W03沉井采取分节制作、一次下沉和不排水下沉法施工、水下封底的施工方案；亚欧路顶管工作井及接收井W01、W02、W04、W05、W06、W07、W08沉井采取分节制作、一次下沉和排水干挖土、干封底的施工方案。排水法顶管工作井、接收井沉井施工工艺流程：测量放样定井位→基坑施工→砂垫层和混凝土垫层施工→第一、第二节沉井制作→打设轻型井点→沉井下沉→C15素砼垫层→钢筋混凝土封底→顶板等施工。不排水法顶管工作井沉井施工工艺流程：测量放样定井位→基坑施工→砂垫层和混凝土垫层施工→第一、第二节沉井制作→沉井下沉→C20砼水下封底→钢筋混凝土封底→顶板等施工。三、施工方法1、基坑开挖顶管工作井基坑底平面尺寸6.2m×10.7m，基坑上口尺寸为12.0m×16.5m，顶管接收井基坑底平面尺寸6.2m×7.7m，基坑上口尺寸为12.0m×13.5m，开挖深度均为3.0m。沿基坑四周设置300mm×400mm排水明沟，在东南角设一个集水井，排除坑内积水。2、砂垫层、素混凝土垫层施工（以顶管工作井为例）素混凝土垫层为C20混凝土浇筑，宽度B为600mm（刃脚宽度400mm，每边各加100mm），厚度为150mm。2.1、W02、W05、W07沉井砂垫层厚度计算（第一节沉井制作高度h为3.6m）：第一节沉井每米荷载G=0.6m×3.6m×1m×26.0KN/m3=56.2KN砂垫层面平均压力P=G÷B×1m=56.2KN÷0.6m×1m=93.7KPa地基承载力f=70KPa(根据地质勘察报告淤泥质粉质粘土地质承载力数据)地基承载力须满足以下公式：f≥P'=G÷(B＋2h×tg22.5°)×1mh=(G÷f-0.6)÷（2htg22.5°）=(56.2÷70-0.6)÷（2×0.558）=0.18m砂垫层厚度取0.3m可满足地质承载力要求P'=G÷(B＋2h×tg22.5°)×1m=56.2÷(0.6＋2×0.3×0.558)=60.1KPa复核结论：P'=66.1KPa≤f=70KPa,砂垫层厚度为0.3米能满足地基容许承载力的要求。2.2、W03沉井砂垫层厚度计算（第一节沉井制作高度h为4.5m）：第一节沉井每米荷载G=0.6m×4.5m×1m×26.0KN/m3=70.2KN砂垫层面平均压力P=G÷B×1m=70.2KN÷0.6m×1m=117.0KPa地基承载力f=95KPa(根据地质勘察报告粉质粘土地质承载力数据)地基承载力须满足以下公式：f≥P'=G÷(B＋2h×tg22.5°)×1mh=(G÷f-0.6)÷2htg22.5°=(70.2÷95-0.6)÷2×0.558=0.15m砂垫层厚度取0.2m可满足地质承载力要求P'=G÷(B＋2h×tg22.5°)×1m=70.2÷(0.6＋2×0.2×0.558)=85.3KPa复核结论：P'=85.3KPa≤f=95KPa,砂垫层厚度为0.2米能满足地基容许承载力的要求。砂垫层满铺，摊铺时要浇水，采用平板振捣器振捣密实。砂垫层摊铺达到要求后，做素混凝土垫层，素混凝土垫层做成“凸”形台阶状，总厚度为15cm，上台阶5cm，下台阶10cm，上台阶宽度同刃脚宽度40cm，沉井刃脚外侧下台阶宽度150mm，沉井刃脚内侧下台阶宽度刃脚斜面350mm加150mm，总宽度为1050mm，混凝土强度等级为C20砼。3、沉井结构制作根据设计及本工程施工要求，井体总高度为6.65～9.05m,沉井分二节制作，一次下沉。W1、W02、W05、W6、W07沉井制作高度：第一节沉井制作高度为3.6米；第二节沉井制作高度为2.75～3.95米；W03、W4、W8沉井制作高度：第一节沉井制作高度为4.5米；第二节沉井制作高度为4.15～4.25米；3.1沉井钢筋工程沉井钢筋现场设加工场成型制作，井壁钢筋分二次绑扎接高，Φ16以上钢筋采取闪光对焊工艺接长，绑扎时接头相互交叉。井壁双层钢筋用Φ10钢筋撑脚把网片撑开。钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后，方可进行模板施工。3.2沉井模板工程沉井制作模板采用复合模板及钢管围檩，对拉止水螺栓为ф14mm圆钢，外脚手架与模板竖围檩连接，但能上、下滑动，避免浇筑混凝土时沉井下沉影响模板安全性。由于沉井总高度6.65～9.05米，井身混凝土分二节浇捣，模板同样分二节安装。井筒模板采用18mm复合模板、Φ48水平环型钢管及垂直立管和ф14止水螺杆互相搭配，以保证模板的稳定、牢固、密封。螺栓间距为500mm,固定模板用的对拉螺栓中间设置止水片，并焊接牢固，在割除外露螺栓时需凹入混凝土2-3cm,并用防水砂浆二次抹平，第二次表面抹平掺入膨胀水泥，确保对拉螺栓处不渗漏。井身内模支架采用Φ48钢管支撑。钢管支架必须架设稳固，采用对撑支架，与模板架立钢管可靠连接，增加内模的稳定性。3.3混凝土、养护及拆模根据进度及质量要求，采用C30商品混凝土泵送，抗渗等级P6，坍落度10～16cm,汽车泵输送，浇筑时每层高度不宜超过1.0m,并按顺序均匀的进行。提供的商品混凝土，要确保混凝土的连续供应，避免产生冷缝，引起渗漏。混凝土必须浇捣密实，采用机械振捣时，插入振捣器插入间距不应超过有效半径1.5倍。要避免欠振、漏振和过振。在施工缝和埋设件附近振捣密实。应避免振捣器触及模板、止水带、和埋设件等。混凝土浇筑后及时加强养护，加盖草包及浇水湿润，并确保带模养护时间，拆模后外侧立面包裹塑料薄膜养护。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的3～4天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板，利于向上接模。4、轻型井点降水为确保沉井平稳下沉，采用排水下沉法施工。用井点抽除地下水，降低地下水位，井点在基坑外周布置，并提前预抽后，方可开始挖土。①、井点布置在沉井基坑四周设置封闭式轻型井点降水，轻型井点距井壁3m，轻型井点系统由井点管、联接管（橡胶或钢管）、总管和抽水设备所组成。其中实管9m，滤管1.5m。地下水经井点管、联接管和总管由抽水设备抽走。井点系统布置采用单排线状井点，井点管位于沟槽上口宽度以外1m。在井点管延长线位置上挖一50×50cm断面的泄水沟，再在井点管位置上做好标志，井点管间距为1.5m。②、井点施工A、井点管的埋设采用用套筒式冲孔法埋设井点管。B、套筒直径30cm，长度约10m，底部呈锯齿形。上部有提梁，用起重机吊住并上下移动，套筒内有水枪，水枪直径75mm，喷嘴直径20mm，由多级水泵供给高压水，水压0.6～0.8MPa，冲孔深度比滤管底深0.5m左右；C、井孔冲成后，拔出套筒并立即插入井点管，在保障居中并垂直情况下，向孔内填装滤料，直到距地面1m深的范围内，用粘土填实，以防漏气。D、井点管埋设后，即可接通总管和抽水系统，进行试抽，检查抽水效果。③、轻型井点注意事项A、做好准备工作：做好抽水试验，分析水文地质条件，使井位、井深、滤管长度、标高设计合理可靠。B、超前降水：降水领先、开槽在后。在施工过程中始终保持干槽作业，降水速度超前于挖槽速度。地下水位降至槽底以下0.5～0.8m之后，才能开始挖槽，并在施工过程中始终保持这水位。C、冲点注意操作安全：查清地下障碍物、和地面供电线路保持安全距离。D、井点滤管（花管）孔眼底总面积不小于立管截面面积；骨架、支撑、滤网等均仔细检查完好，加以保护、扎紧；滤料符合滤管要求，洁净无杂物。E、井点管组装严密、不漏气、减少接头。F、冲点时保护好已冲好的井点，防止泥水和杂物流入井点管中。G、分层填滤料、分层封粘土，认真操作保证降水效果。H、泵体与进水干管总管连接痛心紧密，在一整体地坪上安装，防止不同沉降。5、沉井下沉及封底5.1排水法下沉及封底5.1.2下沉前，在沉井外壁刷冷底子油一道，涂热沥青两道。5.1.3排水下沉时，采用机械配合人工进行挖土，先由井中央挖向四周，每层挖土厚0.4～0.5m，在刃脚处留1～1.5m台阶。沿井壁每2～3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的削落台阶，每次削5～10cm；当土层经不住刃脚的挤压破裂，沉井便在自重作用下均匀破土下沉。5.1.4挖土时各井孔的土面高差一般不宜超过0.5m。5.1.5助沉纠偏5.1.5.1沉井下沉过程中，刃脚下产生地基反力，当沉井下沉系数小于设计下沉系数时，允许采用加载助沉，加载平台应符合重物堆放方便和结构安全等要求，重物堆放重心应根据施工组织设计规定，加载时加载范围内的其他工作应停止。沉井下沉到设计标高时应先卸载，卸下的重物应随卸随运，不应堆放在沉井边。5.1.5.2沉井纠偏应根据测量资料随偏随纠，当沉井偏斜达到允