人工掘进-雄楚顶管施工方案.doc

中建三局集团有限公司CHINA CONSTRUCTION THIRD ENGINEERING DIVISION.CORP.LTD.雄楚大街改造工程(K4+504.5K5+867.5)顶管专项施工方案中建三局集团有限公司雄楚大街改造工程第三项目部 雄楚大街改造工程(K4+504.5K5+867.5)顶管专项施工方案编 制：刘仕杰审 核：陈学松审 批：彭卫雄编制日期：2015年5月中建三局集团有限公司雄楚大街改造工程第三项目部 中建三局一公司雄楚大街改造工程顶管专项施工方案目 录第一章 编制依据1第二章 工程概况12.1工程简介12.2工程范围12.3道路断面情况22.4 自然条件3第三章 工程特点、难点分析33.1工程特点33.2难点分析3第四章 总体施工部署34.1工效分析及工期计划34.2项目经理部组织结构44.3施工距离44.4施工阶段安排44.5施工临时用水、用电54.6工期保证措施54.7主要人、材、设备投入6第五章 沉井施工方案75.1沉井结构及地质概况75.2施工部署75.3沉井基坑土方开挖施工方法115.4沉井制作施工方法与技术措施125.5沉井下沉方法与技术措施225.6沉井封底、盖板的主要方法265.7沉井施工质量与安全控制的主要措施27第六章 顶管施工方法和技术措施286.1 施工组织安排286.2 顶管施工工艺流程296.3顶管工程施工29第七章 质量目标与质量控制347.1质量目标347.2质量保证体系357.3质量控制措施35第八章 文明施工与环保及交通疏散措施398.1文明施工398.2环保措施398.3防止水污染408.4防止噪音污染40第九章 安全生产措施409.1总体要求409.2一般要求409.3重点安全防护419.4安全教育429.5安全管理制度42第十章 风险识别及应急预案4310.1、编制依据及主要图集规范、标准4310.2、雄楚大街改造项目顶管风险识别与评价4410.3、应急救援预案5714第一章 编制依据雄楚大街(梅家山立交楚平路)改造工程第2标段:K3+467K7+320施工图设计(A版)雄楚大街(梅家山立交楚平路)改造工程第2标段:K3+467K7+320施工图设计(A版)第五卷排水工程给水排水管道施工及验收规范 GB50268-2008公路路基施工技术规范 JTG F10-2006市政排水管道工程及附属设施 06MS201基坑工程技术规程 DB42/159-2004企业质量、环境和职业健康安全管理体系标准文件我公司执行的GB/TI9001-2000版质量管理体系标准及本单位质量管理体系文件；GB/T24001-2004环境管理系列标准及GB/T28001-2001职业健康安全管理系列标准。第二章 工程概况2.1工程简介雄楚大街改造工程第三项目部主线高架设计里程桩号为K4+504.5K5+867.5，全长1.363km。工程主线桥西起于安康路口，东至卓刀泉南路。工程采取6车道主线高架桥+6车道地面辅道+地面中央BRT专用道建设模式, 施工墩位从BZ27至BZ63,共计37排墩位，横穿通道主要有：k4+839.5处设置BRT华师大站人行天桥（BZ36处),k4+930处设置华师大连通隧道,k5+452.5处设置卓刀泉南路西侧人行天桥（BZ53处),k5+655.5-k5+700.5处设置BRT卓刀泉南路站人行天桥（BZ58-BZ59处），在设置S3和X5匝道各一处（k5+060k5+420）。雄楚大街改造工程沿道路南北两侧布设污水管道，因雄楚大街与卓刀泉南路交叉路口段污水管道埋深过深，采用人工顶管方法施工。2.2工程范围北侧污水顶管起点桩号K5+350（WA22井），终点桩号K5+825（WA28井），全长475m；南侧污水顶管起点桩号K5+705（WB55井），终点桩号K5+850（WB57井），全长145m。 标段内北侧有工作井3座（5m宽*7m长），接收井4座（4.3m长*4.8m宽）；南侧有工作井2座（5m宽*7m长），接收井1座（4.3m长*4.8m宽）。2.3道路断面情况雄楚大街卓刀泉南路沿道路北侧已建有一排断面为d800d1000mm的污水主干管，通过楚康路现状污水干管排往南湖北路现状污水泵站。路面50米标准横断面排水管网及路面结构层布置如下图：雄楚大街规划标准横断面图雄楚大街原地貌标准横断面图北侧顶管施工区域附近分布有规划给水管道（顶管完工后施工）、规划雨水管道（顶管完工后施工）；沉井井施工范围内现存有电力电信管沟、Dn300天然气及D500给水管道尚未迁改，竖井施工前需要临时迁改弯折管线，并采取有效保护措施保护临近管线。南侧顶管施工区域附近分布有规划给水管道（顶管完工后施工）、规划雨水管道（顶管完工后施工）；竖井施工范围现存电力电信管沟尚未迁改，竖井开挖前需要配合相关管线单位做好管线迁移及保护工作。2.4 自然条件2.4.1 气象条件武汉市属于亚热带大陆性季风气候，具有四季分明、气候温和、雨量充沛的气候特征。冬季温差大，历年7月份气温较高，平均气温为28.8-31.4，极端最高气温41.3，极端最低气温-18.1，每年7、8、9月为高温期，12月至翌年2月为低温期。2.4.2 工程地质及水文条件拟建污水顶管工程场区现状主要为城市主干道雄楚大街，地势相对较平坦，勘探点孔口高程在20.39-31.17m之间变化，从区域地貌角度看，场地地貌上属于剥蚀堆积垄岗区。（相当于长江冲洪积三级阶地）。第三章 工程特点、难点分析3.1工程特点人工顶管所安装的管道精度要求较高，对施工班组及操作工人技术要求较高。3.2难点分析由于局部地层有差异，局部含有流塑淤泥质粘土，在顶管过程中应注意高程控制，避免“扎头”现象。第四章 总体施工部署4.1工效分析及工期计划根据沉井工程的特点与分阶段组织施工的需要，顶管各阶段主要工序的作业进度控制计划安排如下：（1）施工准备阶段：完成各项施工准备工作的时间需要5日历天。（2）沉井制作与下沉阶段：该阶段的作业进度控制计划为25个日历天。其中主要工序的进度安排分别为：沉井作业面形成5天，沉井基坑开挖2天，搭设操作架2天，沉井制作6天；沉井混凝土养护7天左右，满足100%设计强度的要求；沉井下沉至设计标高需要3天。其中考虑了地质条件对作业所产生的不利影响。（4）沉井封底与收尾阶段：该阶段的作业进度控制计划为5日历天。主要工序的进度安排分别为：封底前的沉井稳定性观测2天；沉井封底2天；沉井内结构收尾1天。（5）管道顶进阶段：人工顶管施工每天可顶进3m（不考虑机械故障等因素）。单个沉井工程的施工周期约需要30日历天，每天可顶进5m。若业主对工期要求较高，为了实现总体工期目标，所有的沉井均可同时开工，各种周转材料均需一次性投入，人工安排两班制，二十四小时不间断施工。根据上述工效分析，雄楚大街改造工程污水顶管施工计划开工日期为2015年9月30日，竣工日期为2016年2月28日，计划工期5个月。4.2项目经理部组织结构针对本工程规模、特点和技术要求，我项目部选派施工经验丰富、责任心强、曾多次承建污水管道施工的施工负责人。选拔操作水平高的整编制施工队伍，组建工作坑、机械顶管、检查井专业施工队伍，确保工程的高效与高质量按期完成。项目经理部组织结构机构图如下：4.3施工距离本工程顶管机最大顶进距离80米，顶进工作井可向两个方向分别顶进。4.4施工阶段安排4.4.1施工准备施工准备：施工前需要在工作井及接收井周围设置固定围挡，工作井围挡尺寸为宽9m*长15m，接收井围挡尺寸为宽8m*长13m，围挡规格尺寸如下图所示：固定围挡结构详图地下管线的物探、调查、坑探工作：沉井正式开挖前，需沿井四周边线人工开挖2m深0.5m宽探坑确定地下管线位置。4.4.2机械顶管工作坑开挖支护沉井到位后，下入顶管机，机械需先行调试，运行正常后按整体进度计划安排依次进行顶管作业。 4.5施工临时用水、用电项目部计划投入2台250kw发电机（南北侧各一台），对顶管设备进行供电。由于顶管施工过程中，须临时需用大量水，计划接入临近市政接水口作为顶管用水。 4.6工期保证措施4.6.1落实施工组织、施工队伍、施工机具设备选派经验丰富、技术高超的管理人员组成项目经理部，选择专业的施工队伍负责各道工序，选择国内技术领先顶管机。4.6.2创造现场施工条件针对本次施工的现场条件，充分考虑不利因素，提前做好开工的准备工作，积极向建设单位、监理、设计等部门报送各种文件与开工前的各项手续。4.6.3技术保证针对本次工程的特点，施工前组织好培训与技术交底，选派曾施工经验丰富的人员担任本项目技术负责人。4.6.4设备与材料供应的保证提前做好与施工有关的技术准备工作，落实顶管设备维护与配套机具设备的加工，确保按时进场，同时落实管材等的加工定货，有关检验试验提前完成。4.6.5加强施工管理在施工中加强对作业层的管理，做好技术与安全交底，监督各项技术措施的落实，确保工程质量与施工进度。4.7主要人、材、设备投入4.7.1专业施工队与人员构成根据本工程特点，组建工作坑开挖队、排水队、支护队、机械顶进队、市政管道队。每支专业队人员构成如下表：人员排水队工作坑开挖、支护队机械顶进队市政管道队管理人员1112测量工2电工1222焊工1221机械工2241瓦工14普工36454.7.2主要材料提出材料计划，完成材料厂家资质的报验与审核工作，完成原材料送检、复试及见证取样工作。工程主要材料根据施工计划，核对进场时间与数量分批组织进场。4.7.3机械设备本工程主要投入的机械设备为顶管机及其辅助设备，顶管工程主要施工设备用量见下表，沉井制作及下沉设备详见沉井部分。序号机械设备名称规格单位数量备注1电葫芦5T台22电葫芦15T台23汽车吊25T台24发电机250KW台25小型钻机HY600台2降水井施工6挖掘机1.0m3台27水车8T台18电焊机22KW台49钢筋切断机JQ-40台210空气压缩机9 m3台211震动夯台4回填工作坑12潜水泵36 m3台5降水用13挤压式注浆泵台1注浆用14砂浆搅拌机J2-200台215卷扬机台216鼓风机7000L/min离心鼓风机台1通风第五章 沉井施工方案5.1沉井结构及地质概况本工程的矩形工作井平面尺寸为7000mm（长）X5000mm（宽），井壁厚为500mm；矩形接受井平面尺寸为4800mm（长）X4300mm（宽），井壁厚为400mm。沉井井壁主体砼均为C30 ，抗渗等级为S6，垫层采用C15砼，填料为C30，封底砼为C30。5.2施工部署5.2.1沉井的主要施工方法选择沉井是用于深基础和地下构筑物施工的一种工艺技术，其原理是：在地面上或地坑内，先制作开口的钢筋混凝土筒身，待筒身混凝土达到一定强度后，在井内挖土使土体逐渐降低，沉井筒身依靠自重克服其与土壁之间的摩阻力，不断下沉直至设计标高，然后经就位校正后再进行封底处理。本工程沉井结构尺寸详见设计图纸。3.2.1.1沉井方法：采用排水下沉和干封底的工艺技术根据设计图纸建议要求，本工程的沉井采用排水下沉和干封底的施工方法。该方法可以在干燥的条件下施工，挖土方便，容易控制均衡下沉，土层中的障碍物便于发现和清除，井筒下沉时一旦发生倾斜也容易纠正，而且封底的质量也可得到保证。5.2.1.2降水方法：井内明排水为主，遇地下水位较高时，临时加设井点降水。根据本工程的沉井施工特点分析和设计要求，沉井(包括工作坑、接受坑及污水井)施工期间在每个基坑内设置井内排水措施，有必要时，加设一口降水井，管井孔径为500mm，管径为250mm，管井长度为25m ,单井出水量不少于50m3/h。在降水实施过程中，须明确将承压水水位降至基坑底标高以下至少1m，否则须根据实际情况适当调整管井降水的具体实施方案。5.2.1.3制作与下沉方法因设计图纸未明确井壁浇筑及下沉次数，本工程暂按二次制作、二次下沉施工。沉井制作高度详见设计图，沉井下沉到设计标高后，再依次进行封底砼、底板施工，顶管工程完成后再进行内管道的连接及其它构件的施工，与二次浇筑构件相接触的井体部分下沉前事先凿毛。第一、二次沉井制作间，用橡胶板进行防水处理，并对第一次制作完成面进行凿毛处理。沉井制作好后，需待井壁砼强度达到70%以上后方可下沉施工。下沉前先均匀地拆除地梁下的垫层，然后均匀拆除刃脚下的垫层。井壁上的洞口用砖封堵。沉井下沉采用排水与不排水相结合的方法下沉，即上半部分渗水量小可采用排水下沉，后半部分可根据渗水量改为不排水下沉。5.2.2沉井工艺流程根据本工程的特点与施工方法，沉井主要工序的工艺流程安排见下图所示：工程测量定位、放线地面清理坑外深井降水基坑开挖至4M深坑内排水沉井刃脚垫层和垫架安装预埋预留配合沉井第一次制作砼养护及拆模井筒内挖土、排水沉井第一次下沉沉井稳定观测沉井第二次制作井筒内挖土、排水沉井第二次下沉沉井稳定观测沉井封底封底后质量检查井内顶管设施施工沉井工程质量检验沉井工艺流程图5.2.3施工阶段划分与施工内容概述分阶段、按步骤组织施工，针对各阶段的工程特点与工艺要求明确分期管理目标，并落实相应的技术与管理措施，这是加强施工过程控制的有效方法。根据施工工艺流程安排，沉井工程的主要施工过程大致可划分为以下四个施工阶段：5.2.3.1施工准备阶段工程开工前后应抓紧落实施工前期的各项准备工作，包括施工的组织准备、技术准备、物资准备及现场准备等工作。该阶段的主要工作内容概括如下：（1）熟悉施工图纸与地质资料等技术文件，由项目技术部对管理人员进行详细的技术交底。（2）根据设计单位提供的坐标导点和水准引测点完成沉井的定位测量工作。为了控制沉井的位置与标高，在场内须设置沉井的轴线与标高控制点。（3）及时组织施工机具、材料及作业队伍进场，充分落实各项开工准备工作。（4）根据设计文件及施工方案的要求，在沉井外侧布设管井，并提前进行预降水工作。（5）对沉井位置处进行围挡，并在围档外设置防撞墩。（7）根据施工图设计要求，完成沉井工作平台的放坡开挖工作（开挖至沉井制作标高处），为及时进行沉井的制作创造条件。5.2.3.2沉井制作与下沉阶段：沉井工程进入了实施性的阶段。该阶段的主要工作内容可概括为以下几方面：1、沉井准备阶段（1）对需开挖的沉井基坑，进行测量定位和抄平，完成现状地面的开挖测量放线工作；（2）对现状地面，进行放坡开挖，形成沉井工作基坑，开挖深度根据现状地面高度进行控制，原则上不超过5M，底部沉井基坑按沉井大小+沉井井壁厚度*2+操作面宽度（2M）*2进行控制。2、沉井制作与下沉阶段（1）对需开挖的沉井基坑测量定位和抄平；（2）在沉井基坑上，完成沉井刃脚的砂垫层和支垫架工作。（3）绑扎第一次制作的钢筋、支模及脚手架固定，其中穿插进行安装预埋预留的配合工作。（4）第一次混凝土浇捣并在浇捣时加设橡胶板、拆模与养护。（5）第一次下沉，逐步下沉至第一次沉井面高出基坑面200300MM，其中包括井筒内的挖土、明排水及井筒外的深井降水。（6）下沉过程中的测量复核和纠偏措施，包括对周边环境的监测与监控措施。（7）沉井第二次制作钢筋绑扎、接触面凿毛、支模及脚手架固定。（8）第二次混凝土浇捣、拆模与养护。（9）第二次下沉，逐步下沉至设计要求的高程以上50100MM，其中包括井筒内的挖土、明排水及井筒外的深井降水。（10）下沉过程中的测量复核和纠偏措施，包括对周边环境的监测与监控措施。（11）稳定监测，同时完成沉井封底的有关准备工作。5.2.3.4沉井封底与收尾阶段沉井下沉至设计的底标高后，必须进行观测检查，其稳定性被确认满足设计与规范后方可进行封底和后续工序的施工。该阶段的施工内容主要有：（1）沉井底部的整平与垫层施工，同时完成井壁的清理与施工缝的处理工作。（2）底板钢筋绑扎和底板混凝土浇捣、养护。（3）测量弹线，落实井筒内顶管施工的准备工作。（4）完成井筒内的各种构件及结构施工，为顶管安装作业创造条件。（5）沉井工程的质量检查与验收。5.3沉井基坑土方开挖施工方法5.3.1总体说明本沉井工程土方开挖目的主要以沉井基坑开挖为主，属沉井施工的临时配套方法，每个沉井的基坑，均按1：1进行放坡开挖，基坑底部大小按沉井大小+沉井井壁厚度*2+操作空间2M*2计算。5.3.2土方开挖 （一）、施工顺序 本工程先采用人工开挖2m深探坑，待下方管线迁改完毕后采用挖土机进行机械开挖，挖土沿道路方向进行，挖方分别堆置在顺道路方向开挖面两侧4M远处临时堆放，所有挖出的土方均加以临时遮盖。挖土时应分层开挖，分层厚度不超过500MM。 （二）、挖土机械选用 根据本工程基坑深度及土方量，拟选用2台PC200履带式反铲挖土机挖土，有必要时配备4辆8T自卸汽车运土。 （三）、施工方法 1、先根据沉井结构图大小计算开挖面大小撒出开挖上口边灰线，基坑采用9m长拉森钢板桩加一道内支撑进行支护，支护稳固后后方可开始开挖。2、挖土从上面下分层分段依次进行，每层开挖深度不得超过0.5m,严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一层。下层土方应在上层养护至少48小时后才可继续开挖。在挖方边坡上如发现有滑坡等土体，向挖方一侧滑移和软弱夹层、裂隙时，及时清除和采取相应措施，以防上崩塌与下滑。 3、根据基坑监测提供的数据确定开挖深度，严禁出现超挖现象。 4、基坑的土方完成后排干积水和清底，及时作好基坑底部的明排水沟和排水坑，同时及时进行基坑排水工作。 5、土方工程不宜在雨天进行。在雨季施工时，工作面不宜过大。6、挖土在基底标高以上保留30CM左右有人工挖平清底。7、开挖中若遇土层性质发生变化时，应根据实际修改挖方边坡，及时报监理、业主审批。 8、挖至基坑底时，如有必要应会同建设单位、监理单位、质量检查站和设计人员进行验槽。 5.4沉井制作施工方法与技术措施5.4.1沉井测量控制方法（1）沉井位置与标高的控制：在沉井外部地面及井壁顶部设置纵横十字中心线和水准基点，通过全站仪和水准仪的经常测量和复核，达到控制沉井位置和标高的目的。（2）沉井垂直度的控制：在井筒内按4或8等分作出垂直轴线的标记，各吊线坠逐个对准其下部的标板以控制垂直度，并定期采用两台全站仪进行垂直偏差观测。挖土时，应随时观测沉井的垂直度，当线坠离标板墨线达50mm时，或四周标高不一致时，应及时采取纠偏措施。（3）沉井下沉控制：在井筒外壁周围测点弹出水平线，或在井筒外壁上的四个侧面用墨线弹出标尺，每20mm一格，用水准仪及时观测沉降值。（4）沉井过程中的测量控制措施：沉井下沉时应对其位置、垂直度及标高（沉降值）进行观测，每班至少测量两次（在班中和每次下沉后测量一次）。沉井接近设计的底标高时，应加强观测，每2小时一次，预防超沉。（5）测量工作的管理措施：沉井的测量工作应由专人负责。每次测量数据均需要如实记录，并制表发送给有关各部门。测量时如发现沉井有倾斜、位移、沉降不均或扭转等情况，应立即通知值班技术负责人，以便指挥操作人员采取相应措施，使偏差控制在规范允许的范围以内。沉井下沉测量控制平面示意图沉井下沉测量控制剖面示意图中心控制点中心控制点壁外下沉标尺铁件线坠钢标板5.4.2井外深井降水与井内明排水结合的施工方法根据设计要求，本工程的沉井采用排水下沉和干封底的施工技术。若雄楚项目部现场实际情况需要深井降水，则采取如下降水措施。采用该项技术的前提条件是落实沉井内外的降水措施，确保沉井过程不受地下水的影响。施工过程中根据现场情况，主要采用井内明排水的方法，地下渗水量较大时，可采用井外深井降水与井内明排水结合的方法，尤其是深井降水，具有排水量大、降水深及平面布置干扰小等优点。有关的施工方法与技术措施如下述：5.4.2.1深井布设位置与要求按工艺要求，沉井施工期间，若地下水位较高，渗水量较大时，可在基坑外侧设置管井进行减压降水，每个沉井（工作坑、接受坑、污水井）外围布置1口降水井，降不井管井孔径为500MM、管径250MM、管井长度为25M、单井出水量不小于50M3/H，深井的有效降水面积约75m2，降水深度要保证达到底板以下至少1m，否则须增加深井数量以此保证降水效果能满足排水沉井和干封底的施工的需要。深井布设的基本要求有：（1）在沉井外围（离沉井外壁1m左右）西侧中线位置布设1口深井。（2）打设深井采用WK-800旋挖钻机干钻法成孔，清水护壁。深井成孔的直径为500mm，井管直径为250mm，以瓜子片加粗砂为滤料。围填沥料应做到四周均匀，下料不能过快，防止局部沥料脱空而影响降水效果。（3）根据井深和沉井区域土层含水量，井管用材采用直径250mm的乔式钢管滤水管，管长25m，为保证滤水速度快，降水效果好，井管全部采用滤水花管，为防止粉细砂渗入井内，钻孔直径比井管外径大250mm，周边用3-15mm的砾石填充作为过滤层，沥水管下口处沉砂管,离地面0.5m范围内用粘土回填并夯实。成井后下入250QJ100m3/h-40m扬程的深井潜水泵及抽水管，用100排水管排入排水管道。（4）降水理论计算：以W169圆井进行验算井点半径：r= 0.25m降水深度取：7m抽水影响半径：R0=1.95s=1.957=153m；K 渗透系数按经验取5m/d（细砂层），实际须根据试验井确定；H 含水层厚度，取25m；根据施工降水经验取R=1530.8=122.4mQ=1.366K(2H-S)S/lgR-lgr=1.3665(225-7)7/(lg122.4-lg0.25)=764.3m3/d=0.009 m3/s选用100m3/h40米扬程的水泵工作，每天每个井点极限抽水量可达1000m3/d以上，从理论上讲基本可满足本工程降水要求，但实际降水效果需根据现场试验井的抽水效果而确定。5.4.2.2深井布置的工艺流程为了保证施工质量，深井的布置打设应符合施工技术规范的要求，其工艺流程如下图所示：深井布置工艺流程图5.4.2.3深井降水的进度安排深井设置应在施工准备阶段完成。每安装完成一口井后即可进行验收。每口深井的设置时间应控制在2天左右。深井泵安装并验收后即可进行预降水。为了保证坑内的降水效果，沉井前的预降水时间宜为5天左右。沉井施工期间，降水应连续进行，降水深度应控制在沉井基底以下1.0m。降水周期应满足施工需要。5.4.2.4沉井内的明排水方法在沉井外部采用深井井点截水的同时，在沉井内部开挖明沟、集水井，采用潜水泵进行明排水，以此保证降水效果。井内明排水的主要技术措施为：沉井过程中，如发现井内土体湿陷，应在离刃脚1-2m处设1个集水井，其深度应比地下水位深1-1.5m。集水井的深度应随沉井的挖土而不断加深。集水井内的积水由高扬程的潜水泵排至沉井外。井内明排水也可将抽水泵设在井壁上，一般需要在井壁上预埋铁件，焊钢操作平台安置水泵，或在井壁上吊木架安置水泵。如采用上述方法，水泵的抽水高度应控制在5m以内。由于本工程所处的施工环境特殊，就近的排水渠道为原有路面边缘雨水井，考虑到在不对原有路面造成破坏和污染的前提下完成排水工作，特设置3mx3mx3m的钢沉淀池对抽出的污水进行适当沉淀后直接通过路面缓排至临近的雨水井，通过路面的排水外观标准为：色泽清澈见底，流速平静缓慢。钢沉淀池设置在深井西侧。沉淀池内部的污水抽入端和沉淀端用钢板隔开，上部设置槽口连通。若沉淀速度过于缓慢可采用沉淀剂进行加速沉淀，沉淀剂拟采用明矾（KAl(SO4)212H2O），沉淀池使用过程中勤掏渣。5.4.3沉井制作方法与技术措施5.4.3.1刃脚支设形式沉井下部为刃脚，其支设方法取决于沉井的重量、施工荷载和地基承载力。常用的刃脚支设形式有垫架法、砖砌垫座和土模。根据本工程的具体施工条件分析，沉井的刃脚支设形式宜采用垫架法。垫架的作用是将上部沉井重量均匀传递给地基，使沉井制作过程中不会产生较大的不均匀沉降，防止刃脚和井身产生破坏性裂缝，并可使井身保持垂直。采用垫架法时，先在刃脚处铺设砂垫层，再在其上铺设垫木（枕木）和垫架。垫木采用150mm150mm断面的方木。垫架的数量应根据沉井的重量和砂垫层的容许承载力计算确定，间距一般为0.5-1.0m。矩形垫架应沿刃脚边垂直中心线铺设，圆形垫架应沿刃脚圆弧对准圆心铺设。垫架形式见沉井刃脚支设示意图。5.4.3.2刃脚垫木铺设数量和砂垫层铺设厚度测算（按最重一节计算）刃脚垫木的铺设数量，由沉井的重量及地基（砂垫层）的承载力而定。沿刃脚每米铺设垫木的根数n可按下式计算： n = G/Af式中：G沉井的重力（kN） A单根枕木的底面积（m2） f砂垫层的承载力设计值（kN/m2）根据上式测算：沉井最大重量达261T（Wd9）；WD9沉井内壁尺寸为4.5m*7.4m，壁厚0.90m，地基土为粉质粘土，地基承载力设计值为120KPa，砂垫层的承载力设计值暂估为150KPa。因此： G=2610KN/20.2m=128.21kN/m又：A=0.152=0.3m2砂垫层上每米需铺设垫木数量：n = G/Af=128.21/0.3150=2.87根即：垫木间距为0.35m，实际可按0.4m整数布置。矩形工作井刃脚需铺设垫木数量计算：20.2/0.4=50根圆形工作井刃脚需铺设垫木数量计算：3.146.75/0.4=53根矩形接受井刃脚需铺设垫木数量计算：16.8/0.4=42根由于工期的需要，所有沉井的垫木均一次性新购投入。沉井的刃脚下采用砂垫层是一种常规的施工方法，其优点是既能有效提高地基土的承载能力，又可方便刃脚垫架和模板的拆除。砂垫层的厚度一般根据第一节沉井重量和垫层底部地基土的承载力计算而定。计算公式为：h = (G/f-L)/2tg式中：G沉井单位长度的重力（kN/m） f砂垫层底部土层承载力设计值（kN/m2） L垫木长度（m） 砂垫层的压力扩散角，一般取22.5根据本工程的施工条件，初步测算砂垫层厚度以0.5m为宜，长度同基坑底面尺寸。沉井刃脚支设示意图5.4.4地基承载力验算取最重的一节沉井进行验算（WD9）已知原地基承载力为f=120kPaFfA1206.39.26955KN沉井总重：G2160KN碎石砂垫层总重：G10.557.514.5271.88KNF G+ G1由计算可知，地基原载力可满足要求。5.4.5沉井制作的钢筋施工工艺（1）钢筋应有出厂质量证明和检验报告单，并按有关规定分批抽取试样作机械性能试验，合格后方可使用。（2）根据施工图设计要求，钢筋工长预先编制钢筋翻样单。所有钢筋均须按翻样单进行下料加工成型。（3）钢筋绑扎必须严格按图施工，钢筋的规格、尺寸、数量及间距必须核对准确。（4）井壁内的竖向钢筋应上下垂直，绑扎牢固，其位置应按轴线尺寸校核。底部的钢筋应采用与砼保护层同厚度的水泥砂浆垫块垫塞，以保证其位置准确。（5）井壁钢筋绑扎的顺序为：先立2-4根竖筋与插筋绑扎牢固，并在竖筋上划出水平筋分档标志，然后在下部和齐胸处绑扎两根横筋定位，并在横筋上划出竖筋的分档标志，接着绑扎其它竖筋，最后再绑扎其它横筋。（6）井壁钢筋应逐点绑扎，双排钢筋之间应绑扎拉筋或支撑筋，其纵横间距不大于600mm。钢筋纵横向每隔1000mm设带铁丝垫块或塑料垫块。（7）井壁水平筋的锚固长度，以及预留洞口加固筋长度等，均应符合设计抗震要求。（8）合模后对伸出的竖向钢筋应进行修整，宜在搭接处绑扎一道横筋定位。浇灌混凝土后，应对竖向伸出钢筋进行校正，以保证其位置准确。5.4.6沉井制作的模板施工工艺模板分项是沉井制作过程中的关键工序，其设计选型、用料、制作及现场安装等方法直接关系到沉井的工程质量与施工安全。根据本工程沉井施工的特点与要求，模板的工艺技术与施工方法作以下考虑：（1）模板的设计选型：矩形沉井模板采用15mm厚普通木模板，采用50mm100 mm木方，木方间距250mm一道沿井壁两侧竖向布置，采用14止水对拉螺杆连接，次楞(内龙骨)间距250 mm，穿井壁螺栓水平间距500 mm，主楞(外龙骨)间距500mm，穿井壁螺栓竖向间距500 mm，确保连接牢靠。钢管外架要顶紧模板、木方。圆形井壁的内外模板全部采用组合式的定型钢模板，散装散拆，以方便施工，但刃脚部位应采用非定型模板单独拼装、支设。平面模板选取3001500的规格，以满足圆形井壁的施工要求。围檩采用8号轻型槽钢按弧度分段定制。竖向龙骨采用483.5钢管。模板之间的连接件采用配套的U形卡、L形插销、钩头螺栓及18止水对拉螺栓等。模板正立面图和剖面图见附后计算书。（2）模板安装的工艺流程：位置、尺寸、标高复核与弹线 刃脚支模 井壁内模支设（配合钢筋安装） 井壁外模支设（配合完成钢筋隐检验收） 模板支撑加固 模板检查与验收。（3）模板的制作尺寸要准确，表面平整无凹凸，边口整齐，连接紧固，拼缝严密。安装模板按自下而上的顺序进行。模板安装应做到位置准确，表面平整，支模要横平竖直不歪斜，几何尺寸要符合图纸要求。（4）井壁侧模安装前，应先根据弹线位置，用14短钢筋离底面50mm 处焊牢在两侧的主筋上（注意电焊时不伤主筋），作为控制截面尺寸的限位基准。一片侧模安装后应先采用临时支撑固定，然后再安装另一侧模板。两侧模板用限位钢筋控制截面尺寸，并用上下连杆及剪刀撑等控制模板的垂直度，确保稳定性。（5）沉井的制作高度较高，混凝土浇筑时对模板所产生的侧向压力也相应较大。为了防止浇砼时发生胀模或爆模情况，井壁内外模板必须采用14以上对拉螺栓紧固。底部第一道对拉螺栓的中心离地250mm。（6）沉井制作时，井壁的内外模板均采用上、中、下三道抛撑进行加固，以保证模板的刚度与整体稳定性，井壁内模采用井内设中心排架与水平钢管支撑的方法进行加固。水平钢管支撑呈辐射状，一端与中心排架连接，另一端与内模的竖向龙骨连接。（7）封模前，各种预埋件或插筋应按要求位置用电焊固定在主筋或箍筋上。预留套管或预留洞孔的钢框应与钢筋焊接牢固，并保证位置准确。（8）模板安装前必须涂刷脱模剂，使沉井混凝土表面光滑，减小阻力便于下沉。沉井木模板支设示意图5.4.7操作架的搭设操作架分为内架与外架，均采用双排架，架体排距0.90米，纵距0.90米，步距1.20米。采用48x3.5的无缝钢管搭设，管材的尺寸采用1.5米、3米和6米三种规格根据构筑物的尺寸组合搭设。5.4.8沉井制作的混凝土施工工艺（1）混凝土浇筑采用汽车泵直接布料入模的方法。沉井浇砼必须连续进行，一次完成，不得留置施工缝。（2）浇筑混凝土前必须完成的工作主要有：钢筋已经隐检符合质量验收规范与设计要求；模板已安装并经过检查验收合格，模板内的垃圾及杂物已清理干净，模板已涂刷脱模隔离剂；沉井的位置、尺寸、标高和井壁的预埋件、预留洞等已经过复核无误；由专业试验室或混凝土制品厂提供的混凝土配合比设计报告已经审核批准实施；首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，进场混凝土应进行配合比泵送工作性能鉴定，其工作性能应满足设计配合比的要求。（3）混凝土浇筑应分层进行，每层浇筑厚度控制在300-500mm左右（振动棒作用部分长度的1.25倍）。（4）混凝土捣固应采用插入式振动器，操作要做到“快插慢拔”。混凝土必须分层振捣密实，在振捣上一层混凝土时，振动器应插入下层混凝土中5cm左右，以消除两层之间的接缝。上层混凝土的振捣应在下层混凝土初凝之前进行。（5）振动器插点要均匀排列，防止漏振。一般每点振捣时间为15-30s，如需采取特殊措施，可在20-30min后对其进行二次复振。插点移动位置的距离应不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为30-40cm），振动器距离模板不应大于振动器作用半径的0.5倍，但不宜紧靠模板振动，且应尽量避免碰撞钢筋、预埋管件等。（6）为了防止模板变形或地基不均匀下沉，沉井的混凝土浇筑应对称、均衡下料。（7）混凝土浇筑完毕后12小时内应采取养护措施，可对混凝土表面复盖和浇水养护，井壁侧模拆除后应悬挂草包并浇水养护，每天浇水次数应满足能保持混凝土处于湿润状态的要求。浇水养护时间的规定为：采用普通硅酸盐水泥时不得少于7天，当混凝土中掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求时一般不得少于14天。具体可通过同条件砼试块试压强度确定。5.5沉井下沉方法与技术措施5.5.1沉井下沉的作业顺序安排下沉准备工作 设置垂直运输机械设备挖土下沉井内外排水、降水 边下沉边观测纠偏措施沉至设计标高核对标高、观测沉降稳定情况 井底铺设砂或碎石铺设井内封底垫层底板防水处理底板钢筋施工与隐蔽工程验收底板混凝土浇筑井内顶管设备施工顶管施工井盖板施工回填砂砾砼路面施工。5.5.2沉井下沉验算沉井下沉前，应对其在自重条件下能否下沉进行必要的验算。沉井下沉时，必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力，其比值称为下沉系数K，一般应不小于1.15-1.25。井壁与土层间的摩阻力计算，通常的方法是：假定摩阻力随土深而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。计算方法见下图所示：摩阻力受力示意图沉井下沉系数的验算公式为：K=（Q-B）/（T+R）式中：K下沉安全系数，一般应大于1.15-1.25Q沉井自重及附加荷载（kN）B被井壁排出的水量（kN），如采取排水下沉法时，B=0 T沉井与土间的摩阻力（kN），T=D（H-2.5）f D沉井外径（m） H沉井全高（m） f井壁与土间的摩阻系数（KPa），由地质资料提供 R刃脚反力（kN），如将刃脚底部及斜面的土方挖空， 则R=0本工程沉井的验算的条件为，取工作井92000*6300进行计算：沉井外径：9.20m沉井全高7.275m10.106m，二次制作、二次下沉沉井自重为9.203.140.9825=5133.6kN井壁摩阻系数为：粉质粘土粉质粘土夹粉土粉沙素填土粉沙40353035沉井沉井下沉系数验算：K= 5133.6/(3.146.50（4-3）40)= 1.34由计算结果可知：沉井在自重下能够稳定。沉井下沉稳定系数K0验算，验算公式为：K0G/（R1 +Rf）其中：K0沉井下沉稳定系数，小于1.0安全 G沉井自重（KN） R1刃脚踏面支承力（KN） Rf井壁与土的总摩擦力（KN）5.5.4沉井下沉的主要方法和措施（1）沉井制作完成后，其混凝土强度必须达到设计强度等级的100%后方可进行刃脚垫架拆除和下沉的准备工作。（2）井内挖土应根据沉井中心划分工作面，挖土应分层、均匀、对称地进行。挖土要点是：先从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖土厚度为0.4-0.5m，沿刃脚周围保留0.5-1.5m的土堤，然后再沿沉井井壁每2-3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层，每次削5-10cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重的作用下挤土下沉。（3）井内挖出的土方应及时外运，不得堆放在沉井旁，以免造成沉井偏斜或位移。如确实需要在场内堆土，堆土地点应设在沉井下沉深度2倍以外的地方。（4）沉井下沉过程中，应安排专人进行测量观察。沉降观测每1小时至少1次，刃脚标高和位移观测每台班至少1次。当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量。每次观测数据均须如实记录，并按一定表式填写，以便进行数据分析和资料管理。沉井下沉开挖方法示意图（5）沉井时，如发现异常情况，应及时分析研究，采取有效对策措施：如摩阻力过大，应采取减阻措施，使沉井连续下沉，避免停歇时间过长；如遇到突沉或下沉过快情况，应采取停挖或井壁周边多留土等止沉措施。（6）在沉井下沉过程中，如井壁外侧土体发生塌陷，应及时采取回填措施，以减少下沉时四周土体开裂、塌陷对周围环境造成的不利影响。（7）为了减少沉井下沉时摩阻力和方便以后的清理工作，在沉井外壁宜采用随下沉随回填砂的方法。（8）沉井开始下沉至5m以内深度时，要特别注意保持沉井的水平与垂直度，否则在继续下沉时容易发生倾斜、偏移等问题，而且纠偏也较为困难。（9）沉井下沉近设计标高时，井内土体的每层开挖深度应小于30cm或更薄些，以避免沉井发生倾斜。沉井下沉至离设计底标高10cm左右时应停止挖土，让沉井依靠自重下沉到位。5.5.4井内挖土和土方吊运方法沉井内的分层挖土和土方吊运采用人工和机械相配合的方法。根据本工程的沉井施工特点，在沉井上口边配备一台5吨的W-1001履带式起重机（也即抓斗挖机），负责机械开挖井内中间部分的土方和将井内土方吊运至地面装车外运。井内靠周边的土方以人工开挖、扦铲为主，以此严格控制每层土的开挖厚度，防止超挖。井内土方挖运实行人机同时作业，必须加强对井下的操作工人的安全教育和培训，强化工人的安全意识，并落实安全防护措施，以防止事故发生。所有土方均及时外运运距以现场实际发生并经监理签字确认为准。5.6沉井封底、盖板的主要方法5.6.1干封底的技术措施当沉井下沉至距设计底标高10cm时，应停止井内挖土和排水，使其靠自重下沉至或接近设计底标高，再经过2-3天的下沉稳定，或经观测在3-8天内累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底。沉井干封底的施工要点和主要技术措施如下述：（1）先对井底进行修整使其形成锅底形状，再从刃脚向中心挖出放射形的排水沟，内填卵石成为排水暗沟，并在角落部位设1个集水井（深12m），井间用盲沟相互连通，井内插入600800mm、四周带孔眼的钢管或混凝土管，四周填以卵石，使井底的水流汇集在井中，然后用潜水泵排出，以此保证沉井内的地下水位低于基底面0.5m左右。（2）根据设计要求，雄楚大街改造工程工作井封底由四层组成：300厚砂或碎石，150厚C15素混凝土，一层水泥砂浆，一层热沥青，以及500厚C30钢筋混凝土底板。接收井封底由四层组成：300厚砂或碎石，150厚C15素混凝土，一层水泥砂浆，一层热沥青，以及400厚C30钢筋混凝土底板。封底材料在刃脚下必须填实，混凝土垫层应振捣密实，以保证沉井的最后稳定。（3）垫层混凝土达到50%设计强度后，可进行底板钢筋绑扎。钢筋应按设计要求伸入刃脚的凹槽内。新老混凝土的接触面应冲刷干净。（4）底板混凝土浇筑时，应分层、不间断地进行，由四周向中间推进，每层浇筑厚度控制在30-50cm左右，并采用振动器振捣密实。（5）底板混凝土浇筑后应进行自然养护。在养护期内，应继续利用集水井进行排水。待底板混凝土强度达到70%并经抗浮验算后，再对集水井进行封堵处理。集水井的封堵方法是：将井内水抽干，在套管内迅速用干硬性的高强度混凝土进行堵塞并捣实，然后上法兰盘用螺栓拧紧，或用电焊封闭，上部再用混凝土垫实捣平。5.6.2沉井盖板及检查井施工沉井盖板在顶管施工完毕、闭水试验合格后进行，按设计图纸要求、计划提前进行预制板的加工，并在预制盖板时，分别在两块板上留好检查井的半圆孔，同时进行加固处理。1、盖板预制严格按设计图纸进行钢筋配置及砼浇筑、养护；2、预制盖板两端分别增设吊装用环，以方便吊装；3、盖板上检查井施工，按设计图纸要求进行。5.7沉井施工质量与安全控制的主要措施5.7.1沉井质量主控项目的检验标准项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数量主控项目1混凝土强度满足设计要求，下沉前必须达到70%的设计强度查试块记录或抽样送检2封底以前沉井的下沉稳定mm/8d10水准仪测量3封底结束后的位置：刃脚平均标高（与设计标高比）刃脚平面中心线位移四角中任何两角的底面高差mm1001%/H1%/L水准仪测量经纬仪。H为下沉总深度，H10m时，控制在100mm之内。水准仪。L为两角的距离。但不超过300mm，L10m时，控制在100mm之内。注：1、上表中的三项检查项目偏差可同时存在。2、下沉总高度指下沉前、后刃脚之高差。5.7.2沉井易渗漏部位的质量控制要点序号易渗漏部位质量控制要点1沉井支模的对拉螺栓检查螺栓止水片规格、焊缝的满焊程度及螺栓孔是否采用高