上海某水厂原水输水管线沉井施工方案-secret

青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 1 一 一 编制依据编制依据 3 二 二 工程概况工程概况 3 三 三 工程地质 水文 气象情况工程地质 水文 气象情况 4 3 13 1 工程地质 工程地质 4 3 23 2 场地水文地质条件 场地水文地质条件 5 3 33 3 气象 气象 5 四 四 现状施工条件 现状施工条件 7 4 14 1 1 1 井 井 7 4 24 2 1 11 1 井 井 7 4 34 3 1 21 2 井 井 8 4 44 4 2 2 井 井 8 4 54 5 2 12 1 井 井 8 4 64 6 3 3 井 井 9 4 74 7 4 4 井 井 9 五 五 施工前准备工作施工前准备工作 10 5 15 1 地质核查 地质核查 10 5 25 2 编制方案 编制方案 10 5 35 3 现场布置 现场布置 10 5 45 4 测量放样及复核 测量放样及复核 18 六 六 沉井施工工艺流程沉井施工工艺流程 19 七 沉井施工方案七 沉井施工方案 20 7 17 1 测量放线 测量放线 20 7 27 2 场地平整及预降水措施 场地平整及预降水措施 20 7 37 3 沉井制作 沉井制作 21 7 3 17 3 1 刃脚的基础计算及处理 刃脚的基础计算及处理 21 7 3 27 3 2 模板施工 脚手架及工作平台搭设方案模板施工 脚手架及工作平台搭设方案 25 7 3 37 3 3 钢筋绑扎及混凝土浇筑 钢筋绑扎及混凝土浇筑 26 7 3 47 3 4 下沉系数计算及沉井下沉 下沉系数计算及沉井下沉 27 7 3 57 3 5 下沉稳定系数计算 下沉稳定系数计算 28 7 3 67 3 6 沉井下沉完毕允许偏差沉井下沉完毕允许偏差 32 7 3 77 3 7 沉井封底 沉井封底 32 7 3 87 3 8 混凝土底板施工 混凝土底板施工 32 7 3 97 3 9 沉井的抗浮稳定性计算 沉井的抗浮稳定性计算 33 7 3 107 3 10 抗倾覆验算公式 抗倾覆验算公式 34 八 八 沉井施工过程中常遇问题 预防及处理方法沉井施工过程中常遇问题 预防及处理方法 37 8 18 1 沉井倾斜 沉井倾斜 37 8 28 2 水平位移过大的处理 水平位移过大的处理 37 8 38 3 沉井突沉的处理 沉井突沉的处理 37 8 48 4 沉井不沉或超沉的处理 沉井不沉或超沉的处理 37 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 2 8 5 遇到流砂问题 遇到流砂问题 38 8 6 沉井下沉对周围土的扰动和破坏的防治沉井下沉对周围土的扰动和破坏的防治 38 8 7 下沉中注意事项下沉中注意事项 38 九 主要施工机械与机具配备计划九 主要施工机械与机具配备计划 39 十 十 主要劳动力使用计划主要劳动力使用计划 40 10 110 1 劳动力组织的特点劳动力组织的特点 40 10 210 2 主要工种的劳动力配备数量 主要工种的劳动力配备数量 40 十一 十一 工程意外 紧急情况下的应急预案工程意外 紧急情况下的应急预案 41 11 111 1 应急范围 应急范围 41 11 211 2 发生紧急情况下的应急预案及快速反应机制 发生紧急情况下的应急预案及快速反应机制 41 11 311 3 技术准备 应急物资 设施准备 技术准备 应急物资 设施准备 41 11 3 1 11 3 1 应急电话的安装要求应急电话的安装要求 41 11 3 2 11 3 2 应急电话的正确使用应急电话的正确使用 41 11 3 3 11 3 3 电话报救须知电话报救须知 42 11 3 4 11 3 4 急救箱的配备及注意事项急救箱的配备及注意事项 42 11 3 5 11 3 5 其他应急设备和设施其他应急设备和设施 42 11 411 4 项目部应急响应的信息资源 项目部应急响应的信息资源 43 11 511 5 其他应急设备和设施 其他应急设备和设施 43 11 611 6 意外事故和紧急情况的处理 意外事故和紧急情况的处理 43 11 6 111 6 1 伤亡事故的报告 伤亡事故的报告 43 11 6 211 6 2 现场保护 现场保护 43 11 6 311 6 3 事故调查 事故调查 44 11 6 411 6 4 事故处理 事故处理 44 十二 对十二 对 沉井施工专项方案沉井施工专项方案 初稿的专家评审意见初稿的专家评审意见 45 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 3 一 一 编制依据编制依据 1 青草沙水源地原水工程金海支线工程 QJZ C1 工程招投标文件 2 上海市政工程设计研究总院设计的施工图 3 相关国家标准及规范 4 上海市现行的相关技术规范标准 二 二 工程概况工程概况 金海支线工程是青草沙水源地原水工程陆域输水系统的重要组成部分 承担着向 浦东新区 南汇区等各水厂输送青草沙原水的重任 工程设计规模为 208 万 m3 d 工 程内容为 2 根 DN2800 钢管 线路全长约为 8 6km 全线采用顶管施工工艺 顶管井有 17 座 线路具体走向为 原水管线由五号沟泵站接出后沿远东大道 A30 向南 金海路向西 华东路向南 金海泵站内工作井出井 两根管道主要敷设在沿线道路 现状和规划绿化带内 沿途将穿越东靖路 巨峰路 A30 金海路立交 污水管顶管以 及现状河道等大型重要基础设施 金海泵站位于盛家浜以南 华东路以西地块 占地 面积 32 2 亩 泵站内设规模 128 万 m3 d 增压泵房一座 及 35kV 变电所 综合楼 门 卫等建筑 增压泵房设增压水泵 9 台 分别向南汇北泵站和川沙水厂输水 另外 管 道沿线部分顶管井内设有隔断阀门 连通阀门 以及排气 排水 测流测压等附属设 施 本工程有工作井 4 座 接收井 3 座 均采用不排水下沉法施工 工作井埋深为 14 05m 接收井埋深为 13 50m 施工范围内沟渠纵横 主要有主要有联合河 三场河 新开河 大众河 水系丰富 各类管线交错 建 构筑物较多 详见下表 井室 编号 平面净尺寸 长 m 宽 m 井底面埋深 m 施工方 法 性质备注 1 16 510 80 沉井工作井临时井 全部回填 1 1 1310 80 沉井接收井临时井 全部回填 1 2 16 510 80 沉井工作井临时井 全部回填 2 1310 80 沉井接收井临时井 全部回填 2 1 16 510 80 沉井工作井临时井 全部回填 3 1310 80 沉井接收井排气 排水 部分回填 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 4 4 16 510 80 沉井工作井临时井 全部回填 三 三 工程地质 水文 气象情况工程地质 水文 气象情况 3 13 1 工程地质 工程地质 根据招标文件提供的岩土工程勘本次勘探及初勘揭露 拟建原水管线沿线场地 20m 深度范围内地基土属第四纪滨海 河口 浅海 沼泽 溺谷及湖泽相沉积物 主 要由粘性土及粉性土组成 一般呈水平层理分布 根据地基土的特征 成因 年代及 物理力学性质的差异 按上海市工程建设规范 岩土工程勘察规范 DGJ08 37 2002 相关条款可划分为 7 个主要层次 其中第 层根据土性的不同划 4 分为若干个亚层和次亚层 根据形成原因及年代 土性差异 土层分布深度等要素 各层组组成 特征描述 如下 1 第 1 层杂色填土 上部含植物根茎 碎石子及贝壳碎屑等杂质 下部以粘 性土为主 在施工区域 该层土上部以砖屑 碎石 混凝土块等建筑垃圾为主 2 第 2 层黑色浜土 含大量黑色有机质及腐植物 土质非常软弱 有臭味 明浜底部为浜淤泥 呈流动状态 暗浜区填料以粘性土为主 夹多量黑色有机质 3 第 1 层褐黄 灰黄色粉质粘土夹粘质粉土 含少量氧化铁斑点和铁锰质结 核 河口沙嘴沙岛局部夹粉性土 土质自上而下 摇震反应无 土面光滑无光泽 韧 性中等 干强度中等 4 第 3 层灰色砂质粉土 含云母 有机质条纹 夹少量粘性土及粘质粉土 局部夹粘性土较多 土质不均 摇震反应快 土面粗糙 韧性无 干强度无 5 第 层灰色淤泥质粉质粘土 含云母 有机质条纹 夹较多薄层粉土或粉砂 土质不均 摇震反应无 土面光滑无光泽 韧性中 低等 干强度中 低等 6 第 夹层灰色粘质粉土 含云母 有机质条纹 夹薄层粘性土 C95 C100 孔处 金海路 华东路交汇 土质不均 摇震反应快 土面粗糙 韧性无 干强度无 7 第 层灰色淤泥质粘土 含云母 有机质条纹及贝壳碎屑 夹少量薄层粉砂 土质较均匀 摇震反应无 土面光滑有光泽 韧性高等 干强度高等 8 第 1 1 层灰色粘土 含云母 有机质条纹及泥钙质结核 夹薄层粉砂及少 量粉质粘土 土质较均匀 摇震反应无 土面光滑有光泽 韧性高等 干强度高等 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 5 第 1 1 层为高等压缩性的粘性土 土性特征 高含水量 大孔隙比 流塑 软塑 强度低 3 23 2 场地水文地质条件 场地水文地质条件 1 地表水 本工程沿线河道 明浜较多 主要有联合河 三场河 新开河 大众河 马路港 二门河 小华江 启迅河 营房河 中横圩 浦东运河 秦家港 盛家浜等河道 地 表水体丰富 水位涨落受大气降水及沿线主要河流涨落影响 初勘以及本次详勘勘察 期间测得河流的水位标高一般为 2 32 3 34m 2 地下水 拟建原水管线沿线地下水类型主要有浅部土层的潜水 部分场地中部 第 2 层 粉土层中的微承压水和深部 第 1 层 粉土层中的承压水 A 潜水 对管道工程基础设计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 气降水与地表径流 潜水水位埋深随季节 气候 湖汛等因素而有所变化 勘察期间 测得钻孔中地下水埋深约 0 50 2 50m 相应绝对高程为 2 70 3 90m 平均 3 22m 上海市年平均高地下水埋深为地表面下 0 5m 低地下水埋深为地表面下 1 5m 设 计可根据安全需要选择合适的地下水位埋深 地下水的温度 在埋深 4m 范围内受气温变化影响 4m 以下水温较稳定 一般为 16 18 B 微承压水 承压水 拟建场地内部分地段第 2 层中分布有微承压水 第 1 层中分布有承压水 该土 层赋存地下水水量丰富 根据上海市长期观测资料 微承压水和承压水水头高度一般 均低于潜水位 水头埋深一般为地面以下 3 0 11 0m 随季节呈周期性变化 拟建场地顶管井基坑开挖最深约 9 8m 第 2 层层顶埋深最小值约 27 3m 第 2 层微承压水头埋深按照高水位埋深 3 0m 计算 PCZ PWY 值为 1 36 1 05 故基坑开挖 时可不考虑第 2 层微承压水的突涌影响 拟建场地第 1 层层面埋深最小值为 28 4m 对本工程基坑设计和施工亦无影响 3 33 3 气象 气象 上海位于北亚热带海洋性季风气候区 气候温和湿润 雨量充沛 四季分明 春 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 6 季温暖湿润 夏季炎热多雨 秋季凉爽少雨 冬季寒冷干燥 冬季多偏北风 夏季盛 行东南风 春秋两季为过渡季节以东北风和东风为主冷暖变化频繁 拟建场地处在了 陆与江 海 的过渡地带 由于水体和陆地增温 冷却过程的差异气温的变化幅度减 小 形成了与陆 江 海 不同的气候特点 气温的海洋性特征增强 降水有所减少 风速较大 且有海陆风影响 雾日增多 灾害性天气主要有台风 寒潮等 1 气温 年平均气温 15 4 最热为 7 月份 月平均气温为 27 8 极端最高气温 40 2 最冷月为 1 月份 月平均气温 3 极端为 12 1 2 降雨 年降水日 132 天 年降水量为 1144mm 夏季降水量占全年的 40 左右 6 月中旬 至 7 月中旬是梅雨季节 7 8 月间有伏旱 夏秋之季常有热带风暴侵袭 多雷暴雨 秋冬季节常有大雾天气 年平均降雪日 4 3 天 最大冻结深度 0 15m 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 7 四 四 现状施工条件 现状施工条件 具体到本标段的七座井室 设计图纸上所反映的地形与现场实际情况相差较大 我公司在取得中标通知书后对七座井室的现场进行了详细的勘查 现将现场实测情况 分述如下 4 14 1 1 1 井 井 1 井为工作井 原设计图纸上反映的地形 井位与民房 河道相距很远 施工不 受影响 但现场的实际情况二者都对井的施工有影响 详见右图 井位中心刚好位于河道内 为不影响河道的功能 在井的施工期间 必须将河道 改道 把现有河道填平压实才能进行沉井的施工 在工程完工后最将河道修复 4 24 2 1 11 1 井 井 1 1 井为接收井 现场有一片水淹的樟树林 井位上正好有一个电信井 同时在井 位的南侧有两根高压电线和一根架空通讯电缆影响施工 现场地形地貌见下图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 8 4 34 3 1 21 2 井 井 1 2 井为工作井 该井位于一片荒地上 施工条件较好 但有一个电信井与井位相 交 详细情况见下图 4 44 4 2 2 井 井 2 井为接收井 位于一片树林之中 地表周围没有发现什么障碍物 详见下图 4 54 5 2 12 1 井 井 2 1 井为工作井 井位处在一片樟树林里 附近有一座民房 地表周围没有障碍 详见下图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 9 4 64 6 3 3 井 井 3 井为接收井 位上片枯死的树林里 地表周围没发现障碍物 详见下图 4 74 7 4 4 井 井 4 井为工作井 位一片农田里 地表没有发现什么障碍物 施工条件较好 主要 是施工便道难修 详见下图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 10 五 五 施工前准备工作施工前准备工作 5 15 1 地质核查 地质核查 施工前对现场进行地质核查 如发现与详细地质报告有不符之处 需报与设计及 监理工程师处理 以确定施工方案 5 25 2 编制方案 编制方案 编制沉井专项施工方案 报监理 业主审批 5 35 3 现场布置 现场布置 平整场地 对施工现场围挡 接通水电 采用 DN25 镀锌水管接到工作井 水管 埋入地下 20cm 用电布置如下 设置总电箱 将建设单位提供的电源接到总电箱 由 总电缆线接出各电箱到工作井位置 然后按国际 建设工程施工现场供用电安全规范 要求 对施工现场的电气设备均采用具有重复接地的专用保护零线的五线制 即供电 方式采用 TN S 系统 在场内分别布置动力 照明等线路 详见 施工沉井平面布 置图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 11 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 12 值 班 室 外电接入 变电房 临 时 泥 浆 池 外接DN50引水 场 内 道 路 路道内场 进场临时道路 1 工作井施工平面布置图 电工房 原材料堆场 钢筋加工场 库房 男厕 女厕 化粪池 场 内 排 水 沟 内道路 临 时 泥 浆 池 二 级 沉 淀 池 场 内 排 水 沟 场 内 排 水 沟 场 内 排 水 沟 场 内 排 水 沟 场 内 排 水 沟 场 道 路 边 线 发电房 1号箱 2号箱 3号箱 4号箱 机修间 林 场 河 道 林 场 河 道 场内雨水排入河道 场 外 排 水 沟 原 有 建 筑 荷载 65KW 荷载 35KW 荷载 400KW 荷载 400KW 场 内 排 水 沟 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 13 集水井 用水接入 配电箱 配电箱 配电箱 外电接入 总配电箱 临时集土坑 临 时 材 料 堆 场 工具间 钢 筋 加 工 场 沉淀池 值 班 室 林 场 路 内 场 道 路 内 场 道 路 1 1 接收井施工平面布置图 排入河道 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 14 道路 值 班 室 内 配电箱 场 路 道 内 用水接入 临 时 材 料 堆 场 工具间 配 电 箱 临 时 集 土 坑 钢 筋 加 工 场 场 内 场 沉淀池 集水井 道 配电箱 路 变电房 外电接入 排入A30道路排水沟 1 2 工作井施工平面布置图 施 工 便 道 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 15 路 临 时 材 料 堆 场 配电箱 工具间 集水井 沉淀池 钢 筋 加 工 场 配电箱 场 临时集土坑 道 内 配电箱 道 内 场 路 值班室 外电接入 总配电箱 用水接入 施 工 便 道 临时集土坑 排入A30道路排水沟 2 接收井施工平面布置图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 16 工具间 临 时 材 料 堆 场 路 场 配电箱 内 值 班 室 路道 用水接入 路 配电箱 道内场沉淀池 钢 筋 加 工 场 内 道 临 时 集 土 坑 场 集水井 配电箱 变电房 外电接入 配电箱 排入A30道路排水沟 2 1 工作井施工平面布置图 施 工 便 道 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 17 临时集土坑 配电箱 钢 筋 加 工 场 沉淀池 场 工具间 集水井 临 时 材 料 堆 场 临时集土坑 用水接入 路 场 内 道 路 配电箱 内 道 值 班 室 配电箱 配电箱 外电接入 总配电箱 施 工 便 道 排入道路排水沟 3 接收井施工平面布置图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 18 配电箱 集水井 临 时 集 土 坑 钢 筋 加 工 场 沉淀池 路 工具间 用水接入 道路 内 配电箱 场 外电接入 变电房 值 班 室 配电箱 场 内道 配电箱 施 工 便 道 临 时 材 料 堆 场 排入A30道路排水沟 4 工作井施工平面布置图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 19 5 45 4 测量放样及复核 测量放样及复核 首先对业主提供的坐标及高程控制点进行复核 根据坐标及高程控制点 按设计 图纸要求进行工作井及接收井的放样工作 并报监理复核 导线布置详见下图 在场地平整后 在每个沉井的施工现场放一稳定的十字交叉的四个点控制沉井的 平面位置 放一个高程控制点控制标高 在工作井正前方墙体顶部及底部 工作井后 靠背中部 顶部 接收井地面用钢筋及油漆作好测量控制点的标志 测量放样在经过 监理复核后方可进入下一工序的施工 附 控制点 布设示意图 A B C D 为场内临时控制点 E 为场外永久控制点 场内临时控制点用于方便施工中对井位的控制 场外永久控制点用于施工中对井位的复核及场 内临时控制点的校核 对场内临时控制点和场外永 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 20 久控制点要定期校核并加以保护 六 六 沉井施工工艺流程沉井施工工艺流程 沉井施工工艺流程见下图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 21 混凝土搅拌 运 输 养 护 浇筑井壁混凝土 拆除井壁和刃脚的模板 凿垫层及井周边填砂 预留洞口封门施工 不排水下沉 不排水封底及底板施工 沉井打围 绑扎钢筋 支刃脚内模板 基坑开挖 铺砂垫层 找平 钢筋预制 模板安装模板拼装 测量放样 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 22 七 沉井施工方案七 沉井施工方案 本工程有七个井室全为沉井 其直径分别为 13 米及 16 5 米 设计要求下沉到 10 5 的标高 封底后的标高为 6 8 米 井壁厚度为 1000 沉井分三段预制 一次下沉 10 米以上采用排水下沉法施工 10 米以下采用不排 水下沉 井所处位置存在有厚层软土分布 地下水位高 沉井下沉易出现超沉 倾斜 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 23 上浮等事故 因此在沉井预制 下沉 封底等各个环节 都要采取相关措施 防止意 外发生 在沉井施工前 做好地质复勘 在沉井施工过程中 现场试验室加强土层土体取 样 并对土体进行专项检测 根据其检测数据对沉井下沉各个阶断的下沉系数和稳定 系数进行验算 以避免突沉 超沉 倾斜等事故的发生 7 17 1 测量放线 测量放线 按照设计图纸及控制导线 用全站仪定出沉井的中心位置 然后按沉井平面尺寸 定出沉井刃脚位置及开挖范围 为方便作业 开挖断面应比沉井外围尺寸大 1m 7 27 2 场地平整及预降水措施 场地平整及预降水措施 为减少沉井下沉的高度 加快施工进度 将沉井施工基面由地面下降 2 2 5 米 土 方用人工开挖 清底 整平夯实 若场地土质松软应加铺一层 30cm 厚的沙层 其平面 尺寸比筒壁外侧大 2 0m 土方开挖坡度为 1 1 开挖出的土方全陪用土方车短驳出场 地 由于工作井所在位置为杂填土 淤泥质粘土 粘土 土体含水量大 渗水系数较 大 为保证土方开挖干施工及保证土方的承载力 在基坑严开挖周围进行降水 降水 方法采用明沟排水和轻型井点降水相结合 基具体施工方法为 1 明沟排水 在 工作面坡脚开挖 50cm 50cm 的排水沟 并接入基坑内的集水井中 每 40 米设一集水 井尺寸为 80cm 80cm 100cm 用潜水泵将集水井内的水抽排到远离基坑以外处 在 原地面基坑开挖边缘 1m 处 设置深 30cm 底宽 30cm 的截水沟截留雨水 排水沟和 截水沟放坡为 3 2 轻型井点降水 沿井四周井点布置成封闭状 井点水管直径 为 50mm 水管入土深度为开挖基面以下 2 5m 3 0m 间距为 1 2m 用射流泵抽水心形成真 空 将地下水抽出以达到降水目的 在轻型井点降水到 6 7 米以后 采用二级轻型井 点降水 水管深度为地下 10 12m 图 井点降水同时起到加固土体的作用 故井点降水应在基坑开挖前 2 3 周以上完成 布设开始降水 若发现基坑外地下水位受基坑降水影响下降 则应采取相应措施 防 止影响周围环境 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 24 7 37 3 沉井制作 沉井制作 7 3 17 3 1 刃脚的基础计算及处理 刃脚的基础计算及处理 本标段共有七座井室 下沉深度一样 工作井与接收井的直径和重量不一样 故 分别进行计算 工作井计算 工作井计算 本沉井预制高度 12 米 分三次制作 钢筋混凝土筒壁重量大 根据计算 超过土 体承载力 因此必须对沉井刃脚基础进行加固处理 一 刃脚下采用中粗砂作砂垫层 砂垫层厚度计算如下 tan2 b P N h 式中 h 砂垫层厚度 m N 沉井在素混凝土垫层上的荷载计算值 N 2 303 64 59 18100 MKN 刃脚底面积 沉井浇注重 b 砂垫层宽度 m b 2 0m 砂的压力扩散角 35 P 扣除砂垫层重量后下卧土层的承载力设计值 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 25 mh73 0 35tan2 0 2 100 303 所以砂垫层的厚度为 1 0 米 宽度为 2 0 米 二 在砂垫层上再浇一层素混凝土垫层 素混凝土垫层厚度计算如下 素混凝土在砂垫层上的净反力 N 式中 沉井制作重量在砼垫层上的净反力 KN m 混凝土垫层设计长度 取 1 80m 168 KN m 80 1 303 混凝土支垫剪力 Q Q 2 2 1 式中 2 沉井刃脚宽度 2 0 70m Q 168 1 8 0 7 91 4 KN 2 1 按剪力计算混凝土支垫的厚度 h1 Cf Q 1 7 0 h1 按受剪状态时混凝土支垫的设计厚度 Q 剪力设计值 1 轴心抗压混凝土强度设计值 1 1 1N 2 ff C 矩形截面设计宽度 C 1800 h1 119 10001 17 0 91400 按弯矩计算混凝土垫层厚度 h M 41580 N m 2 2 2 2 22 1 22 1 2 2 8 1 8 1 2 8 1 h 354 1 6 cf M 1 18 1 415806 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 26 实际考虑取平均值 237 取 h 250mm 2 2 hh 2 354119 所以素混凝土垫层的厚度为 25 公分 宽度为 1 8 米 接收井计算 接收井计算 本沉井预制高度 11 5 米 分三次制作 为防止沉井井壁渗漏水 在沉井外壁涂 一层防水涂料聚氨脂 钢筋混凝土筒壁重量大 根据计算 超过土体承载力 因此必 须对沉井刃脚基础进行加固处理 一 刃脚下采用中粗砂作砂垫层 砂垫层厚度计算如下 tan2 b P N h 式中 h 砂垫层厚度 m N 沉井在素混凝土垫层上的荷载计算值 N KN 210 28 50 10571 刃脚底面积 沉井浇注重 b 砂垫层宽度 m b 1 5m 砂的压力扩散角 35 P 扣除砂垫层重量后下卧土层的承载力设计值 mh8 0 35tan2 5 1 80 210 所以砂垫层的厚度为 0 8 米 宽度为 1 5 米 二 在砂垫层上再浇一层素混凝土垫层 素混凝土垫层厚度计算如下 素混凝土在砂垫层上的净反力 N 式中 沉井制作重量在支垫层上的净反力 KN m 混凝土支垫层设计长度 取 1 10m KN m191 1 1 210 混凝土支垫剪力 Q 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 27 Q 2 2 1 式中 2 沉井刃脚宽度 2 0 60m Q 191 1 1 0 6 47 75 KN 2 1 按剪力计算混凝土支垫的厚度 h1 Cf Q 1 7 0 h1 按受剪状态时混凝土支垫的设计厚度 Q 剪力设计值 1 轴心抗压混凝土强度设计值 1 1 1N 2 ff C 矩形截面设计宽度 C 1000 h1 62 10001 17 0 47750 按弯矩计算混凝土垫层厚度 h M 13131 25 N m 2 2 2 2 22 1 22 1 2 2 8 1 8 1 2 8 1 h 267 63 1 6 cf M 1 11 25 131316 实际考虑取平均值 165 取 h 200mm 2 2 hh 2 26862 所以素混凝土垫层的厚度为 20 公分 宽度为 1 1 米 加固方法为 制作刃脚前 沿刃脚轴线圆周开挖换填 2 5m 宽 1 25m 厚的砂垫层 采用 Mx 2 70m 中粗砂 用平板振捣器分层浇水 振捣密实 分层厚度为 30cm 控制 r 1 56t m3 刃脚下在填充砂整并夯实后 浇注 25cm 厚 1 8m 宽的素混凝土垫层 如图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 28 刃脚基础图 单位 支架 B 1 5 砼垫层 H 0 20 水泥砂浆抹面上铺油毡一层 砂垫层 刃 脚 7 3 27 3 2 模板施工模板施工 脚手架及工作平台搭设方案 脚手架及工作平台搭设方案 1 刃脚和底梁主体模板使用 3015 组合钢模板 模板竖向支设 根据计算 模 板夹角满足规范要求 模板加固采用钢围囹加固 对拉螺栓固定 由于该施工地段地下水丰富 施工时 对拉螺栓处理应特别注意 处理不好容易造成沉井漏水 影响沉井质量和使用 根据 经验 施工时对拉螺栓加设止水钢片 拆模后 将对拉螺栓割断后用膨胀水泥封口 内外模分开支立 先内后外 外模支完后均匀布置三道钢丝绳围堰 用手拉葫芦收紧 并将卡扣卡住 井筒接高时 利用第一节段模板的最上排对拉螺栓插入钢筋作接高段 模支撑 第二段以上的模板不应支撑于地面上 以免因自重增加产生新的沉降 使浇筑的 新混凝土造成裂缝 沉井模板采用组合定型钢模板 双 48 钢管脚手架作横肋及背肋 通过蝶形卡内 外侧模板采用拉杆固定 拉杆选用 16 圆钢制作 钢筋在加工车间制作 分类编号 现场绑扎 焊接成形 2 脚手架基本参数脚手架基本参数 脚手架在搭设前先浇注10cm垫层 脚手架搭设尺寸为 采用双排架 立杆的纵距为1 50米 立杆的横距为1 20米 立 杆的步距为1 80米 立杆采用单立管剪立撑密度为立杆的1 4 内排架距离墙长度为 0 3米 大横杆在上 搭接在小横杆上的大横杆根数为 2 采用的钢管类型为 48 3 5 脚手架搭设要求 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 29 1 沉井与脚手架不允许有连接 2 小横杆一端与模板距离保持 20 25cm 3 大横杆一端与模板距离保持 30 40cm 4 脚手架与转角处支撑必须连接成整体 5 每两步架要设立一排抛撑 每三根立柱要设立一根抛撑 6 沉井壁与脚手架之间距离超过 50cm 时以上要设安全网 7 沉井外脚手架同内脚手架要连成整体 8 搭设过程中有及时的设置斜杆 剪刀撑与结构拉接或用用临时支顶 保证 脚手架安全 7 3 37 3 3 钢筋绑扎钢筋绑扎及混凝土及混凝土 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 30 浇筑浇筑 钢筋集中加工 分期绑扎 沉井钢筋绑扎分期进行 绑扎高度同混凝土分段高度 绑扎前 首先搭好内外脚手架 在混凝土垫层及内外脚手架之连杆上准确测放出钢筋 骨架边线 依据控制线绑扎钢筋 混凝土浇筑采用商品混凝土 现场泵送入模 为保证混凝土在下料时不产生离析 应使用混凝土导管 由导管溜入模板 混凝土入模应注意对称布料并及时振捣 使上 下层混凝土结合成一体 振捣器应插入下层混凝土 5cm 左右 要防止漏振 欠振及过 振现象发生 沉井接高前应尽量纠正倾斜 接高 后节坚向中轴线应与前一节的中轴线相重 合 浇筑要对称地进行 接筒的井筒不宜 少于 3m 施工缝止水采用凹型槽处理 如图 第二次混凝土浇筑前混凝土表 面凿 毛处理并用同标号的混凝土砂浆浇筑一层 后再浇筑混凝土 浇筑前应先洒水湿润后 再浇筑混凝土 浇筑后的混凝土应时常注 意洒水养护 防止干裂 附表 1 沉井预制容许偏差控制值 沉井制作的允许偏差 项 目允许偏差 长 宽 0 5 且不得大于 100mm 曲线部分半径 0 5 且不得大于 100mm平面尺寸 两对角线差对角线长的 1 井壁厚度在 15mm 7 3 47 3 4 下沉系数计算及沉井下沉 下沉系数计算及沉井下沉 工作沉井下沉计算 工作沉井下沉计算 G Kst R 式中 G 为沉井自重 取 G 18100 KN 凹槽止水处理 第一次砼浇筑 第二次砼浇筑 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 31 Kst为下沉系数 取 Kst 1 05 R 为井壁总的摩阻力 KN Rl 7946 7 KN 125 18 5 14612520 K 2 28 7 7946 18100 R G K Kst 可以下沉 接收沉井下沉计算 接收沉井下沉计算 G Kst R 式中 G 为沉井自重 取 G 10571 KN Kst为下沉系数 取 Kst 1 05 R 为井壁总的摩阻力 KN Rl 7946 7 KN 125 18 5 14612520 K 1 33 7 7946 10571 R G K Kst 可以下沉 7 3 57 3 5 下沉稳定系数计算 下沉稳定系数计算 沉井下沉的稳定系数取 0 8 0 9 工作井下沉稳定计算工作井下沉稳定计算 RRR K l G 梁刃 0 式中 G 为沉井自重 取 G 10571 KN 沉井外壁总摩擦力 7984 7KN Rl 沉井刃脚正面阻力 13796 38kN R刃 250 2 7 0 6 0 5 18 底梁上土的支撑反力 7400KN R梁 22508 0 5 18 0 650 8 可以 K0 740038 13796 7 7984 18100 接收井下沉稳定计算接收井下沉稳定计算 RRR K l G 梁刃 0 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 32 式中 G 为沉井自重 取 G 10571KN 沉井外壁总摩擦力 6271 45KN Rl 沉井刃脚正面阻力 10440 5kN R刃 250 2 5 0 7 0 6 14 底梁上土的支撑反力 6012 5Kn R梁 225065 05 18 0 550 8 符合规范要求 K0 5 6012 5 104445 6271 10571 当井壁混凝土强度达到设计强度的 70 时 方可拆除刃脚模板及垫木 为保证工 期 在混凝土中添加 FDN 5 早强减水剂 以满足短期内混凝土强度的要求 抽除刃脚支架模板之前 对模板分组编号 从沉井平面上相互垂直的两条轴线等 距离开始 同时分组 依次 对称向轴线方向拆除模板 拆除须专人统一指挥 各组 进行一致 连续作业直至拆除完毕 下沉前 首先将顶管预留洞口用用 M10 水泥砂浆砌筑 MU7 5 粘土砖封堵 并用收 光 在井壁上对称弹出 4 条垂线 并沿四条垂线绘制出水平测量标尺 在垂线的顶端 悬挂垂球 并在刃脚处设标盘 以观察沉井下沉时的倾度 沉井下沉标高控制示意图 中心控制点 井外下沉标尺 线坠 铁件 井底标高 沉井初沉是沉井下沉中最关键的工序 此时四壁无磨擦力 沉井全靠砂堤承担 下沉系数很大 沉井又未入土 重心高 四壁无土体约束导向 开挖稍不均匀 就可 能倾 斜 移位 刃脚下砂堤与砂垫层要分层均匀开挖 每层厚度 20cm 开挖要在刃脚下沿 全面进行 砂堤及砂垫层一经挖除 沉井立即下沉入土 挖出的砂和土立即用汽车运 走 以免占用过多的场地影响交通 下沉方法 下沉方法 根据沉井所处场地工程地质条件及水位高度 经我单位认真评议比较后决定采用 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 33 水力冲泥机示意图 水力机械冲土示意 水力机械冲土下沉的施工方案 该方法主要是利用高压水泵将高压水流通过进水管分别流进沉井内的高压水枪和 水力吸泥机 利用高压水枪射出的高压水流冲刷土层 使其形成一定稠度的泥浆汇流 至集泥坑 然后用水力吸泥机将泥浆吸出 从排泥管排出井外 取土顺序为先中央后四周 并沿刃脚留土台 最后对称分层冲挖 不断冲空 刃脚踏面下的土层 施工时 应使高压水枪冲入井底的泥浆量和渗入的水量与水力吸 泥机吸出的泥浆量保持平衡 在使用高压水枪冲刷井内土层的作业中 应将土调制成 为适宜的稠度 其泥浆密度的掌握指标为 砂土类为 1 08 1 18 粘性土为 1 09 1 20 当水力机械系统正常工作时 各部分水量应符合下列平衡条件 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 34 Q 泵 Q 冲 Q 吸机 Q 总 Q 吸机 Q 泥 Q 泥 Q 冲 Q 土 Q 渗 式中 Q 泵 水泵出水量 米 3 小时 Q 冲 水力冲泥机的耗水量 m 3 h Q 吸机 水力吸泥机的耗水量 m 3 h Q 总 水力吸泥机总排水量 m 3 h Q 泥 水力吸泥机吸入的泥浆量 m 3 h Q 土 由沉井内排出土的数量 m 3 h Q 渗 渗入沉井内的水量 m 3 h 由水泵站供给水力吸泥机 水力冲泥机的高压水 与渗进沉井内的水量之和 应与水力吸泥机的排泥水 量均等 作业过程如下图所示 A 冲泥时 可先在水力吸泥机的吸泥龙头 下方 一般均选在锅底中央 冲挖出一个直 径约为 2 0 2 5m 的集泥坑 然后用水力冲泥 机开拓各个方向通向集泥坑的水沟 2 4 条 沟 的纵向坡度 3 5 此后 即可向四周开挖锅 底 为防止沉井突然下沉 引起很大的偏差 以及减少井外土的拢动坍塌等情况 需在沉井四周刃脚旁保留宽 0 5 1 0m 的土堤 待锅底开挖完毕后 再逐步均匀地冲挖土堤 第一步先冲除四角处的土堤 第二步 再冲除四周土堤 最后冲除定位点处土堤 使沉井下沉 B 对于离集泥坑较远的位置 泥浆从那里流到集泥坑有时是很困难的 为了不使 集泥坑和集泥水沟的泥砂沉淀 经常用一个水力冲泥机反复冲刷和搅动 一方面用它 将沉井最远处的泥砂冲至集泥坑 另一方面还可以把集泥坑冲深 搅动泥浆 并清除 堵塞在吸泥龙头网罩上的杂物 利用上述方法能够提高水力吸泥机的排泥量 尤其是在沉井的下沉初期 泥浆中 水力吸泥机示意图 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 35 常混杂着建筑垃圾 如石块 碎木块等 采用上述措施亦属必要 根据工程中实测情况 当水压为 15 20kg cm2时 水力冲泥机的有效冲刷半径约 为 6 8m 在此范围内的泥浆一般均可流至集泥坑内 水力吸泥机的吸泥龙头网罩在冲切施工中应保持低于泥浆面约 5 10cm 这样可吸 入较多的泥浆 当吸泥龙头的网罩或吸泥管内被杂物堵塞时 亦可用反冲法来清除吸泥管或吸泥 龙头的堵塞物 其方法是关闭水力吸泥机的进水阀门 这时排泥管内的水体便倒流入 井内 把吸泥龙头及吸泥管中的杂物冲出来 有时上述的方法尚需重复数次 才能将 堵塞物清除干净 泥浆处理 在场地中设置两个条形泥浆池 7m 3m 22m 沉淀几日后用挖机挖出 后凉晒运出场地 7 3 67 3 6 沉井下沉完毕允许偏差沉井下沉完毕允许偏差 项目允许仿差 mm 下沉总浓度为 H 10m 100 沉井水平偏差 下沉总深度为 H10 L 10 且300 沉井四周任何两对称点的 刃脚踏面标高 二对称点水平距离1 5 12225 3 1 7 063 5149 3 1 136 542 2 1 q K 接收井的计算接收井的计算 50 1 3 1 3 1 2 1 a 0 H hD K E EGp q 式中 抗倾覆稳定系数 一般取 1 5 q K 沉井单位周长的主动土压力 KN m Ea 沉井单位周长的被动土压力 KN m Ep 沉井单位周长的重量 KN m G0 D 沉井外壁沿滑动方向的长度 m H 沉井外较高侧土体的高度 m h 沉井外较低侧土体的高度 m m KN ch h E E p o p 63 5149 2 34 45tan12 4 112 2 34 45tan 2 12 2 18 2 45tan2 2 45tan 2 002 2 02 2 m KN ch h E E a o a 225 2 34 45tan12 4 112 2 34 45tan 2 12 2 18 2 45tan2 2 45tan 2 002 2 02 2 mKN G 458 84 45 21029 0 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 40 1 59 1 5 12225 3 1 7 063 5149 3 1 1458 2 1 q K 上述的抗倾覆验算计算标明 工作沉井在地下水位为绝对标高 3 0 米时沉井 的稳定性良好 八 八 沉井施工过程中常沉井施工过程中常遇问题 预防及处理方法遇问题 预防及处理方法 8 18 1 沉井倾斜沉井倾斜 沉井下沉垂直度出现歪斜超过允许限度 其原因可能是 1 沉井刃脚下的土软硬不 均 2 没有对称地抽取垫木或没有及时回填夯实 井外四周的回填土夯实不均 3 没有 均匀挖土使井内土面高低悬殊 4 刃脚下掏空过多 沉井突然下沉 易产生倾斜 5 刃 脚一侧为障碍物搁住 未及时发现 6 井外弃土或堆物荷重不均匀造成对井壁的偏压 处理措施 1 加强沉井过程中中的观测和资料分析 发现倾斜及时纠正 2 分区 依次 对称的抽除垫木 及时用砂或砂砾回填 3 在刃脚高的一侧加强取土 低的一 侧挖土或不挖土 待正位后均匀分层取土 4 在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块 延缓下沉速度 5 不排水施下沉 在靠近刃脚的一侧适当回填砂石在井个喷射水或开挖 增加偏心压载以及施加水平外力等措施 8 28 2 水平位移过大的处理 水平位移过大的处理 沉井下沉完毕 要求水平位移 100mm 水平位移过大就要纠偏 对初沉的偏斜 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 41 在高侧多挖土 低侧少挖土的方法进行纠正 终沉或在其它阶段的偏斜 可用井外射 水或喷破坏高一侧的土层进行纠正 在沉降中要加强对测量的检查复核工作 8 38 3 沉井突沉的处理 沉井突沉的处理 沉井应该正常速度下沉 不要过快也不要过慢 突沉产生的原因主要是由以下几 点 挖土过快 地质骤变 或下雨井积水过多 发生突沉不仅会使井壁受力不均造成开裂 破坏 还可能会造成安全事故 预防措施是 1 可用木垛在定位垫架处给以支撑 并重 新调整挖土 在刃脚下不挖或部分挖土 2 将排水法改为不排水法下沉心增加浮力 3 在沉井外壁间填粗糙材料 或将井筒外夯实 加大摩阻力 如沉井部位土液化或出现 虚坑时 可填碎石处理 8 48 4 沉井不沉或超沉的处理 沉井不沉或超沉的处理 沉井被搁置或悬挂 下沉极慢或不沉时 可以采取的措施 1 增大开挖范围 提高 井筒或加载助沉 2 增加荷载 3 不排水改为排水下沉以减少水的浮力 4 在井壁外设 置射水管冲刷井周围土 5 在井壁间灌入触变泥浆或瓜子片 6 清除障碍物 当沉井下沉有超过设计标高的趋势时 为防止超沉 除须在刃脚下垫块石和在刃 脚 斜面下回填砂砾等措施以制止下沉外 在沉井制作之前 我们还可预先在底板标高以 下打水泥土搅拌桩 其厚度为 3m 其顶部标高在刃脚面标高以上 50cm 既起到防止 超沉作用 又起到隔水封底作用 8 5 遇到流砂问题 遇到流砂问题 若井外土砂涌入井内现象 可用的处理方法 1 排水法施工时井内外水头宜控制在 1 5 2 0m 2 挖土避免在刃脚掏挖 心防流砂大量涌入 中间挖土也不宜挖成锅底形 4 采用井点降水 5 采用不排水法降水下沉沉井时 保持井内水位高于井外水位 6 在 井外做防水帷幕 做深层搅拌桩 8 6 沉井下沉对周围土的扰动和破坏的防治沉井下沉对周围土的扰动和破坏的防治 沉井下沉过时 对沉井外周围土体影响难以避免 土体破坏棱体范围内的有永久 设施时 必须采取有效的保护措施 土体破坏范围与沉井下沉深度 土质 施工方方 法以及沉井的平面形状有关 1 立即回填沉井外墙空隙至标高地面 回填材料使用中粗砂 回填必须密实 不 青草沙水源地原水工程金海支线 QJZ C1 标沉井施工专项方案 42 得使用粘土或用纺织袋回填材料 不要在支护桩与沉井外墙之间留有缝隙 沉井两侧 短边不得小于沉井宽度的 1 3 基本恢复开挖前边坡的状态 在以后的开挖阶段中 若 回填高度下降 应继续增口粗梁 始终保持回填平锁口梁 2 在支护桩与沉井外墙回填底部埋入水平花管 上天花眼 外包土工布 引流至 两侧坚向干埋置 D300 钢管内 D300 钢管宜侧壁开花眼 外包土工布 钢管内置水泵 随时抽排汇集的滞水 3 主动加密区注浆加固 注浆液采用水泥浆 水灰比 0 55 注浆压力可以按 0 5Mpa 控制 注浆管应反复提升直到孔口溢浆 4 接长井外壁 始终确保沉井顶部不低于锁口梁顶部 5 所有支承桩上 地面裂缝上设若干水平位移 沉降观测点 并测不少于两次初 始值 6 在锁口梁顶部与沉井外墙连续用型钢每 2 3 米设置若干临时支撑 8 7 下沉中注意事项下沉中注意事项 在下沉过程中沉井产生的倾斜调整和位移纠偏 需在沉井终沉标高 1 0m 之前必须 完成 纠正好后 在这段距离内要特别放慢下沉速度 谨慎小心下沉 在刃角接近设 计标高 50cm 时 不能再有超过规范允许的数值及方向上的偏差 否则能以纠正 如要 纠正可能会超沉 要做好止沉措施准备枕木 大石块和麻袋装土在刃脚框架梁下进行 堵塞 如果沉不下去可采用加压或者外围冲水 增加润滑 减少井壁与土层阻力 帮 助下沉 九 主要施工机械与机具配备计划九 主要施工机械与机具配备计划 根据各施工阶段的实际需要 合