污水处理厂厂外污水收集系统沉井及顶管施工方案

污水处理厂厂外污水收集系统顶管施工一、工作坑、接受坑制作顶管工作坑、接受坑的工作面尺寸、结构与顶管管径、长度、方法和选用的施工机具并与土质、顶管机具、操作空间、垂直运输等各方面因素有关，沉井下沉前，我方将采用轻型井点降水干作业沉井；（一）轻型井点降水１、轻型井点系数的主要机械设备轻型井点系统由井点立管、滤管、集水总管、连接管、真空设备和排水设备等组成。（１）井点立管：由内径为５０mm左右的镀锌圆形钢管制成，长度为４～８m，两头套丝扣，用管箍连接。（２）井点滤管：是安装在井点立管下部的镀锌圆形带孔的钢管，滤管外径应与井点立管的外径相同，长度为１.２～２.０m，两头套丝扣，下部管端用丝堵封闭，上部与井点立管连接。滤管管壁钻孔，孔眼按三角形排列布设，井孔的总面积约为滤管壁总面积的１／４～１／５。孔径为８.０～１２.０mm，孔眼径向间距、纵向间距均为３０mm左右，滤管两头各留出１００mm不开孔。滤管外壁焊直径为３mm的螺旋形钢丝，其间距为５０mm。为防止降水时土颗粒随地下水进入滤管，一般在滤管外包１～２层滤网，外面再包裹棕絮或土工布。（３）集水总管：一般用内径为１００～１５０mm的双法兰钢管，每节长４～６m。干管管壁上焊接内径为５０mm的刺管，间距为０.８～１.６m。井点总管与真空泵或集水罐及井点立管连接，每组井点系统总管的长度应根据真工泵的排气能力、地下水的涌水量、土质等决定，但一般每个真空泵系统连接的井点总管长度不宜超过１００m。（４）连接管：连接井点立管与集水总管的短管。常用的为橡胶管，每节长约６０m，内径与刺管外径相同，使用时插在刺管外部，并用铅丝拧紧、固定。（５）真空泵：是井点降水使用的主要机械，本工程采用射流真空泵等。射流真空泵。射流真空泵的工作原理是用高压水通过射流器加速生产负压，抽吸地下水。即用离心泵抽吸射流泵水箱内的水，加压至２５ＭＰa以上排入射流器内，高压水从射流器的喷嘴喷出，流速突然增大，因而在其周围形成真空负压，抽吸集水总管及井点立管内的地下水流入水箱内，由出水口自然排出。射流泵是气、水同时排的湿式泵，虽然排气量及其真空度均不如卧式柱塞泵，但设备简单，操作、保养、维修、管理都很简便，机械购置费及使用都较卧式柱塞泵低，是当前型井点常用的真空泵。２、轻型井点系统的计算（１）确定井点滤管埋设深度。井点滤管埋设深度，应保证地下水位降到基坑（槽）底面的０.５m以下。（２）计算井点抽水影响半径Ｒ。抽水影响半径是指井点抽水后，地下水位呈漏斗形下降至稳定时的影响半径（一般井点抽水后２～７d即可达到稳定），抽水影响半径的计算公式较多，但是由于土层组成复杂，群井相互影响，往往计算结果与实际误差较大，因此宜用现场抽水试验确定。３、轻型井点的施工在施工用水、电源、施工道路、排水出路、机械设备、集水总管、井点立管、滤管、连接管等都具备的前提下，才开始井点的施工。（１）安装真空泵系统。真空泵系统设置的位置，应尽量缩短集水总管最远点与真空泵的距离；真空泵或射流泵集水罐进水管的高度应不高于集水总管的高度。为防止真空泵排、降水系统的故障而中断降水，应用机械设备，并设专人保养维修。冬季及雨期施工时，应采取必要的防冻、防雨措施。（２）安装集水总管。集水总管一般布置在井点立管的外侧，其设置高程应与井管立管顶的高程相同，并需顺直，坡度一般为１‰左右，其最高点为真空泵、射流泵集水罐进口处。（３）组装井点管。根据设计要求将井点实管（即白管）和井点滤管组装成一个整体。井点滤管孔眼的总面积不得小于立管的截面面积，骨架、滤网等均应仔细检查完好，并加保护。（４）沉设井点立管。按井点立管沉设位置放线，按线挖深３０cm、宽５０cm排水沟，作为用水冲孔沉设井点的排水沟，排出的冲孔泥水，经沉淀池沉淀后排入附近水体。沉设井点立管的常用方法有冲孔法和钻孔法。冲孔法是多级离心泵将水加压至０.２５～１.５ＭＰa，经高压管送到水枪，水枪与套管相对固定，冲孔时用吊车或扒杆卷扬机吊住水枪及管的上端，对准点位，垂直插入预先挖好的井点小坑，并不断地反复提升、降落。高压水通过水枪喷嘴将土冲切成孔，孔径约为３０cm。当冲孔达到设计滤管底以下５０cm以上时，冲管停沉加冲片刻，使底部泥浆随水流去，然后关闭高压泵，抽出水枪，按高度放下井点立管和滤管，井点立管应放在土孔中央。而后立即向套管内立管外灌注砂石滤料，边灌边用竹竿插捣，灌至距地面（坑底面）约１m左右处停止，而后拔出套管，并用土封填上部土孔。同时冲孔出来的土渣也部分淤填已沉设完毕的土孔内。套管的长度为井点立管的长度加滤管的长度再加１m。每个真空泵系统抽吸的井点立管及集水总管为一组，每组中各个井点立管和滤管的长度应相等，且沉设的深度应在同一水平面上。沉设井点立管后，向土孔内充填滤料时，土孔中的水应从井点立管内冒出，如果不冒水，则该点为死点，应拔出重新沉设，或用高压水从井点立管中向外反冲洗。此时水压宜控制在０.１２ＭＰa左右。钻孔法是用钻孔机干钻土孔或连钻带用水冲孔后沉设井点立管。土孔的直径为３０cm左右，成孔后沉设及安装立管的方法均与冲孔相同。（5）轻型井点布置与安装１）井点的布置原则是：应将全部降水范围均包括在井点系统之内；重点保证能抽掉工程中较深的基坑（槽）的降水。２）轻型井点管的安装（Ａ）井点立管沉设完毕后，应立即用连接胶管与集水总管连接。井点立管顶部弯头、刺管均用丝扣连接，刺管插入连接胶管后，用卡箍或铅丝固定。要求所有接口均严密不得漏气。（Ｂ）每组井点系统安装完后，立即试运行，合格后连续运转。井点连续进行４８h后，如果抽出的水仍含有较多的土颗粒，呈浑浊状的井点立管封闭，并用压力水冲洗，如出水仍不能变清，应将该井点废除重新补打。如果长期抽出混水，应立即进行处理，否则将会影响坑基附近的建筑物及管线的安全。二、沉井制作1、沉井的构造当地下水降至设计基坑以下后，开始沉井工程的施工，沉井的组成部分包括井筒、刃脚、底板。井筒：即沉井的井壁，是沉井的主要组成部分，它作为地下构筑物的维护结构和基础，要有足够的强度，其内部空间可充分利用。井筒是靠它的自重克服筒壁周围的土的摩阻力而下沉。井筒采用用钢筋混凝土制成。刃脚：刃脚在沉井井筒的下部，形状为内刃环刀，其作用是使井筒下沉时减少井壁下端切土的阻力，并便于操作人员挖掘靠近沉井刃刃脚外壁的土体。刃脚的高度视土质的坚硬程度而异，当土质松软时应适当加高。刃脚下端有一个水平的支承面，通称刃脚踏面，刃脚踏面以上为刃脚斜面，在井筒壁的内侧，它与水平面的夹角一般为50。~60。底板：沉井的底板在井筒的下部，是沉井的井底。为增强井壁与底板的连接，在刃脚上部井壁上留有连接底板的企口凹槽，深度为10~20cm。2、沉井的施工工序沉井施工包括沉井制作和沉井下沉及封底几个主要部分。根据不同情况和条件，可采取一次制作一次下沉；也可以制作与下沉交替进行，由于本工程管网埋深较深，故采用井壁接高下沉，一般施工顺序为：施工准备→打井点或大口井→排水→铺砂垫层、垫木→支刃脚内的模板→绑扎刃脚钢筋→支刃脚外模→浇注刃脚混凝土→养护→支井壁内的模板→绑扎钢筋→支井壁外的模板→浇注井壁的混凝土→养护→拆除井壁和刃脚的模板→抽除垫木→挖土、下沉→浇注底板垫层混凝土→磅渣钢筋→浇注地板混凝土→养护→封底→养护→对沉井内及上部结构施工。（1）沉井的制作沉井井筒的制作分两部分，即刃脚的制作和井壁的制作。A、垫木支模当最先下沉那一节的沉井井筒的重量较大，且土基的允许承载力小于井筒自重时，在井筒的刃脚踏面下铺垫木，以扩大支承面积。垫木可使用铁道上的枕木（其规格为16cm×22cm×250cm），也可用其它规格的材料制作。为确保垫木下的土面平整，也便于在井筒下沉时抽出垫木，常在垫木下铺设砂垫层，砂垫层采用颗粒级配良好的中砂。垫木应在刃脚踏面中线的平面位置上对称、均匀铺设，几根组成一组。铺设的程序是：先铺设平面垂直轴线与刃脚踏面中心的4个交点处的垫木，再按等间距离设其它垫木，为便于在井筒下沉时抽出垫木，相邻垫木之间应有不小于20cm的净距。在铺完垫木后，用砂和碎石把垫木与垫木之间的空隙填满，并使之呈密实状态，保持与垫木表面相同的高程。垫木的表面必须保证为一水平面，需进行测量、找平、其误差应控制在±10mm以内。B、浇筑混凝土应将沉井井壁一周分成若干段，浇筑混凝土同时应对称均匀分层进行，避免高差悬殊、压力不均匀，造成地基不均匀下沉或产生倾斜。井壁有抗渗应采用抗渗混凝土。上、下节井壁的施工缝可作成凹式或凸式（不应设置竖向施工缝），以防渗漏水。（2）沉井下沉A、沉井下沉准备当沉井井筒的混凝土强度达到不低于设计强度的75%时方可拆除刃脚模板及垫木。沉井下沉前应封堵井壁全部预留孔洞，对较大的孔洞用水泥砂浆砌砖封堵，并在靠土的一侧用水泥砂浆抹面。封堵孔洞用的砂浆强度应满足下沉时能抵抗土压力和水压力的要求，还要考虑便于拆除。沉井下沉前应检查降、排水效果，当达到施工组织设计的要求后方可开始下沉。放线定位。沉井下沉前，先在外井壁上各对称弹出4条垂线，以测定沉井下沉时的倾斜度。在沉井内部4条垂线绘制水平测量标尺，并在坑基的相对位置设水平指示标尺，以此测定沉井的下沉量及下沉偏差。检查沉井下沉使用的挖土、出土、运土等机械、设备、工具是否完好，数量是否能满足要求。当沉井附近有已建成的建筑物或管线时，应在有关位置设置沉降变形观测点，并在沉井下沉和施工排水期间定期观测其变形情况，直至沉井封底完毕施工停止抽水满3个月为止。B、沉井下沉的施工方法挖土下沉：分层挖掘，每层厚度约为30cm，中央部分的土面应始终高于四周的土面30cm以上；双孔和多孔沉井各孔中的土面应相平，其高差应不大于20cm。沿刃脚内壁应保留土台，土台宽度可根据沉井内的土质决定，当土质松软时土台宽度应大些；土质坚硬时土台宽度可小些，一般为2m左右；沉井下沉时，按平面轴线的位置逐层沿外边四周挖去土台。当土台经不住沉井刃脚的挤压时土体破坏坍落，沉井边均匀地下沉，每次下沉宜控制在20cm左右。在挖除刃脚附近和刃脚下部的土时要求对称均衡，挖土的速度要相同，土面的高程要保持一致（纠偏时除外）。要加强施工力量，争取在最短的时间挖完，以保持沉井的均匀下沉。沉井内的排水沟、集水井，应随着沉井的下沉而随时施做，其断面和深度应不小于规定值。排水沟应经常保持畅通，集水井内应经常保持最低水位。（3）沉井的纠偏沉井在制作和下沉过程中允许的偏差范围如下表，对产生的偏差应即使的进行纠偏。沉井允许偏差范围序号项目允许偏差（mm）1制作质量平面尺寸1、长度、宽度±L/200并不大于100井壁厚度±152下沉后刃脚平均标高底面中心位置偏移H＞10m刃脚底面高差L＞10m±100≤H/100L/100且不大于300纠正倾斜的方法沉井四周土质软硬不均及挖土不当引起的沉井倾斜的纠偏方法有3种，即：A、挖土纠偏，即通过调整挖土的高差，及调整沉井刃脚处保留土台的宽度，进行纠偏。在下沉较慢的一侧多挖土，逐步挖掉刃脚处的土台使刃脚悬空，其高度宜为20cm。沿刃脚四周长度宜为沉井直径的1/2多保留刃脚处土台的宽度；如该处土体松软时，应夯实或填碎石作为加固处理；并在该处井筒外部地面上堆土夯实，以增加其抗力和摩阻力。采用上述的方法，如果一次不能全部纠正偏斜，可按上述的方法重复进行，至符合规定误差为止。而后按正常下沉挖土。B、射水纠偏。沉井在下沉过程中发生偏斜而用挖土纠偏扔不见效时，采用向下沉较慢一侧的沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水，使该处的土成为泥浆，以减小土的抗力；泥浆还起润滑作用，减小沉井外壁与土之间的摩擦阻力，促使沉井较高的一侧迅速下沉。当纠偏到接近正常位置时应停止射水，并应将沉井外壁与土之间的空隙用细土或砂填充。C、局部增加荷载纠偏。当井筒在下沉过程中出现倾斜时，可在井筒较高的一侧增加荷载（一般采用铁块、砂石袋加压），或用震动机震动，促使井筒较高侧较快下沉。一般讲，该方法适用于小型沉井的情况。上述几种纠偏方法可单独使用，也可综合使用。但是在沉井下沉中及时发现偏差，及时采取有效措施纠偏，控制偏斜量是控制沉井中心位移保证下沉质量的关键。（4）泥浆减阻及处理泥浆减阻，