沉井下沉作业指导书

工程名称 新沭河治理工程三洋港枢纽工程 编 号 作作 业业 指指 导导 书书 作业项目名称新沭河治理三洋港枢纽工程沉井下沉 出版日期2009 年 12 月 6 日 编制单位 江苏水建三洋港 枢纽工程项目部 业主 或监理 编 写张 雨审 核 编写单位审核罗圣海审 定 编写单位批准许国安批 准 江苏省水利建设工程有限公司江苏省水利建设工程有限公司 1 新新沭沭河河治治理理三三洋洋港港 枢枢纽纽工工程程沉沉井井下下沉沉施施工工作作业业指指导导书书 1 目目的的 确保 沉井下沉施工 工程质量的生产及其过程处于受控状态 2 适适用用范范围围 适用于 新沭河治理三洋港枢纽工程沉井下沉 工程施工 3 依依据据质质量量文文件件和和资资料料 依据 新沭河治理工程三洋港枢纽 工程的招标文件 设计文件及江苏省水利工程质 量等级评定标准 以及国家的有关规定 规范 4 工工程程概概况况 三洋港枢纽挡潮闸 排水闸闸室基础均为沉井基础 挡潮闸共 17 只沉井 其中 16 只沉井 顺水流长为 17 9m 垂直水流长向为 34m 位于沉井群中间 1 只沉井顺水流长为 17 9m 垂直 水流向长为 16 9m 井壁刃脚底高程 10 6 m 沉井顶高程 3 1 m 沉井间间距为 1 1m 排 水闸仅 1 只沉井 顺水流长为 16m 垂直水流向为 22 6m 井壁刃脚底高程 10 8 m 沉井顶 高程 2 0 m 挡潮闸右侧边块沉井与排水闸沉井间净距约为 158 45m 本工程沉井基础约 31560 m3 5 职职责责 5 1 作业负责人职责 5 1 1 冲土作业负责人职责 1 遵守劳动纪律 服从领导的分配及工程施工安排 按时完成任务 2 了解泥浆泵和高压泵的性能以及操作规程 根据本工程规模列出应用的泥浆泵和高压泵 设备的规格及数量 3 按照既定方案及有关规范要求 布置高压泵和泥浆泵 4 指导 检查施工现场冲土 对每只沉井井格内的冲土深度进行控制 及时纠偏 5 根据进度计划及项目部生产部门安排 做好与其他工种队的工序接口工作 5 1 2 安全技术负责人职责 1 在项目经理的领导下 督促施工人员认真贯彻执行国家颁布的安全法规及企业制定的安 全规章制度 发现问题及时制止 纠正 2 参加本项目承担的工程安全技术措施制定及向作业班组进行安全技术交底 验收并履行 签字手续 3 深入现场每个施工点 掌握安全重点部位情况 检查各种防护设施 纠正违章指挥 冒 险蛮干等行为 执罚要以理服人 坚持原则 秉公办事 4 参加项目部组织的定期检查 对查出的问题要督促限期整改 发现危及职工生命安全的 重大安全隐患时 有权制止作业 组织职工撤离危险区域 5 发生工伤事故 协助保护好现场并及时上报 参与工伤事故的调查处理 不隐瞒事故情 节 真实地向有关领导汇报情况 6 按管理体系文件及公司安全生产规章制度要求完善各类安全生产及安全教育的台帐记录 7 负责项目施工的安全生产管理工作 包括现场安全设施 宣传教育 安全检查 组织检 查安全三级教育 检查特殊工种持证上岗情况 制定安全预防措施计划 8 完成领导布置的其它任务 5 2 操作人员职责 各井格具体操作人员必须自觉遵守操作规程 按期保质 创优的完成任务 1 严格遵守项目部各项规章制度 遵守劳动纪律 2 2 服从队长安排 及时完成分配的生产任务 严格按照技术交底内容进行施工 3 树立 安全第一 预防为主 的指导思想 进入施工场地应戴好安全帽 不从隔墙下钻 过 不疲劳作业 4 机械的使用应严格按操作规程进行 5 做好冲土设备的维修 保养工作 5 3 质检人员职责 质检人员必须严把好质量关 安全关 确保施工质量优良 并做到安全无事故 1 认真学习管理体系文件 协助项目经理制订工程项目的质量管理网络和质量目标 编写 质量保证措施 2 熟悉施工图纸 设计变更及有关国家规范 规程 技术标准 3 依据图纸要求和国家质量评定标准及规范及时检测和评定各阶段的的工程质量 对不符 合质量标准的工程不予签证交验 并有权责令修整 返工 停工 4 协助冲土班组做好质量控制工作 5 按照有关管理体系文件的要求 及时收集整理工程质检资料 包括文件 照片 录像带 等 建立质量档案 协助有关部门 有关人员完成竣工资料的整理完善工作 6 完成领导交办的其它任务 6 作作业业条条件件 6 1 人员 具备熟练操作技术 6 2 各种机械设备齐全 安全 有效 6 3 施工前对有关人员进行技术交底 培训 6 4 各道工序均要符合规范 标准要求 7 作作业业程程序序 7 1 作作业业流流程程 熟悉施工设计图纸 画出相关布置示意图 进水池 高压泵 泥浆泵 出浆池 技术部 门审核 按图布置设备 冲挖土方 沉井下沉 7 2 施施工工方方法法 7 2 1 沉沉井井施施工工 沉井均采用一次制作 一次干下沉的施工方案 挡潮闸沉井施工分别由左右岸向中间推进 制作时三个沉井为一个序列 下沉时 4 个沉井为一个序列 分别由两岸向中间依次下沉 沉井基础施工流程如下 基坑开挖 砂垫层 砼条形基础 砖砌刃脚胎模 搭设脚手 立内模 绑扎钢筋 安 置预埋件 立外模 砼浇筑准备及浇筑前检查 浇筑砼 养护等强 拆除模板 脚手 拆除 砖胎模 砼垫层 拆除砂垫层 井内挖土下沉 井底回填砂砾 沉井封底 底板 沉井内 间回填土 沉井防渗处理 7 2 2 沉沉井井下下沉沉 7 2 2 17 2 2 1 下沉前准备工作下沉前准备工作 1 组织准备 项目部为沉井下沉专门成立沉井下沉控制领导小组 由项目总工程师罗圣海任组长 观测 小组吴巍巍 检查小组沙小俊 下沉小组胡大俊和李春俊任副组长 组长 制定沉井下沉方案 并进行方案交底 组织小组成员研究制定纠偏措施并督促付诸 实施 领导 协调小组成员间的工作 对观测资料进行分析研究 制定解决问题的方案 下沉小组长 现场调度下沉工人 按制定的方案下沉 及时汇报沉井下沉情况 执行沉井 下沉控制领导小组的指令 观测小组长 负责组织和实施沉井下沉的观测工作 并做好观测数据的记录 整理和分析 工作 为决策提供准确的数据 3 检查组 负责检查沉井下沉的精度控制情况 及时组织沉井终沉验收 2 编制作业指导书 对工人进行技术交底 3 设立观测标记 下沉前在每只沉井的四角绘制高程指示刻度线 并设立高度观察指针 下沉过程中对指针 的精度经常加以校正 沉井群的两端设立上 下游方向观察装置 便于直观观察沉井的下沉状 况 用于指挥沉井的正常下沉 控制观测采取在沉井的顶部四角设立固定观测点 用全站仪和 水准仪分别观测沉井的水平位移及下沉量 沉井每下沉 1m 检测井位 确保井位平面位移值 不大于 25cm 并正交检测井壁倾斜度 倾斜偏差不大于下沉总深度的 2 并做好相应的记录 用于指导纠偏和制定下一步的纠编措施 4 完成所有对销螺丝洞的防渗修补 5 清除下沉范围内的所有物品 6 下沉前将地下水降至沉井面以下 7 下沉前对实体砼的强度进行检查 7 2 2 27 2 2 2 砂垫层拆除砂垫层拆除 采用泥浆泵冲吸 按 50cm 分层进行 先对称拆除井格中间部分 再对称拆除中间隔墙部 分 最后对称拆除井周部分 由中间向两端进行 控制拆除分层厚度可减少初始下沉阶段发生 突沉时井体的不均匀性 7 2 2 37 2 2 3 下沉土方开挖下沉土方开挖 1 下沉设备配置 沉井一次下沉 6 6m 含砂垫层 沉井群下沉持续时间约为 60 天 因群井下沉时的先后次 序要求 单个沉井下沉的时间按 7 天时间考虑 沉井下沉过程中按 10 的涌土量附加计算沉井 的下沉工作量 单井下沉除土 17 9 34 6 9 1 1 4619m3 单井下沉持续时间计划安排 7 天 对于淤泥质土 水力挖塘机械的正常台班产量按 120m3 每天作业 3 个台班 机械完好率按 70 计 泥浆出沉 井后增加接力泵送至排泥场 泥浆泵的效率按正常的 70 计 则每只井内需配置的水力挖塘机 组为 4619 120 7 3 70 70 3 74 台套 即每只沉井内按 4 套泥浆泵 考虑对称除土 均衡下沉 在 2 14 5 17 4 个井格内各布置 1 台除土设备 按 12 个沉井同时下沉的工况 配置设备 则理论配置 48 套 考虑备用设备和泥浆输送接力 本工程共配置 60 台套的水力挖 塘机组 2 除土 沉井下沉时井内土方采用水力冲挖 在上游建造一座 2 孔引水闸 同时开挖三条底高程为 0 0m 的蓄水池 用 22Kw 泥浆泵抽水至上游防冲槽处的蓄水池 并以此为高压泵进水池 除土 由泥浆泵冲吸 外运 泥浆排至 2 排泥场内 右岸泥浆排距远的沉井 增加接力泵 2 排泥场 内泥浆水沉淀后 由排水沟排入中泓内 排水沟内铺设塑料布 并在入河口抛置石块做好防冲 设施 群井开挖由左 右岸向中间同步进行 沉井内土方按照 井格内 隔墙下 井周边的顺 序对称冲挖 每层挖深控制在 0 5m 以内 相邻井格内的土面高差不超过 1 0m 对可能存有的 块石 未拆净的砼垫层等 将采取人工配合卷扬机 胶皮筐吊运出沉井 7 2 2 47 2 2 4 下沉过程中下沉系数验算 以挡潮闸室沉井为例 下沉过程中下沉系数验算 以挡潮闸室沉井为例 1 初沉阶段的下沉系数验算 1 考虑隔墙下砼垫层及砂垫层部分拆除 刃脚处砖胎模拆除 砂垫层未拆除时下沉系数 井壁刃脚踏面中心周长 169 4m K G PA 式中 井体自重 G V 2 5 1224 3060 t 井刃脚踏面及其下面砂垫层下扩散面积之和 A 0 4 1 05 2 169 4 423 5 m2 此工况下若沉井下沉 则砂垫层下的土体 势必将发生剪切破坏 此状态下土体承载力达 4 到极限承载力 刃脚下土体极限承载力 fv fv Mb r b Md ro d McCk 建筑施工手册 第二版 P 845 根据地质资料查表或计算得 Mb 0 18 r 0 65 t m3 b 3 Md 1 73 ro 1 5 t m3 d 1 5 m Mc 4 17 Ck 1 2 t m2 计算得 fv 9 25t m2 K 3060 423 5 9 25 0 78 1 由计算得知 下沉系数小于 1 表明刃脚下砖胎模拆除后砂垫层未拆除前沉井不会下沉 只要分批对称拆除四周外墙下的砂垫层 沉井将会缓慢下沉 2 沉井初沉时 当井壁刃脚进入土体内 0 5m 隔墙下的砂垫层厚度为 0 时 对沉井的稳 定最不利 对该工况条件下沉井下沉系数的验算 沉井自重 G 3060 t 沉井井壁在砂垫中的摩擦力 R1 34 17 9 2 1 5 4 622 8 t 井壁与砂垫层的摩擦力系数取为 4 t m2 井壁在土中的摩擦力 R2 34 4 17 9 2 0 5 2 5 215 0t 因与井壁接触的土中带有砂 井壁与土的摩擦力系数取为 2 5t m2 当刃脚下的土体发生剪切破坏时的极限承载力 fv fv Mb r b Md ro d McCk 建筑施工手册 第二版 P 845 查表或计算得 Mb 0 18 r 0 65 t m3 b 3 Md 1 73 ro 0 65t m3 d 0 5 m Mc 4 17 Ck 1 2 t m2 计算得 fv 5 92 t m2 支撑刃脚的土体面积 A1 0 8 34 2 17 9 2 32 4 2 135 0 m2 刃脚下受到土体作用力 P1 fv A1 5 92 135 0 799 t 隔墙底面比刃脚高 0 5 m 其下土体承载力按标准承载力取 4 0t m2 隔墙受到土体作用力 P2 fvA2 4 0 44 1 176 4t 此状态下沉井初沉时的下沉系数 K G R1 R2 P1 P2 3060 622 8 215 799 176 4 1 69 表明在此工况条件下 沉井下沉 但不会发生突沉现象 当沉井下沉至隔墙下土体剪切破坏达到极限承载力时 隔墙受到土体作用力 P2 fvA2 5 92 44 1 261 t 此状态下沉井初沉时下沉井下沉系数 K G R1 R2 P1 P2 3060 622 8 215 799 261 1 61 1 沉井即使下沉也会随着摩擦力的增加 建立新的平衡状态 如果此时继续冲挖刃脚 隔墙下土体 沉井将会继续下沉 再建立新的平衡状态 如此周 而复始循环下去 直至沉井接近设计高程 不再冲土终沉稳定为止 2 沉井入土最深时的下沉系数验算 沉井下沉过程中摩阻力随深度增加而增加 当深度达到 5 1 m 后 其摩阻力达到最大值 对沉井全部入土 井壁刃脚下土体全部挖空 只考虑井外壁摩阻力的作用 考察沉井能否 依靠自重顺利下沉到位 K G Rf1 考虑井外壁由于下沉过程中垫层砂被带入土体与井壁之间 摩阻力作用力取 f 3t m2 Rf1 17 9 34 2 3 5 1 2 794 1t K 3060 794 1 3 85 1 5 表明沉井能够顺利下沉到位 3 沉井终沉时稳定性验算 沉井下沉至设计标高时 刃脚及隔墙底部进入 层土 土体标准承载力为 19 0t m2 沉井 在井壁外侧与土体之间的摩阻力 刃脚下土体支撑力的作用下能否处于平均状态至关重要 验 算此状态下沉井的下沉系数 5 考虑井外壁摩阻力作用力取 f 3t m2 计算偏安全 井外壁摩阻力 Rf2 17 9 34 2 3 5 1 2 794 t 刃脚受到 层土的支撑力 P3 f3 A1 19 135 0 2565 t 则沉井克服摩阻力时下沉系数 K G Rf2 P3 3060 794 2565 0 88 1 计算结果表明 沉井终沉后将处于稳定状态 7 2 2 57 2 2 5 沉井纠偏沉井纠偏 由于下沉过程中相互影响 沉井群有向中间位移的趋势 控制不当及易造成沉井偏位 由 于土质情况的特殊性及下沉深度比较小 一旦偏位 纠正的难度较大 边井两端面所受土压力 差较大 下沉过程中 两边井极易向中间位移靠拢 故下沉时必须有意识将边井向外纠正 针 对上述可能发生的问题 采取以下措施 沉井初沉 拆除刃脚 垫层时 对称进行 并控制拆除的进度 控制沉井间的高差不超过 1m 减少沉井相互间的影响 沉井群采取中间高两边低的三角形状下沉 抵抗沉井向中间位移的趋势 边井采取偏沉法 保持远离岸坡的一端先沉 靠岸坡一端再调平下沉 有意识的向外纠 正 沉井下沉的过程即是一个不断纠偏的过程 针对下沉过程中出现偏位后的纠偏措施如下 1 偏除土 偏沉 这