黄浦江上游水源地连通管工程C1标沉井制作及下沉施工方案.doc

黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 1 黄浦江上游水源地连通管工程黄浦江上游水源地连通管工程 C1C1 标标 沉井制作及下沉方案沉井制作及下沉方案 编 制： 校 对： 审 核： 上海隧道工程有限公司 黄浦江上游水源地连通管工程 C1标项目经理部 二一五年 九月 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 2 目录目录 1编制依据编制依据1 1.1编制依据.1 1.2适用范围.2 2工程概况工程概况2 2.1工程简介.2 2.2沉井简介.2 2.3地质条件.5 2.4水文条件.8 2.5工程管理目标 .10 2.6工程参建单位情况 .10 3工程特点、难点及针对性措施工程特点、难点及针对性措施11 3.1沉井制作开展工作面较多,工期紧张.11 3.2沉井下沉穿越1-1粉质粘土等硬性土层，下沉系数较小11 3.3干封底施工的承压水治理12 4施工总体部署施工总体部署 12 4.1施工前期准备 .12 4.2施工现场布置 .15 4.3进场道路交通规划 .16 4.4施工进度计划 .16 4.5拟投入主要施工设备及劳动力16 5主要施工方案及技术措施主要施工方案及技术措施17 5.1沉井施工概述 .17 5.2沉井结构制作方案 .18 5.3沉井下沉施工 .44 5.4沉井降水.64 5.5触变泥浆助沉 .67 5.6沉井监测.67 6质量管理体系及保证措施质量管理体系及保证措施68 6.1工程质量目标 .68 6.2质量保证技术措施 .70 6.3主要分项工程质量保证措施71 6.4施工工序中易出现的质量通病和预防措施74 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 3 7施工安全措施计划施工安全措施计划.79 7.1安全生产管理体系 .79 7.2安全生产保证措施 .81 7.3施工机械的安全管理 .83 7.4施工用电安全 .86 7.5消防措施.90 7.6关键工序的安全保障措施90 7.7安全监护措施 .93 8应急预案应急预案94 8.1目的.94 8.2基本原则.94 8.3组织机构.94 8.4主要设备物资准备.95 8.5应急救援程序 .95 8.6现场抢险应急方案 .96 9附图附表附图附表97 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 1 1 1 编制依据编制依据 1.1 1.1 编制依据编制依据 本工程施工方案编制依据： 1、黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标施工工程招标文件； 2、黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标施工工程招标文件招标答疑； 3、黄浦江上游水源地连通工程勘察标（施工标）岩土工程勘察报告（报告 编号：HK2014022-1） ； 4、黄浦江上游水源地原水工程连通工程初步物探报告(编号：2014-物-10-3)； 5、黄浦江上游水源地连通工程 C1 标施工图。 6、相关施工技术、质量验收标准及规范： （1） 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002 （2） 给水排水构筑物工程施工及验收规范 GB50141-2008 （3） 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002(2011 版) （4） 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008 （5） 建筑地基处理技术规范 JSJ79-2002 （6） 工程测量规范 GB50026-2007 （7） 沉井与气压沉箱施工技术规程 DJ/TJ08-2084-2011 （8） 钢筋机械连接通用技术规程 JGJ/T107-2010 （9） 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ 130-2011 （10）其他施工及验收规范 另外包括招标文件规定的其他技术、质量验收标准，以及涉及本工程的相关标 准和规范。 本工程的施工，以上述最新的国标或技术规范为准。如有矛盾，以标准高的为 准。 7、本公司相关工法、规定及类似工程的施工经验。 1.2 1.2 适用范围适用范围 本施工方案适用范围黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标，内容为 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 2 JA01、JA02、JA03、JA04、JA05、JA06、JA07、JA09 八座沉井制作及下沉施工 方案、质量管理以及安全和文明施工等方面。 2 2 工程概况工程概况 2.1 2.1 工程简介工程简介 连通管工程 C1 标段自金泽泵站至青浦分水点段的 JA01 井（含） ，到 JA09 井 （含） ，本标段采用 DN4000 钢管（壁厚为 40mm，外径 4080mm，壁厚为 38mm，外径 4076mm） ，线路长度 5043.76m，包括 8 座顶管井及 7 个顶进区段。 本标段顶管沿线穿越的主要建筑物或河道包括（从 JA01 至 JA09 方向）：连片鱼塘， 上海唐峰饲料有限公司，太浦河及方桩基础驳岸，砖砌温室大棚，白鱼荡（预制板 桩驳岸） ，2 层砖砌建筑，高家港，围墙，2 层砖砌建筑，移动 4 孔非开挖管线，规 划莲洋路等。 沉井沉井平面卫星图平面卫星图 2.2 2.2 沉井简介沉井简介 本标段顶管井共 8 座，全部采用沉井形式施工采用排水下沉，井壁混凝土达到 设计强度 70%以上，方可下沉。 沉井施工时，现场均采用围挡封闭，沉井外侧视施工需要设置施工便道。场内 应根据施工要求设置钢筋加工及堆放场地、模板加工及堆放场地、材料堆场、设备 堆场等。 沉井结构混凝土强度为 C30，JA02 抗渗等级 P8，JA05/07/09 抗渗等级 P6,封 底混凝土为水下 C20。 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 3 表表 2.2-12.2-1 沉井工程概况表沉井工程概况表 JA01 井位于太浦河北岸，JA02 井到 JA09 井为止等七座沉井均位于太浦河南 岸,本标段沉井施工区段地表主要为林地和鱼塘等，JA01JA04 位于鱼塘内， JA05JA09 位于林地内。附近太浦河为上海市水源地一级、二级保护区域。 各井位周边情况如下表： 井位道路距工作井距离备注 JA01临近金泽水库施工便道约 85m 鱼塘内 JA02堤防道路练高路约 117m 鱼塘内 JA03堤防道路练高路约 27m 鱼塘内 JA04堤防道路练高路约 41m鱼塘内 JA05堤防道路练高路约 8m林地内 JA06堤防道路练高路约 30m林地内 JA07堤防道路练高路约 40m 林地内 JA09堤防道路练高路约 133m 林地内 井编号 井内 径 性质地面标高沉井顶面标高刃脚底标高刃脚土层 JA-01D=15工作井，临时井 1.00m1.0m-21.65 4-1粉质粘土 JA-02D=15接收井，永久井1.5m1.0m-21.90 4-1粉质粘土 JA-03D=15工作井，临时井5.0m 3.0m( 临时结 构厚 0.3m 标 高 5.0m) -14.75 3-1粉质粘土夹粉性 土 JA-04D=9接收井，临时井2.5m0.5m-14.40 3-1粉质粘土夹粉性 土 JA-05D=15工作井，永久井4.0m 2.0m( 临时结 构厚 0.3m 标 高 4.0m) -14.75 3-1 夹砂质粉土 JA-06D=9接收井，临时井3.0m1.0m-12.9 3-1粉质粘土夹粉性 土 JA-07D=15工作井，永久井5.0m 3.0m( 临时结 构厚 0.3m 标 高 5.0m) -13.25 3-1粉质粘土夹粉性 土 JA-09D=15接收井，永久井4.0m 2.0m( 临时结 构厚 0.3m 标 高 4.0m) -17.50 3-1粉质粘土夹粉性 土 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 4 JA01 井施工场地井施工场地 JA02 井施工场地井施工场地 JA03 井施工场地井施工场地 JA04 井施工场地井施工场地 JA05 井井施工场地施工场地 JA06 井井施工场地施工场地 JA07 井施工场地井施工场地 JA09 井施工场地井施工场地 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 5 2.3 2.3 地质条件地质条件 根据勘察资料，本标段自太浦河北岸金泽泵站始，往南穿越太浦河后，沿太浦 河南岸往东敷设至叶厍水闸西侧与 C2 标相接。工程沿线穿越地形主要为林地、鱼 塘、河道、水闸及少量企业。顶管先后穿越的鱼塘、河道及水闸为：太浦河、白鱼 荡、白鱼荡水闸、高家港水闸。总体地势较为平坦，工程沿线的地貌类型均为湖沼 平原-1 区，场地地势稍有起伏，陆域勘探点孔口标高为 2.45m5.63m，高差为 3.18m。 在本次勘察深度范围（最深 60.0m）内的地基土为第四纪全新世 Q34上更 新世 Q13 的沉积层，主要由填土、粉性土、淤泥质土、黏性土、砂性土组成。土 层特性如下： 1层素填土，本施工标段全线均有分布，局部为杂填土，以粘性土为主，夹植 物根茎、有机质，土质松散不均。 2层浜土，在明浜底及沿线部分区段有分布，含有机质，夹腐植物，土质极差。 1层粉质粘土，沿线部分区域有分布，可塑软塑状态，含氧化铁斑点，铁锰 质结核，工程性质相对较好，该层为上海地区轻型建筑的理想天然地基持力层。 2层泥炭质土，在工程沿线 K33T30、T18T19 区段有分布，流塑软塑 状态，呈灰黑色，含大量有机质、腐植物，工程性质差。 3层粘质粉土，沿线局部零星分布，灰色，松散，含云母，土质不均。 3层粉质粘土，本施工标段沿线部分区段有分布，层位起伏大，软塑状态，含 云母、有机质，偶夹薄层、团块状粉土，土质不均，具有流变触变特性，工程性质 较差，对顶管施工及工作井、接收井开挖影响较大。 1-1层粉质粘土，暗绿草黄色，本施工标段大部分区域均有揭遇，该层土呈 硬塑可塑状态，含云母，氧化铁斑点，偶夹薄层粉性土，工程性质相对较好。 1-2层粉质粘土，草黄灰黄色，本施工标段大部分区域有揭遇，该层土呈可 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 6 塑状态，含云母，氧化铁斑点，偶夹薄层粉性土，工程性质相对较好。 2-1层砂质粉土，灰色，本施工标段主要在 K1J1、J2T9、T11T18、T30K35 号勘探孔区段有分布，该层土呈稍密状 态，含云母，有机质，夹薄层粘性土，局部较集中，工程性质相对较好。易产生坍 塌、流砂、管涌现象，对顶管施工及顶管工作井有较大影响。 2-2层砂质粉土，灰色，本施工标段主要在 K1J1、K7T8、J9J12 号勘 探孔区段有分布，该层土呈稍密中密状态，含云母，有机质，夹薄层粘性土，工 程性质相对较好。易产生坍塌、流砂、管涌现象，对顶管施工及顶管工作井有较大 影响。 3-1层粉质粘土夹粉性土，灰色，本施工标段大部分区域均有揭遇，层位起伏 大，该层土呈软塑可塑状态，含云母、有机质、腐植物，夹薄层粉性土，局部较 集中，工程性质一般。 3-1夹层砂质粉土，灰色，主要在 K11K14、T17T29、C22K35、K45T43 号勘探孔区段有分布，该层土呈 松散稍密状态，含云母，有机质，夹薄层粘性土，工程性质相对较好，对顶管施 工及顶管工作井有较大影响。 3-2层砂质粉土，灰色，仅在 K13K24 区段有揭遇，该层土呈稍密中密 状态，含云母，有机质，夹薄层粘性土，工程性质相对较好，对顶管施工及顶管工 作井有较大影响。 4-1层粉质粘土，暗绿草黄色，本施工标段大部分区段有分布，层位有起伏， 该层土呈硬塑可塑状态，含云母，氧化铁斑点，局部夹有粉性土、薄层粉砂，工 程性质相对较好。 4-1夹层粘质粉土，灰黄色，部分区段有揭遇，该层土呈稍密中密状态，含 云母，有机质，夹薄层粘性土、粉砂，工程性质较好，对顶管施工及顶管工作井有 较大影响。 4-2层粉质粘土夹砂，草黄灰色，本施工标段内仅 JA4 顶管井处未揭遇， 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 7 该层土呈可塑软塑状态，含云母，有机质，腐植物，局部夹薄层粉性土、粉砂， 土质不均，工程性质一般。 4-2夹层砂质粉土，草黄色，本施工标段仅在顶管穿越太浦河段 Z2Z7 勘探 孔区间段有揭遇，该层土呈中密状态，含云母，夹薄层粘性土、粉砂，工程性质较 好，对顶管施工有较大影响。 4-3层粉质粘土，暗绿草黄色，在顶管井 JA2、JA6、JA9 处有揭遇，该层 土呈硬塑可塑状态，含云母，氧化铁斑点，夹有薄层粉性土、粉砂，工程性质相 对较好。 1层砂质粉土，灰色，在 Z13 勘探孔顶管井 JA4 区间段有揭遇，该层土 呈中密密实状态，含云母，夹粉砂，土质较匀，工程性质较好。 2层砂质粉土，灰色，在顶管井 JA1、JA2、JA4、JA8 处有揭遇，该层土呈 中密密实状态，含云母，夹粉砂，土质较匀，工程性质较好。 1层粉质粘土，灰色，在顶管井 JA1、JA3、JA5、JA7、JA9 处有揭遇，该 层土呈软塑状态，含云母、有机质，夹薄层粉性土，工程性质一般。 2-1层粉质粘土夹粉性土，暗绿色，在顶管井 JA1、JA2、JA9 处有揭遇，该 层土呈硬塑可塑状态，含云母、有机质，偶夹薄层粉性土、粉砂，工程性质相对 较好。 2-2层砂质粉土，灰黄灰色，仅在顶管井 JA1、JA2 处有揭遇，该层土呈密 实状态，含云母、局部夹粘性土、粉砂，工程性质相对较好。 2-3层粉质粘土，草黄灰色，仅在顶管井 JA1 处有揭遇，该层土呈可塑状 态，含云母、有机质，夹氧化铁斑点，工程性质相对较好。 层砂质粉土，灰色，仅在顶管井 JA1、JA2 处有揭遇，该层土呈密实状态， 含云母、局部夹粘性土、粉砂，工程性质相对较好。 表表 2.3-12.3-1 沉井开挖范围内土层参数表沉井开挖范围内土层参数表 层序土层名称 静探 PS 值 重度 KN/m3 直剪固快试验强度 承载 力特 征值 渗透系数 K（cm/S） 井壁摩 擦阻力 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 8 C（KPa） 内摩擦角 （） （Kpa） 1层粉质粘土0.6218.62120.5802.010-616 2层泥炭质土0.4117.61317602.010-612 3层粘质粉土1.3118.7530901.010-418 3层粉质粘土0.4418.21620.5652.010-615 1-1层粉质粘土1.9919.43219.51152.010-624 1-2层粉质粘土1.3918.92519.5952.010-622 2-1 2-1层 层砂质粉土砂质粉土3.113.1118.618.66 631.031.01201203.03.01010-4 -4 2020 2-2 2-2层 层砂质粉土砂质粉土5.725.7218.518.55 531.031.01351354.04.01010-4 -4 2525 3-1层 粉质粘土夹 粉性土 0.9618.31719.5753.010-618 3-1 3-1 夹夹层 层砂质粉土砂质粉土2.532.5318.618.65 531.031.01001002.02.01010-4 -4 1919 3-2 3-2层 层砂质粉土砂质粉土3.023.0218.518.55 532.032.01151154.04.01010-4 -4 2020 4-1层粉质粘土2.4919.53920.01302.010-625 2.4 2.4 水文条件水文条件 2.4.1 地表水 拟建顶管工程临近太浦河，河水位随潮汐变化而变化。 顶管先后穿越太浦河、白鱼荡、白鱼荡水闸、高家港水闸,在初勘及详勘施工期 间所测太浦河最大水深为 9.10m，最深河底标高为-6.48m，其余小型鱼塘、水闸处 揭遇的最大水深为 0.30m2.80m，相应河底标高为 2.72m-0.37m。由于场地上 部土层含3 层粘质粉土及2-1、2-2、3-1 夹层砂质粉土，其渗透性较强，地表 水与地下水水力联系密切，基坑开挖施工及顶管顶进时应注意含水层与河水的水力 联系，采用一定的预防措施。 2.4.2 承压水层 拟建场地有第2-1层、2-2层、3-1 夹层、3-2层、4-1 夹层、4-2 夹层、1 层、2层、2-1层、层（微）承压水分布。 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 9 第2-1层主要在 K1J1、J2T9、T11T18、T30K35 号勘探孔区段有分 布，层顶埋深为 0.0m10.0m。 第2-2层主要在 K1J1、K7T8、J9J12 号勘探孔区段有分布，层顶埋深 为 5.3m12.3m。 第3-1 夹层主要在 K11K14、T17T29、C22K35、K45T43 号勘探孔区 段有分布，层顶埋深为 8.9m22.6m。 第3-2层仅在 K13K24 区段有揭遇，层顶埋深为 18.5m26.0m。 第4-1 夹层在本施工标段内部分区域有揭遇，层顶埋深为 19.0m29.3m。 第4-2 夹层仅在顶管穿越太浦河段 Z2Z7 勘探孔区间段有揭遇，层顶埋深为 17.9m26.0m。 第1层在 Z13 勘探孔顶管井 JA04 有揭遇，层顶埋深为 21.9m24.0m。 第2层在顶管井 JA01、JA02、JA04 处有揭遇，层顶埋深为 34.6m41.9m。 第2-2层仅在顶管井 JA01、JA02 处有揭遇，层顶埋深为 46.0m48.8m。 第层仅在顶管井 JA01、JA02 处有揭遇，层顶埋深为 47.8m59.6m。 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 10 表表 2.4.2-12.4.2-1 刃脚处及以下承压水土层参数表刃脚处及以下承压水土层参数表 层序土层名称 静探 PS 值 重度 KN/m3 涉及沉井编号 层顶 埋深 （） 渗透系数 K（cm/S） 2层砂质粉土10.7318.5JA01/JA02/JA0434.641.96.010-4 3-2层砂质粉土3.0218.5JA03/JA0418.526.04.010-4 1层砂质粉土10.7618.5JA0421.923.84.010-4 3-1 夹层砂质粉土2.5318.6JA058.922.62.010-4 4-1 夹层粘质粉土5.0918.9JA05/JA06/JA07/JA0919.029.32.010-4 2.5 2.5 工程管理目标工程管理目标 1 1） 、质量目标、质量目标 本项目要求为一次性验收合格率 100%。 2 2） 、安全文明目标、安全文明目标 （1）安全目标 确保工程不发生伤亡事故，达到上海市建筑施工安全质量标准化考核要求。 （2）文明施工目标 确保局级文明工地，争创上海市级文明工地。 3） 、环境目标 无环境污染事故。 2.6 2.6 工程参建单位情况工程参建单位情况 建设单位：上海黄浦江上游原水有限公司 设计单位：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 勘察单位：江苏省地质工程勘察院 监理单位：上海上咨建设工程咨询有限公司 施工单位：上海隧道工程有限公司 质监单位：上海市水务（水利）建设工程安全质量监督中心站 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 11 3 3 工程特点、难点及针对性措施工程特点、难点及针对性措施 3.1 3.1 沉井制作开展工作面较多沉井制作开展工作面较多, ,工期紧张工期紧张 本标段一共涉及八座沉井,由于业主要求 2016 年年底上海黄浦江上游水源地连 通管工程具备通水条件,加上前期场地调节难度大,导致施工工期较为紧张。 针对性措施针对性措施 1）按照“优先顶管工作井施工，尽快进行相对应的接收井施工，并同步进行顶 管机和管节加工，实现多工序、多工作面同时作业”的总体布署原则，结合本工程 的具体情况，合理、紧凑的编制施工进度计划，确保施工过程中不出现“等工”现 象。 2）通过合理、科学的计算，对本工程的 8 座沉井进行合理的分节制作，并考虑 科学、有效、快捷的下沉形式。对本工程结构高度超过 20m 的 JA01 和 JA02 两座 沉井采用四次制作，二次排水下沉；JA04/JA05/JA06/JA07 五座沉井采用三次制作， 一次排水下沉，有效的节省施工工期；JA03/JA09 采用四次制作，一次排水下沉。 表表 3.13.1 沉井分节及下沉次数沉井分节及下沉次数 沉井 编号 直 径 结构 高度 （m） 分节 数量 第一次下沉前 结构制作高度（m） 第一次 接高 （m） 下沉 次数 备注 JA0115m22.654 节4.25（刃脚）+6+6.95.52 JA0215m22.94 节4.5（刃脚）+6+6.95.52 JA0315m17.754 节3.85（刃脚）+5+3.4+5.5-1沉井下沉到位后接高 2m JA049m14.903 节3.5（刃脚）+6.4+5.0-1 JA0515m16.753 节3.85（刃脚）+7.4+5.5-1沉井下沉到位后接高 2m JA069m13.903 节3.5（刃脚）+5.4+5.0-1 JA0715m16.253 节3.85（刃脚）+6.9+5.5-1沉井下沉到位后接高 2m JA0915m19.504 节4.1（刃脚）+6+3.9+5.5-1沉井下沉到位后接高 2m 3.2 3.2 沉井下沉穿越沉井下沉穿越1-1 1-1粉质粘土等硬性土层，下沉系数较小 粉质粘土等硬性土层，下沉系数较小 沉井初期下沉系数较大，因此初期锅底开挖不宜太深，可适当留置土塞；而正 常下沉阶段和终沉阶段时，穿越硬性土层，下沉系数较小，应适当准备一定的助沉 措施。 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 12 针对性措施针对性措施 1）由于沉井初期下沉系数较大，因此初期采用不掏空底梁不掏空刃脚下沉方式； 当穿越硬性土层时由于沉井下沉过程中主要由刃脚部位形成“土塞” ，形成下沉轨迹 并阻隔外部土体涌入井内，底梁主要起到稳定下沉过程中沉井结构的作用，故选择 掏除底梁下土体的方式，减小沉井受到的摩阻力，有效形成出土的“锅底” ，增大下 沉系数。 2）前期预埋设泥浆管路，根据不同土层的适应性和需要，可使用触变泥浆减阻。 3.3 3.3 干封底施工的承压水治理干封底施工的承压水治理 JA01JA09JA01JA09 刃脚处及以下承压水土层均存在承压水层，干封底时覆土不足以压刃脚处及以下承压水土层均存在承压水层，干封底时覆土不足以压 住承压水头，可能引起坑底隆起或突涌。住承压水头，可能引起坑底隆起或突涌。 针对性措施针对性措施 拟采取在沉井外布置降压井对承压水进行降压，确保干封底的顺利实施。其中 JA04 刃脚下3-2层砂质粉土、1层砂质粉土、2层砂质粉土含水层厚度大、水 头高且贯通，开挖至刃脚时覆土只有 2.39m 的3-1层粉质粘土夹粉性土作为隔水承 压顶板，而且此层虽为粉质粘土但是夹粉性土，拟在施工过程中在沉井外布设下3- 2层砂质粉土、1层砂质粉土的降压试验井，进行抽水试验，根据抽水试验成果进 行井点布置，降低承压水头高度。详见 5.4 节沉井降水。 4 4 施工总体部署施工总体部署 4.1 4.1 施工前期准备施工前期准备 4.1.1 施工部署 按照“优先顶管工作井施工，尽快进行相对应的接收井施工，并同步进行顶管 机和管节加工，实现多工序、多工作面同时作业”的总体布署原则，确保施工过程 中不出现“等工”现象。结合现场情况和顶管施工进度计划要求，拟为顶管井沉井 配备 2 个作业队，并分配各作业队工作内容。 由于本标段配置两台顶管机： 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 13 1#顶管机施工： JA07JA06，JA07JA09，JA05JA04，JA05JA06。 2#顶管机施工： JA03JA02，JA03JA04，JA01JA02。 根据本标段的顶管机进度，拟安排的沉井施工顺序见下表。 表表 4.1.1-14.1.1-1 沉井施工顺序表沉井施工顺序表 JA07JA06JA09JA05 JA03JA02JA01 JA04 4.1.2 施工组织保证 1） 、人员组织方面需明确各道工序重点，落实具体实施人、责任人； 2） 、迅速办理相关开工手续，确保开工； 3） 、因地制宜，充分利用施工场地条件，开展多工作面进行施工； 4） 、采用严格的目标管理 。建立全方位、全过程、多层次的目标管理体系。 在组织机构方面，拟在黄浦江上游水源地连通管 C1 标工程现场设立项目经理 部。项目经理部下设施工员、技术员、质量员、安全员、材料员、设备员、经营员、 文明施工员、信息员等各类相关人员。项目经理部代表公司全面行使本工程的各项 管理职能，并在公司授权范围内对外行使各项职权。项目经理全权负责项目部的行 政工作及履行本工程合同。 本工程将严格按照规范和施工组织设计施工，贯彻 ISO9001 质量管理体系标准， 加强施工过程控制，精心施工，严格管理，根据工程实际进展情况及时调整进度计 划。 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 14 表表 4.1.2-14.1.2-1 施工组织结构表施工组织结构表 4.1.3 施工准备 1 1） 、技术准备、技术准备 （1）认真阅读施工图纸并且进行图纸会审。 （2）进行设计交底和施工技术交底。 （3）编制详细施工方案，作业计划和施工操作要点。 （4）对特殊工种和专业人员进行再培训。 （5）根据设计图，做好测量控制网，设置基准点，对工程进行测量、定位、放 线。 2 2） 、物资设备准备、物资设备准备 根据本工程的工作量、工程进度、质量要求及现场地域环境，确定各项施工物 资供应和设备供应情况。以保证各种主要材料、周转材料、模板体系及施工设备等 的运输。各种物资设备根据施工和进度要求编制供应计划，及时供应，保证施工生 （黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标项目经理部） 项目经理 项目工程师 施 信 息 员 施 文 明 施 工 员 施 经 营 员 施 设 备 员 施 材 料 员 施 安 全 员 施 质 量 员 施 技 术 员 施 施 工 员 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 15 产正常进行。 3 3） 、施工人员准备、施工人员准备 根据本工程的特点与实际情况，确定沉井制作、下沉施工的施工专业人员进驻 现场。 4 4） 、生产现场准备、生产现场准备 （1）清除施工现场范围内所有的障碍物（主要是施工场地内的树木搬迁） 。 （2）土坝围堰抽水清淤回填（主要是 JA01JA04 鱼塘内沉井） （3）进行场地整平及硬化处理。 （3）修筑现场临时道路。 （4）安装水电线路并试水试电。 （5）修建临时排水沟、三级沉淀池和化粪池。 4.2 4.2 施工现场布置施工现场布置 4.2.1 施工生产区域 本标段 JA07 工作井的施工场地为 3500m2，其余工作井的施工场地为 2500m2，接收井为 1500m2，合理规划场区用地，根据沉井施工阶段的需要，布置 相关生产设施，主要有：施工便道、起重设备、钢筋笼加工平台、材料堆放等。同 时为满足安全文明施工需要，各施工作业点将布置流动茶水点以及若干休息室。为 减少渣土外运对环境影响，在每个工作井区域大门处布置洗车槽等。 4.2.2 临时供电系统 工作井 JA03、JA07 现场各配置 630kVA 箱变一台将能够满足本标段沉井工程 施工需要（在工作井 JA01 处考虑通过甲方协助，借用金泽水库出水泵站用电满足 施工需要） 。 4.2.3 场地内施工便道 施工场地围挡大门至现有道路之间、各井施工围挡内施工道路，路宽按 78m 标准修筑，先填筑 30cm 建筑垃圾，其上再铺设一层 20cm 厚 C30 钢筋砼面层（单 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 16 层双向布置 16mm250mm） 。 4.3 4.3 进场道路交通规划进场道路交通规划 本着上述原则，根据我标段的实际情况，结合现场实地勘察分析，拟利用北蔡 大桥、老朱枫公路两条主干道，沿加固后的堤防道路，再修建施工便道进入施工现 场。沿线堤防道路上涉及 2 座桥梁（一座是白鱼荡桥，一座是高家港桥） 。根据业主 要求，需对沿线堤防道路加固和桥梁进行加固。 4.4 4.4 施工进度计划施工进度计划 具体进度计划详见附表一：沉井施工进度计划 4.5 4.5 拟投入主要施工设备及拟投入主要施工设备及劳动劳动力力 4.5.1 拟投入主要施工设备 表表 4.5.1-1 主要施工设备（每井）主要施工设备（每井） 序 号 机械或设备名 称 型 号 规 格 数 量 国 别 产 地 制 造 年 份 额 定 功 率 生产能力备注 1汽车吊50T4国产2012/ 2履带吊50T国产2012/ 3反铲挖掘机WY-100国产2012/1M3/ 4木工电锯FJ-1046国产2011/ 5木工平刨MB-5046国产2011/ 6木工压刨FB-1066国产2011/ 7钢筋切断机QJ-4006国产2011/ 8钢筋弯曲机WJ-406国产2012/ 9台钻H5-363国产2012/ 10插入式振动器H-1515国产20092.2KW/ 11电动空压机10m31国产201375KW10m3/ 12机动空压机20m3/min2国产2012/20m3/min/ 13直流电焊机YD-500KR6国产201310KW/ 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 17 14交流电焊机AX-500A6国产200910KW/ 15经纬仪T22国产2012/ 16水准仪DS33国产2011/ 17全站仪Leica TCA2国产2010/ 18钢尺4国产2015/ 4.5.2 拟投入劳动力 表表 4.5.2-1 劳动力计划人员配备表（每井）劳动力计划人员配备表（每井） 序 号 人 员 作业 人数 职 责 分 工 1钢筋工8钢筋下料、绑扎 2模板工8模板安装 3架子工8脚手架搭设 4测量工2测量放样 5试验工2试块试件制作及送样 6电工1临时用电 7电焊工4钢筋焊接 8机修工4设备维修保养 9起重工2 沉井结构施工材料吊装； 沉井开挖。 10普工8配合其他工种以及零星工作 11沉井工6下沉控制 合 计 53 5 5 主要施工方案及技术措施主要施工方案及技术措施 5.1 5.1 沉井施工概述沉井施工概述 5.1.1 沉井分节制作及下沉 沉井部分为沉井下沉前在地面制作的部分，内部的后浇部分与沉井部分采用滚 轧直螺纹机械连接。本标段沉井共 8 座，全部采用沉井形式施工。井壁混凝土达到 设计强度 70%以上，方可下沉。沉井施工时，现场均采用围挡封闭，沉井外侧视施 工需要设置施工便道。场内应根据施工要求设置钢筋加工及堆放场地、模板加工及 堆放场地、材料堆场、设备堆场等。通过分析及我司施工经验，拟定各沉井分节及 下沉情况如下： 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 18 井编号 分节 数量 分节情况（m） 下沉 次数 下沉深度 m （起沉标高至刃脚标高） 下沉方式 JA-014 节 4.25、6、6.9/ 5.5 216.65/5.5排水下沉 JA-024 节 4.5、6、6.9/ 5.5 216.89/5.5排水下沉 JA-034 节 3.85、5、3.4、5. 5 118.21排水下沉 JA-043 节3.5、6.4、5115.4排水下沉 JA-053 节3.85、7.4、5.5117.25排水下沉 JA-063 节3.5、5.4、5114.4排水下沉 JA-073 节3.85、6.9、5.5116.75排水下沉 JA-094 节4.1、6、3.9、5.5119.4排水下沉 5.1.2 下沉及封底作业方式 根据本工程沉井施工现场实际情况，结合地质报告中对沉井下沉区域土体性能的 描述，工作井和接收井沉井下沉将采用先排水下沉，最后干封底的方式进行。 5.1.3 沉井接高地基稳定措施 本工程 JA01 工作井和 JA02 接收井沉井既有下沉又有接高，工序较复杂，在充分 考虑接高部分沉井重量的同时，需要采取相应措施以维持整个接高制作过程中的沉 井稳定。此时的沉井，井内土体已被挖除，仅留一部分刃脚附近的土堤，外井壁虽 仍有摩阻力存在，但土体已被扰动过，外壁摩阻力也会相应减低。单单依靠刃脚下 部分土的承载力与外井壁的摩阻力来稳定沉井制作接高后的自重显然不够安全，因 此在沉井接高前，需在沉井内进行灌水，以增加沉井浮力，抵消一部分自重，使地 基的承载力足以承受沉井的自重。同时井内的水压又可作为压载，平衡井外地下水 位的作用。同时，在沉井接高时要保证刃脚处的土塞高度，以确保沉井的接高安全。 5.2 5.2 沉井沉井结构制作结构制作方案方案 5.2.1 素砼垫层计算 根据沉井与气压沉箱施工技术规程 （DG/TJ08-2084-2011） ，素混凝土垫层 的厚度可采用公式 h=（G0/R-（b+n） ）/2 计算,且不应小于 150mm，混凝土的强度 等级不应低于 C20。 G0 沉井第一次下沉前沿井壁单位长度重量(kN/m)。 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 19 R 砂垫层的承载力，取极限承载力 400kN/m2。 b 刃脚踏面宽度(m)。 n 刃脚斜面的水平投影宽度(m)。 表表 5.2.1-15.2.1-1 素砼垫层厚度计算表素砼垫层厚度计算表 沉井 编号 第一次下沉前 结构制作高度 （m） 第一次下沉前沿井壁 和十字梁单位长度重 量（KN/m） b+n（m） 素砼垫层厚 度 h（m） 素砼垫层 宽度 L（m） JA0117.152951.501.8 JA0217.42971.501.8 JA0317.752511.301.6 JA0414.92191.201.5 JA0516.752351.301.6 JA0613.92021.201.5 JA0716.252281.301.6 JA0919.53031.30 计算均小于 15cm， 取砼垫层厚 度 15cm 1.6 经由上表计算的素砼垫层厚度 h 均小于 15cm，因此本标段各沉井结构的素砼 垫层厚度均按规范要求取值 15cm。 5.2.2 砂垫层计算 5.2.2.1 JA01JA01 砂垫层计算砂垫层计算 1)1)、JA01JA01 井分节情况井分节情况 JA01 井计划分为 4 节制作、2 次下沉工艺，沉井分节高度如下： 第一次制作：-21.65m-17.4m，制作高度为 4.25m； 第二次制作：-17.4m-11.4m，制作高度为 6m； 第三次制作：-11.4m-4.5m，制作高度为 6.9m； 在制作完成三节后，从起沉标高+0.5m 进行第一次下沉，下沉深度约为 16.65m，下沉到标高-16.15m； 第四次制作：-4.5m+1.0m，制作高度为 5.5m； 在接高 1 节后，进行第二次下沉，下沉深度约 5.5m，下沉到设计标高- 21.65m。 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 20 2)2)、第一节制作基础承载力及下卧层承载力验算、第一节制作基础承载力及下卧层承载力验算 沉井第一次制作高度为 4.25m，沉井每延长米的重量 104.4KN。 砂垫层厚度需确保沉井在制作时砂垫层及下卧层满足承载力要求，以保证沉井 制作时的安全。在 JA01 井制作时，为确保地基土的承载力及均匀性，同时兼顾施 工的便易性，根据 JA01 井所在位置的土层情况，实际放坡开挖 2.15m（砂垫层底） ， 挖至1-1 粉质粘土。 （1）砂垫层承载力校核 = G沉井每延米重量 G=104.4（KN/m）含荷载施工； L砼垫层宽度，取 1.8m 砂垫层容许承载力，取 160（kPa） =58KPa 承载力满足要求（根据我公司在沉井施工方面经验，完全满足承载力要求） （2）下卧层承载力验算 下= G/（2hstan+L）+shs下 G沉井每延米重量 G=104.4（KN/m） 砂垫层的压力扩散角（根据我公司经验做法取 45） ，tg=1 rs_砂的容量，取 15.6（KN/m3） L素混凝土垫层的宽度(m)，L=2b1+b+n，取 b1=h，具体数值见本文 5.2.1 节。 hs砂垫层的厚度(m) ，hs 取 1.5m 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 21 下下卧层地基容许承载力，取1-1 粉质粘土下=115（KPa） 下=45.15（KPa）下=115（KPa） 3)3)、第三节制作基础承载力及下卧层承载力验算、第三节制作基础承载力及下卧层承载力验算 沉井第三次制作高度 6.9m，总高度 17.15m；由于接高制作时沉井允许有少量 均匀沉降,故土层承载力取极限值（保守估计取 2.53 倍的允许值） 。 沉井每延米重量 G=295（KN/m） （1）砂垫层承载力校核 =164（KPa） 极限=400（KPa） 承载力小于砂垫层的极限承载力，满足要求 （2）下卧层承载力计算 下=85（KPa） 极限=1152.5=288（KPa） 承载力满足要求 以上计算表明，砂垫层厚度 1.5m，宽度超过 4.8 米，即可满足施工要求。 沉井砂垫层实际施工时采用满堂铺筑形式。沉井砂垫层实际施工时采用满堂铺筑形式。 4 4） 、沉井下沉后接高稳定性分析、沉井下沉后接高稳定性分析 在首次下沉后，JA01 井还需在沉井过程中进行 1 次接高 5.5m，接高沉井自重 增加，须对刃脚所在土层的承载力进行计算分析，避免在接高过程中出现沉井出现 不均匀沉井，故需对其接高稳定性进行分析。接高时刃脚标高为-16.15m，位于3- 1，基本承载力为 75KPa,极限承载力为 187.5Kpa。 此时验算工况刃脚下有土，十字梁下无土的接高下沉稳定系数。此时验算工况刃脚下有土，十字梁下无土的接高下沉稳定系数。 下沉稳定系数 Kc=G/(Tf+R1+R2+Ft)1 式中：G沉井位自重（KN） ； 黄浦江上游水源地连通管工程 C1 标 沉井制作及下沉施工方案 22 Ft施工阶段最高水位的计算浮力； Tf井壁摩阻力（kN） ； R1、R2沉井刃脚踏面及底梁下地基土的反力（kN） 。 排水下沉时 Ft=0KN JA01 沉井总重 G=27521KN R1=U(B+N/2)*Rd 其中 Rd地基土承载力极限值 B刃脚踏面宽度 N刃脚斜面宽度水平投影宽度 U侧壁外围周长 Rd=752.5=187.5kpa（3-1） R1=3.1417（0.7+0.8/2）187.5= 11010KN R2=A2Rd 其中 A2 为底梁支撑面积 R2=16.08187.5=3015KN Tf=19358KN KC=G/(Tf+R1) =27521/(19358+11010)=0.911 说明在沉井第一次下沉到位后，可直接进行接高，即沉井第四节的制作，无需 在井内回填部分砂土。为确保接高安全稳定，灌水增加浮力，减小接高下沉稳定性为确保接高安全稳定，灌水增加浮力，减小接高下沉稳定性 系数。系数。 5.2