沉井施工方案.doc

江江阴阴市市锡锡澄澄运运河河污污水水截截流流工工程程五五标标段段 顶管工作井、接收井沉井顶管工作井、接收井沉井 施施 工工 方方 案案 编制：编制： 审核：审核： 批准批准： 无锡市海洋工程有限公司无锡市海洋工程有限公司 目目 录录 1 1 工工程程概概况况 4 2 2 主主要要结结构构材材料料 4 2.1 混凝土5 2.2 钢材及焊条5 3 3 工工程程地地质质条条件件 6 4 4 顶顶管管工工作作井井与与接接收收井井沉沉井井施施工工.10 4.1 基本工艺11 4.2 沉井分节高度12 4.3 沉井基础处理13 4.3.1 基坑开挖13 4.3.2 砂垫层铺设14 4.3.2 素混凝土垫层16 4.4 沉井结构制作17 4.4.1 模板17 4.4.2 脚手架18 4.4.3 钢筋加工与绑扎18 4.4.4 混凝土浇筑18 4.4.5 施工缝18 4.4.6 拆模19 4.5 质量保证措施19 4.5.1 混凝土工程施工19 4.5.2 砂垫层与素混凝土垫层20 4.5.3 沉井制作20 5 5 沉沉井井下下沉沉 .21 5.1 下沉前准备工作21 5.2 沉井下沉原理24 5.3 施工工艺流程24 5.4 四角高差控制25 5.5 下沉抛高值设定26 5.6 初沉阶段26 5.7 正常下沉阶段27 5.8 终沉阶段27 5.9 沉井下沉系数计算28 6 6 沉沉井井封封底底和和底底板板施施工工 .32 6.1 封底施工原则32 6.2 封底和底板施工32 7 7 沉沉井井制制作作及及下下沉沉质质量量保保证证措措施施.33 7.1 沉井制作质量保证措施33 7.1.1 模板工程质量保证措施33 7.1.2 混凝土浇捣技术要求与措施34 7.1.3 脚手架工程的质量保证措施35 7.2 沉井下沉质量和安全保证措施35 7.2.1 沉井下沉质量保证措施35 7.2.2 沉井下沉安全保证措施36 8 8 安安全全生生产产措措施施 36 9 9 临临近近建建（构构）筑筑物物变变形形监监测测.37 1 10 0 文文明明施施工工和和环环境境保保护护措措施施 38 10.1 文明施工措施38 10.2 环保水土保持措施40 10.3 大气污染及粉尘、噪音污染防治41 1 11 1 现现场场应应急急预预案案 42 11.1 现况地下管线安全保护预案42 11.1.1 施工前期工作42 11.1.2 施工期间的保护措施42 11.1.3 应急预案43 11.2 沉井下沉应急预案44 11.2.1 流砂现象及处理.44 11.2.2 突沉问题及预防.45 11.2.3 沉井倾斜及处理方法.46 11.2.4 沉井偏移及处理方法.46 11.2.5 下沉遇障碍物的处理措施47 11.2.6 井外坍方47 1 13 3 附附图图 .47 1 1 工工程程概概况况 江阴市锡澄运河东侧污水截流工程五标段位于江阴市锡澄运河东侧，包 括梅园路-杏春桥泵站段和江阴市城市污水厂-梅园路段，主要顶管工作井、接 收井 9 座（顶管工作井 5 座，接收井 4 座）及配套 dn1000 混凝土顶管约 447m、dn1200 混凝土顶管约 389m 和穿越锡澄运河 河道 dn1020 钢顶管两根 （单根长度 105m） ，3 只圆形检查井 (w3、w8、w13)，3 只圆形混凝土检查井 外圈打一圈高压旋喷桩（ w5、w7、w11）等工程内容。顶管工作井、接收井 沉井主要施工内容具体如下： 圆形顶管工作井，共计 5 座： w1 井深 17.4 米，内径 8.5 米，w2 井深 16.94 米，内径 11.5，钢筋混凝土 井壁厚 700mm，中间设隔墙,顶板厚 200mm，离地面约 1.5 米,上部为 1000 砖 砌井筒结构，上覆有 700 预留孔的钢筋砼盖板并加设井盖。 w6 井深 7.36 米，w10 井深 7.43 米，w4 井深 10 米，采用沉井法施工。钢 筋混凝土内衬结构壁厚 600mm，井内径 6.8 米,中间无隔墙， ；顶板厚 180mm，离 地面约 1.5 米,上部为 1000 砖砌井筒结构，上覆有 700 预留孔的钢筋砼盖 板并加设井盖。 圆形顶管接收井，共计 4 座： w4井深 10 米，w9 井深 6.97 米，w12 井深 6.68 米，w15 井深 5.76 米， 采用沉井法施工。钢筋混凝土内衬结构壁厚 600mm，井内径 4.8 米,中间无隔墙， 顶板厚 180mm，离地面约 1.5 米；上部为 1000 砖砌井筒结构，上覆有 700 预留孔的钢筋砼盖板并加设井盖。 2 2 主主要要结结构构材材料料 2.12.1 混凝土混凝土 .强度等级 :衬板结构壁板、隔板、底板、顶板等井身结构均采用 c30 级钢筋混凝土，垫层采用 c10 级素混凝土。混凝土中应采用级普通硅 酸盐水泥，砂采用中粗砂，水灰比不大于0.50（封底混凝土除外），水泥 用量不得低于 300kg/m3。混凝土中的碱含量应符合 混凝土碱含量限值标 准 （cecs 53:93）的规定：（小于 3.0kg/m3） 。氯离子含量按二（ a）类 要求。混凝土中的骨料最大粒径不应大于40，且不得超过构件截面最小尺 寸的 1/4，也不得超过钢筋最小净间距的3/4。 .抗渗等级 :构筑物地面以下部分混凝土的抗渗等级为s8。 .混凝土保护层：井壁为 50，底板下层为 70，上层为 40，后浇隔墙 为 35，框架、柱、梁均为 40，顶板为 35。 2.22.2 钢材及焊条钢材及焊条 .采用、级钢筋，其钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保 证率。 .焊接 q235 钢及级钢筋时用 e43 型焊条，焊接 级钢筋时用 e50 型焊条。 .主筋 d20 宜采用闪光对头焊， d20 可采用搭接焊。钢筋的搭 接焊缝厚度不小于 6mm，搭接长度双面焊时不小于5 倍钢筋直径，单面焊 时不小于 10 倍钢筋直径。在搭界长度范围内，受力钢筋接头截面积不得大 于总面积的 25%。 .钢筋锚固长度 hpb235 级钢为 31d，hrb335 级钢为 35d。搭接长度 为 1.2 倍锚固长度。相邻受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。钢筋绑扎搭 接接头连接区段的长度为 1.5 倍搭接长度，凡搭接接头中点位于该连接区 段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。 3 3 工工程程地地质质条条件件 根据业主提供的由江阴市城乡规划设计院负责钻探勘察并出版的江阴市 锡澄运河污水截流工程岩土工程勘察报告 （详细勘察）显示，本标段工程的主 要施工项目（顶管工作井、接收井及顶管）穿越土层如下： 顶管工作井、接收井穿越土层表 序 号 名 称 土层 编号 土层名称 层底高程 （m） 层底深度 （m） 分层厚度 （m） 备注 杂填土2.611.701.70 粉质粘土 夹粉土 1.812.500.80 淤泥质粉 质粘土 -1.696.003.50 -1粘土-2.797.101.10 -2粉质粘土-4.799.102.00 -1粉质粘土-7.0911.402.30 -2 粉砂夹粉 土 -13.8918.206.80 1w1 -1粉质粘土-16.7921.102.90 总埋深 17.40m, 管顶中心标 高-8.70m、- 3.40m 杂填土2.292.002.00 -1粘土-1.816.104.10 -2粉质粘土-4.919.203.10 -1粉质粘土-8.5112.803.60 2w2 粉砂夹粉 土 -14.7119.006.20 总埋深 16.94m, 管顶中心标 高-8.5m 杂填土2.101.701.70 粉土1.302.500.80 淤泥质粘 土 -0.604.401.90 -1粘土-2.306.101.70 -2粉质粘土-5.008.802.70 -1粉质粘土-10.4014.205.40 3w4 -2粉砂-13.2017.002.80 总埋深 10.00m, 管顶中心标 高-2.84m 杂填土2.101.701.70 粉土1.302.500.80 淤泥质粘 土 -0.604.401.90 -1粘土-2.306.101.70 -2粉质粘土-5.008.802.70 -1粉质粘土-10.4014.205.40 4w4 -2粉砂-13.2017.002.80 总埋深 10.00m, 管顶中心标 高-2.84m 杂填土1.902.002.00 粉质粘土 夹粉土 0.603.301.30 淤泥质粉 质粘土 0.003.900.60 5w6 -2粉质粘土-5.909.805.90 总埋深 7.360m, 管顶中心标 高-0.24m 杂填土2.002.002.00 6w9 粉质粘土0.903.101.10 总埋深 6.9700m, 夹粉土 -2粉质粘土-6.0010.006.90 管顶中心标 高 0.03m 杂填土2.502.002.00 粉质粘土 夹粉土 1.602.900.90 淤泥质粉 质粘土 0.703.800.90 7w10 -2粉质粘土-6.0010.506.70 总埋深 7.430m, 管顶中心标 高 0.11m 杂填土1.852.102.10 粉土1.152.800.70 8w12 淤泥质粉 质粘土 -14.0518.0015.20 总埋深 6.680m, 管顶中心标 高 0.31m 杂填土1.851.501.50 粉土0.752.601.10 9w15 -2粉质粘土-6.559.907.30 总埋深 5.760m, 管顶中心标 高 0.74m 附图：各顶管工作井及接收井穿越土层示意图。 拟建场地勘察深度范围内土层属长江中下游冲积相，位第四纪沉积物， 按其成因、沉积环境及土层的工程地质特性，自上而下共分为十个工程地质 层，现分述如下： 层杂填土：杂色，稍湿，结构松散，含大量建筑垃圾和少量生活杂物， 本层土全场分布，局部较深，本次勘察揭露层厚 1.502.30m，其工程特性较差， 层粉质粘土夹粉土：灰一灰黄色，粉质粘土可塑状态，粉土松散稍密， 很湿，含少量有机质，土性不均匀，韧性中等，干强度中等，稍有光泽反应， 稍有摇震反应。本层图中等压缩性，中等强度偏低。本次勘察揭露层厚 0.001.60m，主要分布于软土区，其工程特性一般。 层淤泥质粉质粘土：灰黑灰色，流塑状态，局部夹较多的软塑状态粉质 粘土，稍密状态粉土，含较多的腐植物，韧性中等，干强度中等，无光泽反应。 本层土高压缩性，低强度。本次勘察揭露层厚 0.0015.20m,主要分布于软土区， 其工程特性较差。 -1 层粉质粘土：本层缺失 -2 层粉土：本层缺失 -1 层粉质粘土：本层缺失 -1 层粘土：褐黄色，硬可塑，含少量铁锰结核，有光泽反应，无摇振 反应，韧性高，干强度高。本层土中等压缩性偏低，中等强度偏高。本次勘察 揭露层厚 0.004.50m，其工程特性好。 -2 层粉质粘土：黄褐色灰黄色，饱和，可塑性，含较多的铁锰质结核 及少量青灰色钙质团块及条带，有光泽反应，无摇振反应，韧性中等高，干强 度中等高。本层土中等压缩性偏低，中等强度偏高。本次勘察揭露层 0.007.30m,其工程特性好。 -1 层粉质粘土：灰黄色棕黄色，可塑状态，较纯净，稍有光泽反应，无 摇振反应，韧性中等，干强度中等。本层土中等压缩性，中等强度。本次勘察 揭露层厚 0.005.40m，其工程特性一般。 -1 层粉土：灰黄色，饱和，稍密，局部夹薄层粉质粘土，混少量粉砂， 含少量云母碎片，摇振反应中等，韧性低，干强度低。本层土中等压缩性，中 等强度偏低。本次勘察揭露层厚 0.003.00m，勘察区域内局部地段缺失，其工 程特性一般。 -2 层粉砂夹粉土：灰-青黄色，饱和，中密密实，含大量云母碎片及石 英碎屑，场地大部以粉砂为主，底部含少量砾石，局部夹薄层粉土，摇振反应 迅速，韧性低，干强度低。本层土中等压缩性，中等强度。本次勘察揭露层厚 0.006.80m，其工程特性一般。 4 4 顶顶管管工工作作井井与与接接 收收井井沉沉井井施施工工 本标段总共包括五个顶管工作井和四个顶管接收井，其详细情况如下表： 工作井、接收井详情表 编号名称规格 原地面 标高 （m） 井内底 标高 （m） 顶管中心标 高（m） 备注 1w18500-9900+5.000-9.800 -3.400，- 8.700 工作井 2w211500-12900+4.640-2.197-8.500工作井 3w66800-8000+3.900-1.560-0.24工作井 4w106800-8000+4.440-1.090+0.11工作井 5w46800-8000+3.860-4.340-2.84工作井 6w44800-6000+3.860-4.340-2.84接收井 7w94800-6000+4.000-1.170+0.03接收井 8w124800-6000+3.890-0.990+0.31接收井 9w154800-6000+3.500-0.460+0.74接收井 顶管工作井和接收井的共同特点是： 、部分井位于城市污水厂内，施工环境，施工场地狭窄，周围环境复 杂，在平面和空间上对施工都有很大的限制。 、w1 和 w2 靠近周围房子、驳岸以及其他构筑物的距离相当近，必须 采取有效的保护和围护措施来确保周围构筑物的安全。 、穿锡澄运河段顶管工作井深度深，施工难度大。 4.14.1 基本工艺基本工艺 w6、w9、w10、w12、w15 在基坑中分两节制作，一次整体下沉到位； w4、w4在基坑中分三节制作，一次整体下沉到位；w1、w2 在基坑中分 四节制作，两次整体下沉到位，采用混凝土干封底,遇到特殊土质情况采 用混凝土水封底。 沉井施工工艺流程图 平整场地测量放样基坑开挖坑内布设集水井 铺筑砂垫层 沉井分节制作 混凝土养护 拆 模 施工缝处理 沉井准备工作 沉井下沉 沉井封底 混凝土养护 顶管施工 布设测量控制网点 浇筑顶板 施工结束 4.24.2 沉井分节高度沉井分节高度 各工作井、接收井分节制作具体情况如下表： 井号 分节起始标 高（m） 分节终结标 高（m） 分节高度 （m） 备注 -12.08-9.52.58 -9.5-4.74.80 -4.70.14.80 w2 0.12.642.63 0.9m 顶梁与顶板同时施 工，不做预留钢筋 -12.4-9.52.90 -9.5-4.74.80 -4.70.14.80 w1 0.13.53.40 0.7m 顶梁与顶板同时施 工，不做预留钢筋 -6.14-4.042.10 -4.04-0.843.20w4 -0.842.363.20 0.8m 顶梁与顶板同时施 工，不做预留钢筋 -6.04-4.042 -4.04-0.843.20w4 -0.842.363.20 0.7m 顶梁与顶板同时施 工，不做预留钢筋 -3.46-1.262.20 w6 -1.262.43.66 0.8m 顶梁与顶板同时施 工，不做预留钢筋 -2.97-0.872.10 w9 -0.872.53.37 0.8m 顶梁与顶板同时施 工，不做预留钢筋 -2.99-0.792.20 w10 -0.792.943.73 0.7m 顶梁与顶板同时施 工，不做预留钢筋 -2.79-0.692.10 w12 -0.692.393.08 0.8m 顶梁与顶板同时施 工，不做预留钢筋 -2.26-0.162.10 w15 -0.1622.16 0.7m 顶梁与顶板同时施 工，不做预留钢筋 4.34.3 沉井基础处理沉井基础处理 4.3.14.3.1 基坑开挖基坑开挖 在沉井外包尺寸基础上每边各加1.0m，坡比 1:0.5。采用液压挖掘机 开挖，在接近标高 0.2m 时采用人工清底和理坡，弃土用自卸车外运弃置， 不得就近堆放，以减少堆土对基坑边坡的稳定影响。清底时认真检查土层， 如有松散或软弱层应采用砂石垫层置换。 为避免基坑及砂垫层在施工期间受雨水浸泡而降低承载力，基坑底部设 置降排水系统：沿沉井外侧1.2m 及底梁下设置坡度为 2的排水沟，截面 尺寸 300400mm（宽深） ，沟内填碎石形成滤水盲沟，沉井四周设4 个 d600 集水井，集水井底标高比基坑坑底低0.5m，井笼用木条制成，外 用滤网包裹，以利地下水渗入，内用1.5 吋潜水泵排水。在砂垫层铺好至 沉井下沉期间委派专人负责值守。 4.3.24.3.2 砂垫层铺设砂垫层铺设 由于地基承载力较低，为保证沉井第一节制作时的稳定，刃脚底部需采 用砂垫层进行换基，以提高地基承载力。 砂垫层厚度应根据沉井制作的重量（现以w58 工作井为例）和地基承 载力通过计算确定。设砂垫层厚度hs=0.3m，复核满足下式条件： pf 其中：p-传布到砂垫层底部的压力（ kpa） f-砂垫层底地基土容许承载力（ kpa） p = pb/（b+hs）+hss 式中：p-作用在砂垫层表面的平均压力（ kpa） hs-砂垫层厚度 hs =0.65m s-砂垫层重度，取 16.5kn/m3 b-刃脚踏面下素混凝土垫层宽度b=1.84m 由：p=q/f=107.525/18.09=148.56kpa q-沉井自重（ 2 节制作完成共计 107.5m3） f-沉井刃脚、地梁和隔墙踏面总面积（ m2）f=18.09m2 代入上式得： p=148.56 1.84/（1.84+0.3） +0.316.5=132.71kpa 砂垫层下地基容许承载力 f，按地质资料中提供的粉土的c、 值， 根据上海市地基基础设计规范，按以下公式计算确定： f=nddd+ncc d-砂垫层底面以上土的加权平均重度kn/m3 d-砂垫层底面埋置深度（取 2m） c-砂垫层底地基土的粘聚力（ kpa） 根据地质资料： d=19.04kn/m3， c=26.4，=14，查表得 nd=2.17，nc=4.69（参照同类工程地质条件较差工况条件下系数） ， 所以：f=nddd+ncc =19.0424.69+26.42.17=231.04kpa 复核结论 p=132.71kpa231.04kpa，设定的砂垫层厚度 0.3m 能满 足地基容许承载力要求。 各工作井、接收井砂垫层厚度汇总表 序 号 井号 砂垫层厚度 hs（m） 垫层底部压力 p （kpa） 垫层地基允许承载力 f（kpa） 1w580.3132.71231.04 2w600.3154.55310.53 3w620.3139.35230.66 4w640.3136.67310.98 5w660.3126.64191.13 6w660.5154.55191.13 7w670.5173.81191.13 8w690.397.77229.38 9w710.384.03225.62 10w730.385.91191.13 11w740.378.64229.29 12w760.388.85191.13 13w770.379.78228.84 14w780.381.9232.33 （1） 按照要求基坑开挖后应及时回填黄砂，防止沟壁坍塌。 （2）铺筑前要先行验槽，浮土必须清除，边坡必须稳定，防止塌落。 基坑两侧如有低于地基的孔洞、沟、井等，应在未做地基前，加以填实。 （3） 砂垫层施工采用中粗砂、分段分层振实，采用1.552.22w 的 平板振捣器拖振，待垫层槽内水基本抽干后马上回填黄砂，第一分层（底层） 松砂铺设厚度宜为 150200mm，应仔细夯实并防止扰动坑底原状土，其余 分层铺设厚度可取 200300mm。在下层密度经检验合格后，方可进行上层 施工。振捣时要求重叠区域为1/3，并可适当洒水，使得砂层含水量达到 20左右，密实度达到 92左右。 （4）现场砂垫层密实度可用钎探法普查，即用长196cm，16mm 圆 钢，在距砂面约 50cm 的垂直高度上自由下落，钢钎头部沉入砂面层深度 7cm 者为合格。 （5）分段施工时，接头处应作成斜坡，每层错开0.51.0m，并应充 分振实。 （6）振实砂垫层时，应注意不要破坏基坑底面和侧面土的强度。 4.3.24.3.2 素混凝土垫层素混凝土垫层 （1）素混凝土垫层厚度计算（现以w58 工作井为例） 11=n/s （极限应力法） =107.5*25/(3.14*（42-3.62）) =2687.5/9.55=281kn/m2 其中：n=g-沉井制作完成后自重（ kn） 11-刃脚对砼垫层的应力（ kn/m2） 再加上施工荷载后，取 11=300kn/m2 故：21=（3000.4+24lh1）/l=24h1+120/l ma1=（21-24h1）a12/2 其中： 21-砂垫层对砼垫层的应力（ kn/m2） ma1-刃脚边缘砼垫层截面所受弯距（ knm） a1-（l-0.4）/2（m） 而 c15 素砼边缘应力： a1= ma1/w= ma16/ h12=1.5mpa 拟定砼垫层宽度 l=1.84m，刃脚每边各伸出 15cm。 故砼垫层厚度： h19.33cm，取 h1=15cm。 c15 素混凝土垫层施工，测量放样一定要准确，因直接做底模用，应根 据要求立模、浇捣、养护，素混凝土垫层表面应平整，标高必须准确一致， 由测量找平、复测，相对高差值不得大于 3mm。 详见附图：沉井结构制作垫层剖面图。 4.44.4 沉井结构制作沉井结构制作 4.4.14.4.1 模板模板 a、沉井刃脚底模 沉井刃脚异型面采用砖胎模成形，砖模用mu10 混凝土实心砖， m5.0 水泥砂浆砌筑，并在斜面上铺一毡两油作为隔离层，砌筑时，间隔0.9m 预留 20-30mm 垂直缝，便于立模时的对拉螺栓拉紧外模和砖模的拆除。 b、井壁模板 采用钢模作井壁模板。模板固定采用14mm 对拉螺栓，为满足抗渗要 求，在螺栓中间焊一 47070 止水铁片，螺栓两端各焊一45050 止 水铁片，所有模板表面涂隔离剂。固定模板采用28 元钢、脚手钢管作 围护和加固，纵横向均 0.6m 布置 1 道，使模板整体固定牢，确保浇筑时不 产生变形和走动。模板立好后，应检查其位置、标高和垂直度。 4.4.24.4.2 脚手架脚手架 脚手架使用 50 无缝钢管，随沉井的升高而升高。内部脚手瞒堂布置， 纵横向均 1.6m 一道，层高 1.8m，井外沿井壁四周搭设 1.0m 宽双排脚手 并连成整体，层高 1.8m，所有脚手立管下部垫 20020030mm 木块，并 按规程要求设置斜撑和剪刀撑。为安全起见，脚手架临空处搭设简易栏杆， 挂安全网，上铺竹笆片。所有脚手均与模板脱离，防止浇筑时沉井产生沉降 而使脚手与模板变形。 4.4.34.4.3 钢筋加工与绑扎钢筋加工与绑扎 沉井钢筋按图纸要求，工地现场下料加工成形，采用电渣压力焊，焊剂 应与钢材强度相适应，在搭接长度范围内，受力钢筋接头截面积按规范要求 控制。所有钢筋按图绑扎就位后挂上保护层垫块，垫块现场用高标号砂浆制 作，平面尺寸 5050mm，厚度根据不同部位要求确定，垫块纵横向均匀布 置，间距 0.9m。关模前应详细检查各预埋件轴线、标高及平面位置，确保 安装牢固，无遗漏和移位。 4.4.44.4.4 混凝土浇筑混凝土浇筑 混凝土配比按设计和规范要求，在浇筑前委托试验室设计。采用商品混 凝土，用汽车式输送泵输送。 采用分层平铺法施工，下料前半小时铺3-5cm 同标号砂浆。用混凝土 泵输送至各下料点，各处摊铺厚度控制在30-50cm，当下料高度超过 2.0m 时，采用串筒进行下料。混凝土浇筑过程中，混凝土面应保持同步均 匀上升，并密切观测沉降。若发生不均匀沉降，应及时采取措施，严防井壁 产生裂缝。入仓混凝土采用插入式振动器振捣，不得漏振和过振，对刃脚等 钢筋密集处，可采取模板预留孔等措施确保振捣密实。混凝土浇筑结束后根 据环境气温按规范要求进行养护。 4.4.54.4.5 施工缝施工缝 每节沉井混凝土浇至标高时，沿井壁中心轴线将止水钢板按设计要求安 装固定，在未达到 70设计强度前避免碰撞或松动。接高前，用风镐凿除 浮浆和松动碎石，并用压力水冲洗干净且无积水，浇筑前铺3-5cm 同标号 砂浆。 4.4.64.4.6 拆模拆模 沉井的侧壁模板在混凝土达到50的设计强度后方可拆除。拆模时应 采用专用工具进行，防止对混凝土表面产生损伤，影响井壁的整体外观质量。 4.54.5 质量保证措施质量保证措施 4.5.14.5.1 混凝土工程施工混凝土工程施工 a、混凝土：采用商品混凝土，应符合 混凝土结构工程施工质量验收 规范gb50204-2002 要求。 b、混凝土配比：每种设计强度等级的混凝土均委托当地试验室进行试 配，合格后方可用于施工。 c、混凝土的拌制：在搅拌混凝土时，应派一名技术员对所有的预拌混 凝土质量进行监控，并对所取试块的真实性负责；混凝土应完全拌透；为保 证混凝土上、下两层浇捣间隙时间控制在允许范围内，应根据每次施工的情 况做出安排，以确保质量。 d、混凝土的浇捣： 下料时应沿四周均匀的分层进行，不允许集中浇捣，以避免对模板的影 响； 浇筑过程中应有专人统一调度指挥，安排专人负责模板、预埋件、孔洞 支架等支撑的情况，一旦发现模板松动、变形、漏浆等问题应及时解决； 插入式振动器振动时，要做到快插慢拔，以防止上、下层混凝土发生离 析、分层现象，充分释放混凝土中空气，达到混凝土密实； 混凝土分层浇筑时，每层厚度不应超过振动棒端头长度的1.25 倍， 在振捣上一层时，应插入下层中5cm 左右，以消除两层之间的接缝，同时， 应在下层混凝土初凝前进行； 振捣器插点要均匀排列，以避免漏振。每次移动位置的距离不应大于振 动棒有效半径的 1.5 倍； 施工缝浇筑混凝土前，应将浮浆和松动石子冲洗干净，在铺上10- 15mm 水泥砂浆，其配合比与混凝土的砂浆相同。 e、混凝土的养护： 浇筑结束后 12 小时，即可对混凝土加以覆盖和浇水养护，养护不少于 7 天； 当气温低于 5 度时不许浇水养护； 当混凝土强度达到 1.2mpa 后，方可在混凝土上行走和架设模板。 4.5.24.5.2 砂垫层与素混凝土垫层砂垫层与素混凝土垫层 基坑开挖深度和平面尺寸等符合设计要求； 基坑开挖完毕要进行验槽，并请监理签证； 基坑开挖完毕后要及时回填中粗砂，避免人为扰动基底土体，破坏基底 土层承载力； 砂垫层铺设应分层进行，分层厚度30-40cm，用平板振动器密实，在 振捣同时浇水，以保证砂垫层的密实度，用环刀或钎探法检查密实度，合格 后方可铺设下一层； 砂垫层超出自然地面部分用砂包堆高，防止砂垫层坍塌； 砂垫层铺设时有专人管理，监督、并有专人负责抽水； 素混凝土垫层面用水准仪抄平，误差不得大于5mm，便于支模。 4.5.34.5.3 沉井制作沉井制作 钢筋等原材料要有出厂合格证，并按规范要求取样做力学试验； 钢筋的对焊，焊接接头应按规范要求做力学试验，合格后方可使用； 试验取样必须有监理到场并签证； 每节或特殊部位钢筋绑扎完毕后要进行自检，并会同监理工程师进行检 查，办好各项签证； 模板拼缝要严密，表面的平整度、光洁度、垂直度要符合规范要求，安 装前模板表面要涂脱模剂，便于脱模并使混凝土表面清洁； 承重结构应养护至混凝土强度达到设计强度后方可拆模，防止发生混凝 土质量问题； 内外脚手搭设应按操作规程施工，多设斜撑和剪刀撑，外脚手应按规定 设置抛撑，扣件应紧固，以保证脚手架的稳定和牢固； 按规范做好混凝土试块，并在同等条件下养护； 浇筑采用分层平铺法施工，每层厚度在30-40cm，上下两层间歇时间 不得超过初凝时间； 串筒悬挂应能保证混凝土的自由下落高度不超过2.0m； 遇钢筋密集处和穿墙套管处应慢进料细心振捣； 沉井分节制作，接高部分施工缝设置凸榫并设止水钢板，混凝土顶面凿 毛并将杂物清理干净，浇筑前用压力水将施工缝冲洗干净并充分湿润，湿润 时间应在 24 小时以上； 每次混凝土浇筑前应先平铺一层同标号10-15mm 的水泥砂浆； 在每节混凝土浇筑时与浇筑后进行沉降观测，并做好记录，混凝土浇筑 过程中若发生不均匀沉降应及时采取措施；沉井制作过程中应加强观测以防 止不均匀沉降。 5 5 沉沉井井下下沉沉 下沉前，第一节混凝土必须达到100设计强度，其上各节达到70 设计强度。 沉井下沉主要采用水力机械取土下沉（泥浆泵） ，部分沉井深度较浅 （只有 4.5m6m） ，为加快施工进度，减轻对通江南路的交通压力，根据实 际情况对部分浅埋深沉井下沉工艺采用挖掘机配合人工取土下沉。 5.15.1 下沉前准备工作下沉前准备工作 （1）水力机械取土下沉法 a、杂物清理 制作时散落于井内的混凝土渣、脚手管、模板、钢筋、铁丝等所有杂物、 垃圾应彻底清除。 b、防渗处理 沉井井壁上的对拉螺栓在凿除小木块后割掉，对拉螺栓割除留下的凹口 用水泥砂浆封堵后再涂刷两道环氧煤沥青（12cm12cm 见方）进行防腐处 理，结构制作之两道水平施工缝处采用相同方法处理涂刷两道环氧煤沥青 （30cm40cm 宽）进行防腐处理。 c、接触面凿毛 为保证素混凝土与井体有较好的连接，下沉前应对所有接触部位用风镐 凿毛，并经验收合格。 d、混凝土垫层拆除 拆除前应根据沉井重心位置及沉井结构、沉井沉降等因素对素混凝土垫 层、砖模进行分组编号，按先底梁、隔墙后刃脚，先短边后长边的原则编制 拆除流程图，施工时严格按图操作，力求分段、对称、依次、同步，以利沉 井稳定，同时加强观测，密切注意下沉是否均匀。井内素混凝土垫层用风镐 破碎，装入开底渣筐，利用吊机吊出井外，装车外运弃置。 e、套管处理 穿墙套管在进入土层前用钢板在井内严密封堵，其内用黄粘土填实，其 余套管采用砖砌体封堵。 f、排泥场 泥浆由灌装车直接排放于锡澄运河内的泥驳内，轮流运往事先落实的水 面弃土区排放。 g、爬梯安装 在拆脚手架的过程中在井外壁安装两部可拆除安装爬梯，作成2m/节， 以便在沉井下沉过程当中逐节拆除，以方便施工人员上下。 h、测控系统 沉井之前要搭设好下沉时所用的操作平台，井上布置栏杆照明等辅助设 施。在沉井四周外井壁设置四处沉井下沉高程控制点，喷制水准尺尺花，在 四侧外井壁上端喷制平面位移观察尺花，在施工区域可靠位置，布置后视水 准点二只，后视方位二只，要求各控制点、基准点稳固可靠，并根据沉井降 水的影响的情况随时进行复测、校正。刃脚踏面底标高必须严格复核。 （2）挖掘机配合人工取土下沉法 a、防渗处理 沉井井壁上的对拉螺栓在凿除小木块后割掉，对拉螺栓割除留下的凹口 用水泥砂浆封堵后再涂刷两道环氧煤沥青（12cm12cm 见方）进行防腐处 理，结构制作之两道水平施工缝处采用相同方法处理涂刷两道环氧煤沥青 （30cm40cm 宽）进行防腐处理。 b、混凝土垫层拆除 拆除前应根据沉井重心位置及沉井结构、沉井沉降等因素对素混凝土垫 层、砖模进行分组编号，按先底梁、隔墙后刃脚，先短边后长边的原则编制 拆除流程图，施工时严格按图操作，力求分段、对称、依次、同步，以利沉 井稳定，同时加强观测，密切注意下沉是否均匀。井内素混凝土垫层用风镐 破碎，装入开底渣筐，利用吊机吊出井外，装车外运弃置。 c、套管处理 穿墙套管在进入土层前用钢板在井内严密封堵，其内用黄粘土填实，其 余套管采用砖砌体封堵。 d、测控系统 沉井之前要在井上布置栏杆照明等辅助设施。在沉井四周外井壁设置四 处沉井下沉高程控制点，喷制水准尺尺花，在四侧外井壁上端喷制平面位移 观察尺花，在施工区域可靠位置，布置后视水准点二只，后视方位二只，要 求各控制点、基准点稳固可靠。刃脚踏面底标高必须严格复核。 5.25.2 沉井下沉原理沉井下沉原理 （1）水力机械取土下沉法 a、水力机械取土下沉工作原理 用高压水将土体冲成小泥块或泥浆，由泥浆泵吸排至井外，当井深较大 或扬程较高时，可通过增设增压泵来满足要求。 b、机械配备 选用 nl16 型泥浆泵，功率 22.5kw，流量 140m3/h，高压水由 3b-5 型离心泵提供，功率 15kw,流量 60m3/h，每台泥浆泵配 1 台离心泵，另 1 套备用，共 2 套。 c、施工能力： 按泥浆浓度 6，有效工作时间 16 小时，工作效率 75%，每套每天出 土 1406%1675%100.8m3，可满足施工要求。 （2）挖掘机配合人工取土下沉法 a、挖掘机配合人工取土下沉工作原理 用挖掘机将土体挖除，由汽车吊或挖掘机将土方从井内运至井外，可满 足要求。 b、机械配备 选用改装型 50 履带挖掘机 1 台，200lc-7 履带挖掘机 1 台，25t 汽车 式吊车 1 辆。 c、挖掘机配合人工取土下沉特点 施工速度快，直观性好，基地土质情况容易分辨。 施工过程中不产生大量泥浆，对现场文明施工管理有利。 施工场地限制不大，适合本工程施工场地狭小的特点。 5.35.3 施工工艺流程施工工艺流程 （1）水力机械取土下沉法 沉井下沉施工流程图 施工监测沉井清理 沉井姿态控制素砼垫层清除 人工挖土 沉井封底 （2）挖掘机配合人工取土下沉法 沉井下沉施工流程图 施工监测防渗处理 沉井姿态控制砼垫层清除 人工配合挖掘机械挖土 沉井封底 挖掘机配合人工取土下沉特点： （1）施工速度快，直观性好，基地土质情况容易分辨。 （2）施工过程中不产生大量泥浆，对现场文明施工管理有利。 （3）施工场地限制不大，适合本工程施工场地狭小的特点。 5.45.4 四角高差控制四角高差控制 在沉井下沉过程当中，要严格控制沉井的四角高差，以免沉井在下沉过 程中偏位过大造成纠偏困难。沉井下沉时，当沉井四角任何两角高差不能大 于 20cm，当任两角高差接近或超过15cm 时，应立即分析产生原因并及时 采取纠偏措施。 5.55.5 下沉抛高值设定下沉抛高值设定 当沉井下沉标高接近设计标高时，按沉井当时的下沉速率设定下沉抛高 值。由于下沉标高与设计标高高差 10cm 都属于规范所允许的标准范围， 且由于本工程沉井终沉座落的土层地质情况较差，主要为淤泥质粉质粘 土。故沉井下沉抛高值设定为15cm。如抛高值过大，则沉井有可能沉不到 规范所允许的标准范围，而过小或不设抛高值，则沉井有可能发生超沉现象。 5.65.6 初沉阶段初沉阶段 （1）沉井初沉阶段首先凿除井壁外圈的素混凝土垫层，然后再凿除内 圈垫层。注意在凿除混凝土时应该对称施工，在凿除时原则上由周边向中心 施工，凿除时由专人负责，测量要求在此期间加强观察，当沉井发生倾斜时， 应及时调整凿除位置，尽可能使沉井平稳的切入土中。 （2）素混凝土垫层凿除后，采用挖机配合人工将砂取出。初沉阶段挖 砂应从井内中部开始向四边均匀对称地扩展。 （3）沉井初沉阶段，用 25t 汽车吊将 50 型挖掘机吊至井内，挖掘机 取土操作时应特别注意取土顺序，先取中间土体形成小锅底状，再向四周对 称均匀挖土，每次挖土深度不得大于40cm，先高后低，先里后外，严禁开 挖四周刃脚下土方，应距内井壁0.5m0.8m 为宜，并且应有相应的坡度， 让沉井挤压下沉。如操之过急，沉井初沉时容易造成穿孔、塌方，引起过大 的偏斜移位等意外情况。井内挖掘机挖取的土方放入钢丝网兜内，再由 25t 汽车吊吊至地面，装车运至指定堆土场地。 沉井下沉时，测量人员应 24 小时跟踪测量，初沉阶段应至少2 小时 测量一次，现场指挥员应根据测量数据指挥挖掘机的挖土方位，随时调整方 向、深度等，操作工应严格遵守操作规程，服从指令，不得私自盲目施工， 严格控制每天沉降量。 5.75.7 正常下沉阶段正常下沉阶段 （1）在初沉阶段的末期，如沉井的各项技术指标良好，四角高差不大 于 20cm 时，沉井已进入正常下沉阶段，此时沉井基本稳定，下沉速度可适 量加快。 （2）正常下沉阶段，土质以 层淤泥质粉质粘土为主。 层淤泥质 粉质粘土为软塑状态粉质粘土，稍密状态粉土，透水性、承载力较小，土质 较软，不适合挖掘机井内作业，挖土方式可采用抓斗式挖掘机取土下沉。下 沉取土时应统一协调，刃脚部位应严格控制取土，应遵循“先挖锅底，后 对称取土，均匀连续下沉 ”的原则，然后在沉井偏差不大的情况下向四周 分层、对称、均匀取土，井内土面高差不得大于0.5m，刃脚部位需保留 0.5m 左右宽的土堤。沉井下沉过程要严格控制四角的最大高差，不得大于 30cm。如接近或大于 25cm 时，应立即组织纠偏，防止移位。沉井下沉的同 时应注意井壁外土体扰动情况，一旦发现下陷，立即回填、夯实，并查看地 下水位情况及沉降量偏差等情况，随时记入历时曲线表，以便下一步操作对 照参考。 （3）沉井下沉施工时应随时观测下沉情况，应2 小时测量一次，严 禁出现井内刃脚一边在土中一边悬空的现象。做好沉井下沉的记录工作，画 出下沉的速度图，为终沉施工提供可靠的数据依据。同时防止意外情况的出 现，如塌方、涌土、沉降不均、不挖自沉、不沉、突沉等情况，遇到此类情 况指挥人员应立即采取应急措施和抢险工作，同时立即终止井内各项施工作 业，加强测量观察工作，分析原因，待沉井稳定后，采取相应的措施，方可 继续作业。 5.85.8 终沉阶段终沉阶段 （1）终沉确定刃脚踏面为警示标高，根据我公司以往经验，暂定比设 计高程抛高 10cm， （实际抛高量也可根据终沉情况而定） 。当沉井的进尺 到最后 1m 时即进入终沉阶段。挖土锅底形状由 “凹”面逐步过渡到 “凸” 形反锅底，并且放慢取土速度和数量，改用人工取土。由于井内空间有限， 采用 4 人 4 点均匀对称的原则布置挖土范围。人工取土时可适当挖除刃脚底 部土体，以防止沉井下沉速度过慢或停止下沉。此时当沉井四周控制点高差 接近 15cm 时，应及时纠偏，纠偏方法以调整井内各点挖土深度为主。 终沉阶段是沉井的关键时刻，故一定要加强观测，测量在最后阶段应每 隔不少于 1 小时，提供一份测量报告，严格控制沉井的下沉速率。 （2）一旦沉井刃脚踏面标高达到设计要求的标高并上抛10cm 后，应 立即停止取土，测量密切注意观测， 24 小时内沉井下沉不大于 10mm，即 为刹车成功，沉井施工到位后，测量要求每隔46 小时观测一次四方向 高差。 （3）沉井下沉到位后允许偏差： 刃脚底面平均标高控制在： 100mm 刃脚平面轴线位置控制在： 100mm 5.95.9 沉井下沉系数计算沉井下沉系数计算 沉井下沉系数计算以 w58 工作井为例 沉井终沉系数按下式计算： k =（q-b）/（t+r） =（q-b）/d（h-2.5）f+r1.15 其中：q-沉井自重及附加荷重（ kn） b-被井壁排出的水重（ kn） ，采取挖土下沉时， b=0； t-沉井与土间的摩阻力（ kn/m2） d-沉井外径（ m） h-沉井下沉高度（ m） r-刃脚反力（ kn） f-井壁与土的摩擦系数（当下沉范围内土层由不同土层构成 时，其平均摩擦系数由下式计算） f=（f1n1+f2n2+fnnn）/（n1+ n2+nn） f1、f2、fn各层土与井壁的摩擦系数（ kn/m2） n1、n2nn各层土的厚度（ m） 沉井（w58）自重： q=（3.14(42-3.42)(3.14+2.197-0.3)+3.14(42-3.22) 1.6+3.14420.6-3.140.6/3(3.62+3.22+3.63.2) ）25 =2687.55kn 刃脚踏面面积： s= 3.14(42-3.22) =18.09m2（含斜面） s= 3.14(42-3.62) =9.55m2（不含斜面） 根据江阴市锡澄运河污水截流工程岩土工程勘察报告显示： 砂垫层下地基土承载力特征值为120kpa，沉井施工依次穿越土层 :粉 质粘土夹粉土 、淤泥质粉质粘土 、粉质粘土 -2 的各土层的侧壁摩阻 力分别为 12 kpa、10kpa、28kpa，其土层厚度分别为 0.5m、3m、3.1m。 所以侧壁摩阻力加权平均值为： f=(120.5+103+283.1)/(0.5+3+3.1)=18.6kpa 刃脚反力： r=12018.09=2170.8kn（含斜面） r=1209.55=1146kn（不含斜面） 井壁摩阻力： t=3.148（7.237-2.5）18.6=2213.28kn 故：k =（q-0）/t=2687.55/2213.28=1.211.15（刃脚掏空） k =（q-0）/（t+r）=2687.55/（2213.28+2170.8） =0.611（刃脚及斜面不掏空） k =（q-0）/（t+r）=2687.55/（2213.28+1146）=0.81（刃脚 不掏空） 故沉井终沉时刃脚下土体需部分掏空。 沉井各下沉阶段和入土深度的下沉系数计算见下表： h 入土深度 下沉系数 3.54.55.56.57.237 k1.561.361.211.61.21 1. 56 1. 36 1. 21 1. 60 1. 21 1. 00 1. 20 1. 40 1. 60 1. 80 2. 00 3. 54. 55. 56. 57. 237 入土深度（m ） 下沉系数 下沉系数k与下沉深度关系曲线图 根据沉井下沉系数与下沉深度关系曲线， 根据沉井下沉系数与下沉深度关系曲线，沉井前半段下沉系数较大，对 称分层取土过程中要切忌相邻土体高差相差过大，以免发生土体大量涌入现 象，避免发生突然下沉或超沉。后半段下沉系数较小，取土时应均匀全面 地挖取沉井内的土方（对称取土），直至沉井刃脚附近土体，沉井就会实现 慢慢下沉至设计标高，最后进行封底施工。 本工作井设计图纸要求刃脚踏面终沉标高为-4.097m，当沉井刃脚踏 面标高离设计标高 1m 左右时，即进入终沉阶段，此时要进行终沉控制，采 取措施为先对称分层取掉沉井中间的土体，观察沉井下沉情况，若效果不明 显或不下沉，则再对称分层取掉外围土体，并根据沉井下沉情况决定是否扩 挖至刃脚附近土体。 各顶管工作井、接收井终沉系数汇总表 序 号 井号 沉井自重 g（kn） 井壁摩阻力 tf（kn） 终沉下沉 系数 k 备注 1w582687.552213.491.21 刃脚下方土体部分掏空 , 刃脚持力层为 -2 2w602614.031291.281.09 刃脚斜面土体掏空，刃 脚持力层为 -2 3w623376.831809.611.02 刃脚斜面土体掏空，刃 脚持力层为 -2 4w642301.651304.171.16 刃脚斜面土体掏空，刃 脚持力层为 -2 5w663057.441294.761.10 刃脚斜面土体掏空，刃 脚持力层为 -2 6w664524.191403.951.17 刃脚斜面土体掏空，刃 脚持力层为 -1 7w672750.291625.641.000 刃脚斜面土体掏空 , 刃