上海某环境项目沉井施工方案.doc

上海城市环境项目 apl 三期 南汇支线 qnz-c10 标 j70 井沉井施工方案 上海市第四建筑有限公司 南汇支线 qnz-c10 标项目部 2011 年 7 月 目目 录录 1.编制依据3 2.工程概况3 2.1 概述 3 2.2 j70 井概况.3 2.3 工程地理位置及周边环境情况 4 2.4 地质情况 5 3.沉井制作及下沉施工方案7 3.1 施工工艺流程 7 3.2 隔离桩施工 7 3.3 沉井制作 .11 3.4 沉井下沉 .18 3.5 沉井下沉常遇到的问题、预防措施及处理方法 .24 4.工期安排.25 5.质量、安全保证措施.26 5.1 质量保证措施 .26 5.2 安全保证措施 .26 6.夏季、雨季施工.28 6.1 夏季施工 .28 6.2 雨季施工 .29 7. 信息化施工及监测30 8.应急预案.31 9.附件.35 1.1.编制依据编制依据 （1） 上海 apl 三期子项目南汇支线 c10 标工程岩土工程勘察报告 。 （项 目编号：2010-k-09） （2） 上海青草沙工程南汇支线测量成果资料 （项目编号 200720025） 。 （3） j70 工作井沉井结构设计图 （4）施工现场实地踏勘获得的自然条件资料； （5）相关规范 市政地下工程施工质量验收规范 （dg/tj08-236-2006） 。 给水排水构筑物施工及验收规范 （gb50141-2008） 。 建筑防腐蚀工程施工及验收规范 （gb50212-2002） 。 混凝土结构工程施工质量验收规范 （gb50204-2002） 。 市政排水构筑物工程施工及验收规程 （dbj08-224-96） 。 基坑工程施工监测规范 （dg/tj08-2001-2006） 。 地基处理技术规范 （dg/tj08-40-2010） 。 地下防水工程质量验收规范 （gb50208-2002） 。 给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程 （cecs 137-2002） 。 混凝土结构设计规范(gb 500102002)。 钢筋焊接及验收规程 （jgj18-2003） 。 2.2.工程概况工程概况 2.12.1 概述概述 上海城市环境 apl 三期项目南汇支线 qnz-c10 标包括管道、顶管井以及附 属工程的土建及设备安装总承包施工，包括沿大治河 j70 到 j72 顶管井、j61 井（不包括）至 j73 井（不包括）之间顶管管段，线路长 3803.9m，工作井有 2 座，接收井有 1 座，沿线顶管井内设有阀门、排气及排水等附属设施。 2.22.2 j70j70 井概况井概况 j70 井作为顶管接收井，设计为钢筋混凝土矩形顶管井,尺寸为 18.0m*19.8m，深 11.7m，壁厚 600mm，刃脚高 2.5m，施工方法为沉井法。为了 避免沉井施工过程中水土流失对周围环境的影响，在沉井外侧四周打设双轴水 泥土搅拌桩作为隔离桩起到隔离、止水效果，沉井采用排水下沉工艺。工作井 施工为一次制作（分三次浇筑） 、一次下沉，下沉至设计高程后再施工附属设施。 2.32.3 工程地理位置及周边环境情况工程地理位置及周边环境情况 j70 号顶管井位于大治河北岸，周边环境如下： 1、南侧：水泥土搅拌桩外边距离大治河约 2.9 米，大治河护坡仅采用小木 桩加抛石结构。 大治河河岸示意图 j70 沉井与大治河关系示意图 2、西侧：水泥土搅拌桩外边距离电信微波塔约 14.8 米，电信微波塔有 4 大治河河床示意图 常水位 最低点-1.3 -1.1 -0.5 -0.1 2.7 -0.5 0.7 1.2 1.5 1.7 4.5 j70沉井 两排双轴水泥土 搅拌桩 隔离桩 常水位 最低点-1.3 2.7 4.5 根 1200 钻孔灌注桩基，桩长 25 米。 3、东侧：水泥土搅拌桩外边距离长春桥桥墩 15.5 米。 j70 沉井周边环境示意图 2.42.4 地质情况地质情况 2.2.12.2.1 地质情况地质情况 根据勘测报告，本工程 j70 井施工区域范围内地层分布从上到下依次为： 1填土层：厚度 0.9m，土质夹碎砖、石子等建筑垃圾以及植物根茎等， 结构松散，土质不均。 1褐黄灰黄色粉质粘土：厚度 2.3m，呈可塑状，为弱渗透的土层，在 上海地区俗称“硬壳层” ，土质自上至下逐渐变软，在上部填土较厚以及明浜 （鱼塘）地段变薄或缺失。 1淤泥质粉质粘土层：厚度 1.8m，属于低强度，高含水量，高压缩性， 弱渗透性的软土，具有流变、触变特性，工程性质差，该层为天然地基的主要 软弱下卧层。 夹灰色粘质粉土夹淤泥质粉质粘土：厚度 1.2m，松散状态，该层土在水 头差的作用下极易产生流砂和管涌现象，在场地内均有分布。该层土土性不均， 指标离散性大，且厚薄不一，不连续。 1淤泥质粉质粘土层：厚度 1.8m，属于低强度，高含水量，高压缩性， 弱渗透性的软土，具有流变、触变特性，工程性质差，该层为天然地基的主要 软弱下卧层。 淤泥质粘土层：厚度 7.7m，属于低强度，高含水量，高压缩性，高灵敏 4 度，弱渗透性的软弱土，具有流变、触变特性，工程性质差，该层为天然地基 的主要软弱下卧层。 2.2.22.2.2 地下水情况地下水情况 潜水 对本工程基础设计及施工有直接影响的主要为浅部土层的潜水，其补给来 源主要为大气降水、江水渗流与地表径流，排泄方式以蒸发消耗为主。潜水位 埋深随季节、气候、潮汛等因素而有所变化。勘察期间测得钻孔中地下水稳定 水位埋深约 0.402.60m，相应水位为 1.905.10m。潜水对本工程基坑开挖影 响较大，开挖时应做好降排水工作。 上海地区潜水水位埋深一般 0.31.5m，受降雨、潮汛、地表水的影响有 所变化，年平均水位埋深为 0.50.7m，高地下水水位埋深取 0.3m，低地下水 水位埋深取 1.5m，设计可根据安全需要选择合适的地下水位埋深值。 本工程近邻大治河，可能潜水水位与大治河河水位一致。 承压水 拟建场地浅部有夹层粘质粉土夹淤泥质粉质粘土分布，深部有1、2 粉（砂）土承压水分布，1、2 属于同一水文地质层。根据上海市长期观测 资料，承压水水头高度一般均低于潜水位，水头埋深一般为 3.011.0m，随季 节呈周期性变化。根据初步估算，1、2 承压水对基坑影响不大。夹层微 承压水对基坑有一定影响，但其埋深较浅且厚度较薄，夹粘性土较多，从区域 地质分析，其为不连续、带状分布，根据工程经验，该层微承压水水位基本与 潜水位一致，本工程以潜水位值考虑。 2.2.32.2.3 沉井范围内土层参数沉井范围内土层参数 抗剪强度 静力触 探试验 承载力 设计值 承载力 特征值层 位 土层名称 重度 （kn/m3 ） c（kpa ） （o ） ps（mpa ） fd（kp a） fak（kpa ） 1 褐黄灰黄色 粉质粘土 18.722190.6310080 1 淤泥质粉质粘 土层 17.51116.50.447055 夹 灰色粘质粉土 夹淤泥质粉质 粘土 18.18201.048570 4 淤泥质粘土层 16.81012.50.567055 3.3.沉井制作及下沉施工方案沉井制作及下沉施工方案 3.13.1 施工工艺流程施工工艺流程 制作工艺流程：平整场地测量放线隔离桩施工开挖基坑 夯实基底铺砂垫层浇筑混凝土垫层砌刃脚砖座安设刃脚钢筋 支刃脚、井身模板沉井混凝土浇筑养护、拆模外围围槽灌砂。 下沉工艺流程：下沉准备工作设置供水、排泥系统破除砖座、混 凝土垫层水力取土下沉观测纠偏下沉接近设计标高、核对标 高封底绑底板钢筋浇筑底板混凝土后续施工 3.23.2 隔离桩施工隔离桩施工 因 j70 沉井南侧距离大治河近 3.0 米，紧邻大治河，临河土压力小，对沉 井下沉施工时带来偏移、倾斜的危险，并且极有可能施工区域地下水与大治河 连通。因此，在沉井四周打设双轴水泥土搅拌桩隔离桩。在施工时，特别是在 紧邻大治河的南侧施工隔离桩时，需将地表石块、杂土清除干净，回填粘性土， 以保证能够顺利成桩。 3.2.1 施工要求 1、700 双轴水泥土搅拌桩采用 42.5 普通硅酸盐水泥，水泥掺入比不应 小于 13%，水灰比 0.5。 2、 搅拌桩 28d 无侧限抗压强度 qu28d1.0mpa,渗透系数应小于 110 cm/s，搅拌桩搭接 200mm。 3.2.2 搅拌桩施工流程框图 3.2.3 主要施工参数 下沉速度: 0.50.8m/min 提升速度: 1.56t/m3，地基应清理整平设砂垫层，使顶面保持在同一水平面上，用水准仪 控制其标高在 10mm 偏差以内，并在其空隙中垫砂夯实，用扦插法检测砂垫层的 密实度。 地基承载力验算 5 砂垫层的压力扩散角，取 30 htg600tg30346mm l1400+23462092mm 荷载：=n/a=158/2.092=75.5kpgb50026 执行。 7.4 水平位移观测 水平位移观测是由经纬仪通过设置的基准点采用方向线法或前方交汇法 （根据现场通视条件定）测出各测点的角度，经过计算得出各测点的水平位移 变化情况。测试方法、要求和精度按中华人民共和国国家标准 gb50026 执行。 7 超出报警值措施 一旦监测值超过报警值，立即通报业主、设计、监理，分析超标原因，并 采取相应措施，报警后，相关的施工工作马上停止。 8.8.应急预案应急预案 8.1 沉井制作施工风险分析及应急预案 1、外壁粗糙、鼓胀 （1）现象及危害 沉井浇筑混凝土脱模后，外壁表面粗糙、不光滑，尺寸不准，出现鼓胀， 增大与土的摩阻力，影响顺利下沉。 （2）原因分析 1）模板不平整，表面粗糙或粘有水泥砂浆等杂物未清理干净，脱模时，混 凝土表层被粘脱落； 2）采用木模板，浇筑混凝土前未浇水湿润或湿润不够，混凝土水分被吸去， 致使混凝土失水过多，疏松脱落形成粗糙面； 3）采用钢模板支模，未刷或局部漏刷隔离剂，拆模时，表皮被钢模板粘结 脱落； 4）模板接缝、拼缝不严密，使混凝土中水泥浆流失，而使表面粗糙；或混 凝土振捣不密实，部分气泡留在模板表面，混凝土形成粗糙； 5）筒壁模板局部支撑不牢，或支撑刚度差，或支撑在松软土地基上；浇筑 混凝土时模板受振，或地基浸水下沉，造成局部模板松开外壁鼓胀； 6）混凝土未分层浇筑，振捣不实，漏振或下料过厚，振捣过度，而造成模 板变形，筒壁表面出现蜂窝、麻面或鼓胀。 （3）防治措施 井体外壁粗糙、鼓胀主要是增大了下沉摩阻力，影响下沉，应加以修整。 即将粗糙部位用清水刷洗，充分湿润后，用素水泥浆或 1：3水泥砂浆抹光。鼓 胀部分应将凸出部分凿去、洗净，湿润后亦用素水泥浆或1：3水泥砂浆抹光处 理。 2、井体歪斜 （1）现象及危害 井体浇筑混凝土后，筒体出现歪斜现象，影响沉井下沉的垂直度控制。 （2）原因分析 1）沉井制作场地土质软硬不均，事前未进行地基处理，筒体混凝土浇筑后 产生不均匀下沉； 2）沉井一次制作高度过大，重心过高，易于产生歪斜； 3）沉井制作质量差，刃脚不平，井壁不垂直，刃脚和井壁中心线不垂直， 使刃脚失去导向功能； 4）拆除刃脚垫架时，没有采取分区，依次、对称、同步地凿除素砼垫层及 砖模。凿除后又未及时回填夯实，或井外四周的回填土夯实不均，致使沉井在 拆垫架后出现偏斜。 （3）防治措施 井体已歪斜，可在开始下沉时，采取在歪斜相反方向，刃脚较高的部位的 一侧加强挖土，在歪斜的方向较低的一侧少挖土来纠正。 8.2 沉井下沉施工风险分析及应急预案 1、下沉过快 （1）现象及危害 沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况，施工难以控制。 （2）原因分析 1）遇软弱土层，土的承载力很低，使下沉速度超过挖土速度； 2）长期抽水或因砂的流动，使井壁与土的摩阻力下降； 3）沉井外部土体出现液化。 （3）防治措施 1）可用木垛在定位垫架处给以支承，以减缓下沉速度； 2）如沉井外部土液化出现虚坑时，可填碎石处理。 2、下沉过慢 （1）现象及危害沉井下沉速度很慢，甚至出现不下沉的现象。 （2）原因分析 1）沉井自重不够，不能克服四周井壁与土的摩阻力和刃脚下土的正面阻力； 2）井壁制作表面粗糙，高洼不平，与土的摩阻力加大； 3）向刃脚方向削土深度不够，正面阻力过大； 4）遇孤石或大块石等障碍物，沉井局部被搁住，或刃脚被砂砾挤实； 5）遇摩阻力大的土层，未采取减阻措施，或减阻措施遭到破坏，侧面摩阻 力增大； 6）在软粘性土层中下沉，因故中途停沉过久，侧压力增大而使下沉过慢或 停沉。 （3）防治措施 1）如因沉井侧面摩阻力过大造成，一般可在沉井外侧用 0.20.4mpa压力 水流动水针或胶皮水管）沿沉井外壁空隙射水冲刷助沉。下沉后，射水孔用砂 子填满； 2）在沉井上部加荷载，或继续浇筑上一节井壁混凝土，增加沉井自重使之 下沉； 3）将刃脚下的土分段均匀挖除，减少正面阻力；或继续进行第二层（深 4050cm）碗破土，促使刃脚下土失稳下沉； 4）遇小孤石或块石搁住，可将四周土挖空后取出；对较大孤石或块石，可 用炸药或静破碎剂进行破碎，然后清除。如果采用不排水下沉，则应由潜水员 进行水下清理； 5）遇硬质胶结土层时，可用重型抓斗或加大水枪的射水压力和水中爆破联 合作业；也用钢轨冲击破坏后，再用抓斗抓出； 6）如因沉井四壁减阻措施被破坏，应设法恢复； 7）采用振动装置（振动锤或振动器）振动井壁，以减低摩阻力，但仅限于 小型沉井使用。 3、瞬间突沉 （1）现象及危害 沉井在瞬时间内失去控制，下沉量很大，或很快，出现突沉或急剧下沉， 严重时往往使沉产生较大的倾斜或使周围地面塌陷。 （2）原因分析 1）本工程沉井底部位于第层灰色淤泥质粘土，该层土土质较差，强度低、 压缩性高、灵敏度高。沉井下沉至第、层淤泥质粘性土时，沉井井壁外侧 摩阻力较小。下沉过程中，当沉井内挖土较深，或刃脚下土层掏空过多，使沉 井失去支撑，常导致突然大量下沉，或急剧下沉； 2）当粘土层中挖土超过刃脚太深，形成较深锅底，或粘土层只局部挖除， 其下部存在的砂层被水力吸泥机吸空时，刃脚下的粘土一旦被水浸泡而造成失 稳，会引起突然塌陷，使沉井突沉。当采用不排水下沉，施工中途采取排水迫 沉时，突沉情况尤为严重； 3）沉井下遇有粉砂层，由于动水压力的作用，向井体内大量涌砂，产生流 砂现象，而造成急剧下沉。 （3）防治措施 1）加强操作控制，严格按次序均匀挖土，避免在刃脚部位过多掏空，或挖 土过深，或排水迫沉水头差过大； 2）在沉井外壁空隙填粗糙材料增加摩阻力或用枕木在定位垫架处给以支撑， 重新调整挖土； 3）发现沉井有涌砂或软粘土因土压不平衡产生流塑情况时，为防止突然急 剧下沉和意外事故发生，可向井内灌水，把排水下沉