本科毕业论文

函授本科毕业论文函授本科毕业论文 题目 江苏射阳港电厂 2 660MW 燃煤发电机组 循泵房工程沉井下沉施工总结 姓名 李舰 学号 院 系 专业 土木工程 指导教师 职称 评阅人 职称 目 录 1 工程概述 2 编制依据 3 开工条件 4 劳动力组织 5 施工机具配备 6 作业程序 7 施工降 排水 8 沉井下沉系数验算 9 沉井下沉前准备 10 沉井排水下沉 11 沉井封底 底板与接高 12 沉井不排水下沉应急预案 13 沉井下沉过程中遇到的问题及其处理 14 沉井下沉施工监控 1 工程概述 1 1 工程概况 本工程循泵房循泵房位于厂区防洪墙外侧的裁弯河滩地上 下部结构设计 为沉井 其平面尺寸为 30 0m 37 44m 刃脚底面标高为 14 60m 沉井制作 顶标高为 1 0m 自然滩面标高为 2 60m 左右 部分位于水中 泵房零米层 标高为 6 00m 底板顶标高为 10 10m 下沉方案为 采用深井降水 干法下沉 干法封底 应急方案为 不排水下 沉 1 工程地质 工程场地位于扬子断块区的下扬子断块上 地基上部土层物理力学性质差 承载力低 下部土层物理力学性质好 为低压缩性 高承载力土层 场地土的 类型属中软土 建筑场地类别为 类 厂址地面下 20 00m 深度范围内分布有 饱和粉土和粉砂 具有液化的可能性 基坑开挖深度内主要为粉土 易产生流 沙 流土 涌水及坑壁边坡失稳等 1 2 主要工作量 拆除砂垫层及砂堤 4706 米 3 拆除砖胎模 85 6 米 3 拆除砼垫 层 1028 米 3 打 深 井 24 口 下沉冲挖土方 19170 0 米 3 砼封底 2450 0 米 3 钢筋砼底板 1300 0 米 3 1 3 作业时间 本沉井下沉准备工作从 2011 年 03 月 16 日开始 沉井下沉开工日期 2011 年 03 月 26 日 计划完成日期 2011 年 04 月 31 日 实际完成时间 2011 年 04 月 19 日 封底完成时间 2011 年 04 月 24 日 2 施工依据 2 1 设计图纸 纪要 1 循泵房沉井施工图 F1153S S0203 2 设计交底及专业图纸会审纪要等 3 江苏射阳港电厂 2 660MW 机组循泵房工程沉井施工方案评审会议纪要 3 施工条件 1 沉井制作完成 第一 二节混凝土已达到设计强度 第三节混凝土达 到设计强度的 75 以上 具备下沉条件 2 降水井已施工结束 深井安装完毕 并以取得深井系统降水试验结果 3 脚手架已拆除 4 仓内砼凿毛已结束 5 进水管闷板安装结束 6 施工用电满足要求 备用电源已准备好 7 沉降 位移监测系统已布设并初测完毕 8 沉井下沉工程施工人员已进场 下沉施工机械 器具已到场并布设完 毕 降排水设施落实到位 临时施工道路通行良好 沉井下沉具备开工条件 4 劳动力组织 技术员 2 人 安全员 2 人 电工 2 人 塔吊工 2 人 起重工 2 人 焊工 4 人 水力冲挖人员 40 人 钢筋工 20 人 木工 10 人 其它辅助工种 20 人 5 施工机具配备 主要施工作业设备见下表 种 类规 格单 位数 量备 注 汽车吊16T辆1用于拆除 塔 吊QTZ 400台1用于拆除 运输 深井降水泵40 米 50 米 3台26用于降排水 空 压 机0 9 米 3台2用于拆除 凿毛 风 镐 台5用于拆除 凿毛 电 焊 机AX 500台5用于钢筋焊接 钢筋弯曲机QJ 400台2用于钢筋制作 钢筋切断机WJ 400台2用于钢筋制作 冲挖机械4 吋 22KW套60冲挖下沉土方 接力泵15Kw套10用于泥浆二次转运 水泵15KW套4用于冲挖供水 水 准 仪 套2用于沉降观测 经 纬 仪 套1用于下沉观测 全 站 仪 套1用于下沉观测 柴油发电机120KW套2用于备用电源 6 作业程序 降水井调试 运作 砂堤 砼垫层拆除 水力冲挖机械就位 水力 冲挖下沉 下沉就位后清底 素混凝土封底 底板钢筋清理 焊接 底板混凝土浇筑 7 施工降 排水 7 1 降水设计 本沉井靠近裁弯河 地下水水位较高 且受海水潮汐影响大 沉井下沉时 水头差较大 沉井排水下沉能否成功的关键在于降水的效果 因此考虑在沉井 下沉时在沉井四周布置深井降水 以满足沉井排水下沉及底板施工时的抗浮稳 定 7 1 1 深井系统布置 深井环形布置 距井外壁 9 米 防止沉井下时被破坏 沉井平面尺寸 30 00 米 37 44 米 水力坡度 I 取 1 10 基坑中心设计降水域标高为 16 00 米 刃脚下 0 5 米 7 1 2 基坑排水量计算 1 渗水系数的确定 根据相关地质资料分析 水泵房区域的土层分布很不均匀 计算时 承压 水层按大值选取 偏安全 多土层渗水系数按下列公式计算 n i i n i ii hkhk 11 土层厚度及渗水系数一般进行现场抽水试验确定 因地质勘探资料中土层 渗透系数仅标明至第 4 层土 15 8m 无法满足渗透系数计算要求 本设 计暂根据招标文件给定的 k 5 10 4cm s 0 432m d 计算 2 基坑中心处要求降低水位深度 S S 0 0 15 5 0 5 16 0m 3 井内水位下降深度 S 59 2 44 37 10 1 0 16 S 23 7m 取井深 30m 4 降水影响半径 R 432 0 301010 kSR 197m 5 基坑等效半径 0 矩形基坑 0 0 29 a b 0 29 30 37 44 19 56m 式中 a 基坑长 30m b 基坑宽 37 44m 6 基坑总排水量 按承压完整井 近河基坑 含水层厚度很大计算 72 34 14 11 0 56 19 1466 0 lg 1 56 19 72 342 lg 30 7 23432 0 366 1 11 0 66 0 lg 1 2 lg 366 1 00 b l r l r b sl ksQ 713 74m3 d 式中 M 承压含水层厚度 取 10m b 基坑中心至岸边的距离 37 44 2 16 34 72m 7 1 3 单根井点管的出水量 33 432 0 5 13 0142 3 6565 Kdlq 46 31m3 d 式中 d 深井直径 设计选用内径 300 钢质桥式滤管 d 为 0 3m l 滤水管长度 设计 l 1 5m 7 1 4 深井数量的确定及泵的选型 31 46 74 7131 11 1 q Q n 17 口 根据施工经验 计算出的基坑涌水量的数值明显偏小 水力坡度值 i 1 10 明显偏大 且降水井距裁弯河很近 考虑受裁弯河水位的影响及沉井下沉过程 中有部分井可能破坏失效 因此 考虑沉井四周间隔布置 24 口井 布置如图 7 1 1 所示 临水侧井距 6 0m 内侧井距 8 0m 井深 30 米 泵选用扬程 40 米 流 量 Q 50m3 h 的深井潜水泵 选用 26 台深井泵 2 台备用 实际施工中应先 打 2 口观察井 根据实际观测的单井出水量与上述值是否吻合 和根据群井作 用后实际降低的水位是否满足要求 复核计算后 最终确定深井的数量 同时 还要根据实际的降水漏斗曲线适当调整深井的有效深度 确保降水满足沉井安 全的要求 图 7 1 1 深井降水平面布置图 图 7 1 2 深井构造剖面示意图 7 2 深井构造 深井各部位构造如图 7 1 2 所示 1 井口 井口应高于地面以上 0 50m 以防止地表污水渗入井内 一般采 用优质粘土或水泥浆封闭 2 井壁管 井壁管均采用焊接钢管 降水井的井壁管直径 273mm 内 径 管壁厚 4mm 长 6 0m 3 过滤器 滤水管 降水井采用钢质桥式滤水管 滤水管外均包两层 30 目 40 目的尼龙网 管的直径与井壁管的直径相同 过滤管长 15 0m 4 沉淀管 沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作 用 沉淀管接在滤水管底部 直径与滤水管相同 沉淀管底口用铁板封死 沉 淀管长度 2 0m 5 填砾料 降水井的滤水管部位采用颗粒磨圆度较好的 4 砂 小砾石 绿豆砂 填入部位 从井底向上至过滤器顶部 8 沉井下沉系数验算 沉井 降水深井 888888 8888887 44 66666666 9 9 30 37 44 接皮管抽水 滤管 3m 填土 600 砂砾回填 井管 6 5m 0 5m3m 滤管 潜水泵 0 5m 8 1 初沉时的下沉系数验算 沉井采用三次制作 一次下沉 总重 90550KN FRR WG K 21 式中 K 下沉系数 G 沉井自重 90550KN W 水的浮托力 下沉前 W 0 R1 刃脚正投影面积 砂垫层极限承载力 198m2 360KN m2 71280KN R2 梁底正投影面积 砂垫层极限承载力 198m2 360KN m2 71280KN F 井壁磨擦阻力 沉井未下沉时 0 07128071280 090550 K 0 635 K 0 6355 小于 1 表示沉井处于稳定状态 需要沉井掏空底梁下的砂堤 沉井才可以下沉 底梁下的砂堤采用人工挖除 挖除时遵循平面对称的原则 挖除时要加强沉降观测 防止突沉和不均匀沉降 8 2 沉井下沉至砂垫层底时下沉系数验算 168607128029700 090550 k 0 768 梁底不掏空 偏小 168603564029700 090550 k 1 102 梁底掏空 50 符合要求 式中 R1 刃脚正投影面积 下卧层土 1 号土层 极限承载力 198m2 150KN m2 29700KN R2 底梁正投影面积 砂层极限承载力 刃脚到砂垫层底时 底梁仍支撑 在砂垫层上 198m2 360KN m2 71280KN 考虑到下沉过程采用正锅底 梁 底只有少量接触土层 因此考虑 50 的实际承载 则为 71280 50 35640KN F 井壁磨擦阻力 134 88 2 5 50 16860KN 沉井初沉时 井壁外侧砂 垫层已扰动 摩阻力取 50KN m2 规范规定宜在 1 05 1 25 之间 说明下沉可以采用正锅底下沉 下沉时梁 底梁底砂垫层至少清除 50 方可下沉 该阶段沉井下沉会比较平稳 8 3 底梁接触土层时下沉系数验算 此时刃脚位于 号土层 梁底接触到 1 号土层 8 198942970071280 090550 k 0 749 梁底不掏空 偏小 8 198941039571280 090550 k 0 892 梁底掏空 65 符合要求 式中 R1 刃脚正投影面积 下卧层土极限承载力 号土层 198m2 360KN m2 71280KN R2 底梁正投影面积 下卧层土极限承载力 1 号土层 198m2 150KN m2 29700KN 考虑到下沉过程采用正锅底 梁底只有少量接 触土层 因此考虑 35 的实际承载 则为 29700 35 10395KN F 井壁摩擦阻力 134 88 2 5 50 134 88 2 5 9 19894 8KN 沉井初 沉时 井壁外侧砂垫层已扰动 摩阻力取 50KN m2 2 1 土层摩阻力为 9KN m2 根据规范要求 考虑正面阻力时的沉井下沉稳定系数宜在 0 8 0 9 之间 说明梁底接触土层时 梁底土层需挖除 65 左右 沉井方可下沉 该阶段沉井 下沉会比较平稳 8 4 沉井下沉过程的下沉系数 刃脚位于 号土层 梁底钢接触接触到 号土层 5 360807128071280 090550 k 0 507 梁底不掏空 偏小 5 36080071280 090550 k 0 843 梁底完全掏空 符合要求 式中 R1 刃脚正投影面积 刃脚下土 号土层 的承载力 198m2 360KN m2 71280KN R2 底隔梁正投影面积 底隔梁下土 号土层 的承载力 198m2 360KN m2 71280KN 掏空时 0KN F 井壁磨擦阻力 ii Af 41 154 134 88 6 5 36080 5KN 侧壁平均摩阻力 i f 2 5 50 2 5 9 1 5 80 6 5 41 154KN m2 刃脚位于 号土层 梁底钢接触接触到 号土层 1 898303960039600 090550 k 0 536 梁底不掏空 偏小 1 89830039600 090550 k 0 700 梁底掏空 偏小 式中 R1 刃脚正投影面积 刃脚下土 号土层 的承载力 198m2 200KN m2 39600KN R2 底隔梁正投影面积 底隔梁下土 号土层 的承载力 198m2 200KN m2 39600KN 掏空时 0KN F 井壁磨擦阻力 ii Af 52 441 134 88 12 7 89830 1KN 侧壁平均摩阻力 i f 2 5 50 2 5 9 6 2 80 1 5 15 12 7 41 154KN m2 说明沉井下沉进入 号土层时 下沉将比较困难 需采取助措施 8 5 终沉时的下沉系数验算 1 948883960039600 090550 k 0 520 梁底不掏空 偏小 1 94888039600 090550 k 0 673 梁底不掏空 偏小 式中 R1 刃脚正投影面积 刃脚下土 号土层 的承载力 198m2 200KN m2 39600KN R2 底隔梁正投影面积 底隔梁下土的承载力 198m2 200KN m2 39600KN 掏空时 0KN F 井壁磨擦阻力 ii Af 48 517 134 88 14 5 94888 1KN 侧壁平均摩阻力 i f 2 5 50 2 5 9 6 2 80 4 3 15 14 5 48 517KN m2 说明沉井终沉时下沉比较困难 沉井如干沉到底 沉入比较稳定 沉井后 期不会下沉 如要下沉 终沉前必需挖空部分底隔梁 因此 在沉井终沉阶段 要将底梁搁置在土体上缓慢就位 一旦达到设计标高 立即将底梁和刃脚垫实 沉井即可稳定 9 沉井下沉前准备 1 沉井下沉时 第一 二节混凝土已达到设计强度 第三节混凝土已达 到设计强度的 75 以上 可以下沉 下沉前还做了以下准备工作 2 检查所有降水井 保证井点的正常运行 且计算坑底水位是否滿足下 沉要求 3 布置沉井下沉的弃土场 布设排泥管道及接力泵 4 拆除并清理沉井内所有模板 脚手板 砖胎模 垫层砼以及所有杂物 封底和底板结合面凿毛 5 根据设计要求封堵进水口门和出水口 砌筑临时封堵墙 6 沉井下沉 24 小时轮班作业 夜间照明必须满足夜间施工的要求 每仓 设置防爆灯头 灯架固定在井壁上 7 沉井四角墙壁布置高程标尺 井顶四角设置固定高程控制点 在井壁 上弹好纵横轴线 以便下沉观测 8 进行下沉前的技术 安全交底 排好总值班 技术值班 施工值班 测量值班以及分班施工的人员 9 沉井下沉影响区域外布设测量基准点 测量基准点布于沉井北侧海堤 内侧 设砼桩 测点设在桩顶 砼桩四周用砼封裹 外围用钢管加以保护 在沉井周边 构 建筑物和海堤 施工围堰等布设沉降和围堰观测点 10 应急电源 采用 2 台 120KW 柴油发电机组 并调试良好 11 将塔吊高度降至 15m 以下 12 安装好井内外临时施工爬梯和安全围栏 13 在井壁竖向钢筋上绑扎水平钢筋至 1 2m 高度作水平栏杆 10 沉井排水下沉 该沉井采用具有施工速度快 下沉质量好等优点的水力冲挖下沉施工 冲 挖用水采用围堰外裁湾河水源 10 1 除土下沉 10 1 1 主要设备及其布置 水力冲挖的主要设备包括 水力吸泥机 水力冲泥机及管路系统 根据沉井平面布置 20 个仓格各布设一台 4 吋泥浆泵排浆 12 台高压泵 2 台备用 冲土 在沉井内部循泵间底梁上各布设 1 只 10m3 泥浆箱 在每 只泥浆箱中安设 6 吋泥浆泵向外输送泥浆 泥浆输送至厂区西侧鱼塘 由于输 送距离较远 中间加设一道接力泵 10 1 2 冲泥下沉 冲泥时 在水力吸泥机的吸泥龙头下方 锅底中央 挖出一个直径为 2 0 2 5m 的集泥坑 再用水力冲泥机向集泥坑四周外冲出几条水沟 然后向 四周开挖锅底 为防止突沉 引起沉井较大的偏差 以及减少井外土体扰动坍 塌等情况 可在刃脚旁保留 0 8 1 5m 的土体不被冲击 待锅底开挖完毕后 逐步均匀地冲挖土堤 第一步冲挖四角的土堤 第二步再冲挖四周的土堤 最 后冲挖定位点处的土堤 使沉井逐步下沉 各仓格的冲挖力争同时进行 如偏斜较大时 则井孔之间的冲挖速度应根 据偏斜情况进行调整 保证沉井平稳下沉 下沉过程中 应随时掌握土层情况 做好下沉观测记录 正常下沉时 应自中间向刃脚处均匀对称除土 为使下沉不发生倾斜 应 控制各井室之间除土面的高差 并避免内隔墙底部在下沉时受到下面土层的顶 托 下沉时应保持平稳下沉 至少每小时测量一次四角高差和轴线偏移 及时 注意校正 10 2 初沉阶段的控制措施 根据本沉井的结构特点 确保沉井结构和施工围堰的安全 合理安排出土 顺序和下沉速率是下沉的关键 下沉过程中始终保持均匀下沉 初沉时下沉速 率控制在 0 5m d 沉井不能出现较大的高差 取砂时 首先将中间的砂垫层 掏深 然后向四周扩展取砂 使整个沉井形成较大的锅底 如沉井下面土质松 软让沉井挤土下沉 如土质较硬让井横梁下面悬空 使沉井的支力点位于沉井 的井壁下 锅底控制在 1m 左右 高差控制在 20 以内 因沉井内土层分布不均匀 取土时应先取土层厚的一边 使整个沉井的土 层基本均匀时扫刃脚 这样可确保沉井位移和高差的控制 10 3 中沉阶段的控制措施 沉井下沉至 5m 进入 号土层时 沉井已基本进入轨道可加大取土量 锅 底适当加深 井中间锅底可控制在 2m 左右 但需确保机械正常施工 如遇机 械设备故障应立刻维修或更换 如一小时不能排除 其它相应设备应停止施工 以防发生位移及较大高差 高差控制在 30 以内 下沉速率控制在 1 0 1 5m d 沉井下沉过程中如发现下沉系数较大而失控 立即在沉井外壁用粗砂和碎 石回填以增大侧壁摩阻力 10 4 终沉前的控制措施 沉井下沉离设计标高 2m 左右时 放慢下沉速度 停止 6h 注意观察 掌 握下沉速度 根据实际施工情况采用 反锅底 施工 基本以纠偏为主 测量 下沉趋势和自沉惯量 测量 2 小时一次 高差控制 10 15 随着沉井继续下 沉 沉井应逐渐形成挤土下沉 待沉井离设计标高 50 时需再停止观察 6 小时 一般大梁基本接近土层 测量数据重新核准 以每小时 1 左右的速度将沉井 慢慢进入设计标高 根据设计要求 按照正差提前 10cm 停止下沉施工 确保 沉井平稳 不超沉 高差控制在 7 以内 沉井进入设计标高后需继续观察 待沉井全部稳定 24 小时下沉小于 10mm 以后立即准备封底 以免出现超沉 现象 11 沉井封底 底板 11 1 地基检测 沉井刃脚底部即将进入设计标高前 通知业主联系检测单位立即进场对高 压旋喷桩复合地基进行检测 11 2 沉井封底 沉井干下沉到位后进行 24 小时的连续观测 下沉量小于 10mm 且加固地 基检测合格 即进行封底 封底采用干封底 分格对称进行封底 封底前首先 清基 沉井在下沉距设计标高 2m 时 结合封底土塞高度 确保砼封底厚度 及时清除井内锅底浮泥 泥浆等 并将井墙 底梁等与封底砼接触处冲洗干净 封底时注意保证沉井在封底时的稳定 封底前井底设 2 4 口钢制集水井 井 深 1 5 2 0m 锅底向下深度 直径 60cm 在井格中间位置 用水泵将井 底板以下水排出井外 铺碎石作为倒滤层 然后进行封底混凝土的施工 11 3 底板施工 当封底砼达到强度后进行分格抽水 井外连续降水 确保沉井的抗浮要求 垫层砼达到一定强度后 施工钢筋砼底板 在施工钢筋砼底板前 我们将底板 和井壁接触处部位凿毛和清洗 避免封底后渗漏 底板浇筑前对施工用预埋件 进行检查 确保位置正确 砼浇筑前 集水井配专人抽水 连续运转 然后分 格进行钢筋砼底板施工 施工时遵循平衡 对称的原则 对底板钢筋 为了便于沉井下沉施工 底板钢筋的插筋外露长度较短 且 接头位置均在同一断面上 故底板钢筋与插筋采用单面搭接焊连接接头 12 沉井不排水下沉应急预案 在沉井下沉前 我们考虑如施工时井内出现管涌 流砂或井外出现较大坍 方时转换为不排水下沉 不排水下沉采用 3 台空气吸泥机出土下沉 同时配备 潜水员 6 名水下冲泥 吊车抓斗 6 台抓土 土方采用 8 辆卡车运到指定堆土区 13 沉井下沉过程中遇到的问题及其处理 沉井下沉的过程就是不断纠偏的过程 保证沉井下沉质量的前提就是做好 下沉阶段的纠偏工作 13 1 沉井下沉困难 1 产生原因 A 井壁与土壁间的摩阻力过大 B 沉井自重不够 下