城市路面沉井施工方案设计

城市路面沉井施工方案设计一、材料要求（一）基础材料水泥：采用425号或525号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，要求新鲜无结块，进场时需提供出厂合格证及性能检测报告，每批次水泥使用前需进行强度复试。砂：选用粗砂或中砂，含泥量不大于5%，泥块含量不大于2%，通过筛分试验确保颗粒级配符合设计要求，且不得含有草根、贝壳等有机杂质。石子：采用卵石或碎石，粒径控制在5～40mm，含泥量不大于2%，针片状颗粒含量不大于15%，压碎指标值不超过10%，进场后需进行表观密度、堆积密度及空隙率检测。大卵石或块石：质地坚硬，无风化剥落和裂纹，表面无泥污或水锈等污染，单块重量不小于25kg，抗压强度不低于30MPa，用于刃脚垫层或挤淤施工时需提前冲洗干净。钢筋：采用HRB400E级热轧带肋钢筋，其屈服强度、抗拉强度、伸长率及冷弯性能需符合国家标准，钢筋表面应平直、无损伤，油渍、漆污和铁锈等应在使用前清除干净。（二）外加剂与掺和料外加剂：根据施工需要选用减水剂、早强剂或抗渗剂，其品种及掺量需通过试验确定，进场时需提供产品说明书、出厂检验报告及合格证，使用前应进行相容性试验。掺和料：采用粉煤灰或矿渣粉，粉煤灰等级不低于Ⅱ级，矿渣粉比表面积不小于400m²/kg，掺量应符合设计要求，且需与水泥进行适配性试验。二、主要机具设备（一）沉井制作设备模板系统：采用组合钢模板，面板厚度不小于5mm，支撑体系选用φ48×3.5mm钢管脚手架，模板接缝处需粘贴海绵条以防漏浆，对拉螺栓中间应加焊50×50×3mm止水环。钢筋加工设备：配备钢筋切断机（GQ40型）、钢筋弯曲机（GW40型）、钢筋调直机（GT4-14型）及电弧焊机（BX3-500型），所有设备需经检测合格后方可使用。混凝土施工设备：采用JS500型混凝土搅拌机，配套使用PLD800型配料机，混凝土运输选用3m³自卸式搅拌车，振捣设备为插入式振动器（ZN-50型），振动棒有效作用半径为300mm。（二）沉井下沉设备起重设备：选用15t履带式起重机（配备10m吊臂）及QT6-15型塔式起重机，最大起重量分别为15t（3m幅度）和6t（15m幅度），用于土方吊装及材料运输。土方开挖设备：井内采用小型反铲挖土机（PC120型），斗容量0.5m³，配合人工清底；井外土方运输选用5t自卸汽车，运输路线需提前规划以避免影响交通。排水设备：设置离心式水泵（IS80-65-160型，流量50m³/h，扬程32m）或潜水电泵（QY25-32-5.5型，功率5.5kW），集水井尺寸为1.0m×1.0m×1.5m，采用砖砌护壁并铺设碎石滤层。（三）测量与监测设备测量仪器：配备全站仪（拓普康GPT-3003LW）、水准仪（DSZ2）及2m靠尺，用于沉井定位、标高控制及垂直度监测，仪器需在检定有效期内使用。监测设备：设置测斜仪（CX-03型）监测周边土体位移，沉降观测点采用φ20mm不锈钢螺栓，固定在沉井外壁及邻近建筑物上，观测精度为±1mm。三、作业条件（一）技术准备地质勘察：在沉井周围2m范围内布设4个钻孔，深度为设计基底以下5m，查明土层分布、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况，绘制详细地质剖面图，提供各土层的物理力学指标（如重度、内摩擦角、黏聚力等）。施工方案编制：根据工程结构特点、地质水文条件及施工设备情况，编制详细的施工方案，明确沉井制作、下沉、封底等关键工序的技术参数及质量控制措施，经专家论证后报监理单位审批。技术交底：组织施工人员进行三级技术交底，内容包括工程概况、地质条件、施工工艺、质量标准、安全措施及应急预案，交底后需签字确认并存档。（二）现场准备场地平整：清除施工范围内的地上障碍物（如电线杆、树木等），将场地平整至设计标高，压实系数不小于0.93，采用20t压路机碾压，平整度误差控制在±50mm以内。临时设施：搭建钢筋加工棚（30m×6m）、木工棚（20m×5m）及材料仓库（40m×8m），地面采用150mm厚C20混凝土硬化，设置排水沟（宽300mm，深400mm）及集水井（2m×2m×2m）。水电接入：从市政电网接入380V电源，设置总配电箱1个、分配电箱3个，采用TN-S接零保护系统；施工用水从市政管网接入，安装DN100mm水表，管网布置呈环形以保证供水可靠性。（三）测量放线控制网布设：在沉井周围设置4个永久性控制点，采用全站仪进行闭合导线测量，平面位置误差不超过15mm，高程误差不超过20mm。沉井定位：根据设计图纸，在场地内放出沉井中心轴线及基坑轮廓线，采用白灰撒出开挖边界，轮廓线外2m设置龙门桩，桩顶钉设轴线控制钉，并用红漆标记。沉降观测：在沉井周围10m范围内的原有建筑物上设置6个沉降观测点，首次观测需在施工前进行，观测频率为每天1次，下沉期间加密至每2小时1次。四、施工操作工艺（一）沉井制作1.砂垫层与垫木施工（1）基坑开挖：采用反铲挖土机开挖基坑，深度3～4m，边坡坡度1:0.75，坑底尺寸比沉井外壁大2m，开挖完成后用人工修整坑底，平整度误差控制在±50mm以内。（2）砂垫层铺设：在坑底铺设500mm厚中砂垫层，分3层夯实，每层虚铺厚度200mm，采用平板振动器振捣密实，压实系数不小于0.95，垫层顶面标高误差不超过±20mm。（3）垫木设置：在刃脚下方铺设200mm×200mm×2000mm方木，垫木间距根据沉井重量计算确定，一般为500mm，垫木顶面需抄平，误差不超过±5mm，且应涂刷防腐涂料。2.刃脚与井身钢筋绑扎（1）刃脚钢筋：刃脚钢筋采用双层双向布置，纵向钢筋为φ20@150，横向钢筋为φ16@200，钢筋接头采用闪光对焊，焊接长度不小于10d，接头位置需错开35d且不小于500mm。（2）井身钢筋：井壁竖向钢筋为φ18@200，水平钢筋为φ16@200，内外层钢筋之间设置φ10@600×600mm拉结筋，钢筋保护层厚度为50mm，采用塑料垫块控制，垫块间距不大于1000mm。（3）钢筋验收：钢筋绑扎完成后，需检查钢筋规格、数量、间距及保护层厚度，验收合格后方可支设模板，隐蔽工程验收记录需经监理工程师签字确认。3.模板安装与混凝土浇筑（1）模板安装：先安装刃脚模板，采用砖砌内模（MU10砖，M5水泥砂浆砌筑），外侧采用钢模板，模板支撑采用钢管脚手架，立杆间距600mm，横杆步距1200mm，模板垂直度偏差不超过1/1000。（2）混凝土浇筑：刃脚及井身混凝土强度等级为C30，抗渗等级P6，采用分层浇筑，每层厚度不超过500mm，浇筑顺序从沉井两端向中间推进，振捣时振动棒插入下层混凝土50mm，振捣时间为15～30s，直至混凝土表面出现浮浆且不再下沉。（3）养护与拆模：混凝土浇筑完成后12h内覆盖薄膜养护，养护时间不少于14d，当混凝土强度达到设计强度的70%时拆除侧模，达到100%时拆除垫木，拆模时需轻敲轻放，避免损伤混凝土表面。（二）沉井下沉1.下沉准备工作（1）垫木拆除：拆除垫木应分区、分组、依次、对称、同步进行，每组垫木拆除数量不超过5根，拆除后立即用砂卵石回填刃脚空隙，回填高度不小于300mm。（2）排水系统设置：在沉井内离刃脚2～3m处挖一圈排水明沟，沟宽300mm，深500mm，设置4个集水井（1m×1m×1.5m），配备4台潜水电泵，将地下水排出井外。（3）垂直运输设备安装：在沉井周围设置2台塔式起重机，用于土方吊装及材料运输，起重机轨道基础需进行硬化处理，承载力不小于150kPa。2.挖土下沉施工（1）挖土方法：采用“分层开挖、对称均匀”的原则，每层挖土厚度0.4～0.5m，沿刃脚周围保留0.5～1.5m宽土堤，然后沿沉井壁每2～3m一段向刃脚方向逐层削薄土层，每次削土厚度5～10cm。（2）土方运输：井内土方由人工装入吊斗，通过塔式起重机吊至地面，再由自卸汽车运往弃土场，弃土场距离施工现场不宜小于5km，土方堆放高度不超过2m。（3）下沉观测：在沉井外壁周围弹水平线，井筒内按4等分标出垂直轴线，各吊线坠1个，对准下部标板控制垂直度，每班观测3次，靠近设计标高时每2小时观测1次，当线坠偏离垂线达50mm或标高差100mm时立即纠偏。3.纠偏与防超沉措施（1）偏斜纠正：当沉井倾斜度超过1%时，采用“偏心挖土法”纠偏，即在沉井高侧少挖土，低侧多挖土，或在高侧刃脚处回填砂石，通过调整土压力使沉井逐渐回正。（2）位移纠正：当沉井中心位移超过50mm时，采用“单侧加重法”，在沉井偏移方向的对侧堆放沙袋，重量根据偏移量计算确定，一般每偏移10mm加荷50kN。（3）防超沉措施：当沉井下沉至设计标高以上500mm时，应放慢挖土速度，采用“锅底形”开挖，锅底中心比刃脚低1.0～1.5m，当沉井接近设计标高时，在四角或筒壁与底梁交接处砌砖墩或垫枕木垛，使沉井压在砖墩或枕木垛上，防止超沉。（三）沉井封底1.干封底施工（1）基底处理：沉井下沉至设计标高后，经2～3d下沉稳定（8h内累计下沉量不大于10mm），即可进行封底，先将刃脚处新旧混凝土接触面冲洗干净或打毛，然后修整井底成锅底形，由刃脚向中心挖放射形排水沟，填以卵石作成滤水盲沟，在中部设3个集水井与盲沟连通。（2）垫层浇筑：在井底铺设200mm厚C15混凝土垫层，采用平板振动器振捣密实，垫层顶面标高误差不超过±20mm，表面应平整光滑，待垫层混凝土强度达到70%后，进行底板钢筋绑扎。（3）底板施工：底板钢筋为双层双向φ20@200，钢筋接头采用直螺纹连接，连接套筒等级为Ⅰ级，接头位置需错开35d，钢筋绑扎完成后浇筑C30P6混凝土，厚度500mm，采用插入式振动器振捣，表面收光2遍，养护时间不少于14d。2.水下封底施工（当涌水量较大时采用）（1）导管布设：采用φ200mm钢导管，导管间距不大于3m，导管底部距井底300mm，导管顶端连接储料斗，容量不小于1m³，导管使用前需进行水密性试验。（2）混凝土浇筑：采用坍落度180～220mm的水下混凝土，强度等级C35，混凝土由搅拌船或地面搅拌站供应，通过导管连续浇筑，浇筑过程中导管埋入混凝土深度控制在2～6m，严禁将导管提出混凝土面。（3）封底质量检查：混凝土浇筑完成后，需进行钻孔取芯检查，芯样抗压强度不低于设计强度的90%，且不得有蜂窝、孔洞等缺陷，取芯后用同强度等级的微膨胀混凝土回填。（四）上部结构施工内隔墙与梁施工：沉井封底完成后，按设计图纸施工内隔墙及梁，模板采用组合钢模板，支撑体系为钢管脚手架，混凝土强度等级C30，浇筑时需注意与井身混凝土的结合，施工缝处需凿毛并洒水湿润。顶板施工：顶板模板采用满堂脚手架支撑，立杆间距600×600mm，横杆步距1200mm，顶板钢筋为双层双向φ18@200，混凝土浇筑采用泵送混凝土，厚度300mm，表面需拉毛处理，养护时间不少于14d。回填土：顶板施工完成后，对沉井周围进行回填土，采用素土分层夯实，每层虚铺厚度250mm，压实系数不小于0.93，回填至地面设计标高后，恢复路面结构层。五、质量标准与安全措施（一）质量标准沉井制作：混凝土表面平整度误差不超过8mm/m，垂直度偏差不超过1/1000，截面尺寸允许偏差±50mm，预埋件位置偏差不超过10mm。沉井下沉：最终下沉标高允许偏差±100mm，刃脚底面高程允许偏差±150mm，沉井水平位移允许偏差H/1000（H为沉井高度），四角中任何两角的刃脚底面高差允许偏差100mm。封底与底板：封底混凝土强度达到设计要求，底板表面平整度误差不超过5mm/m，钢筋保护层厚度允许偏差±10mm，抗渗性能符合设计要求。（二）安全措施高空作业：操作人员需佩戴安全帽、安全带，脚手架搭设需符合规范要求，脚手板满铺并固定牢固，高度超过2m的作业面需设置防护栏杆，夜间施工需配备足够的照明设备。用电安全：施工现场临时用电需符合“三级配电两级保护”要求，配电箱需上锁并设防雨罩，所有电气设备需有可靠接地，潜水电泵使用前需检查绝缘电阻，其值不小于0.5MΩ。机械操作：起重设备需由持证人员操作，吊装作业时设专人指挥，吊斗下方严禁站人，挖掘机作业半径内不得有无关人员，机械设备定期进行维护保养，确保运行正常。应急预案：针对沉井倾斜、突沉、管涌等突发事件，制定专项应急预案，配备应急物资（如沙袋、水泵、钢板等），并定期组织演练，确保发生事故时能及时处置。六、环境保护措施扬尘控制：施工现场主要道路采用混凝土硬化，两侧设置排水沟，出入口设置洗车平台，土方运输车辆需加盖篷布，弃土场设置围挡并洒水降尘，风速大于6级时停止土方作业。噪声控制：施工机械设备需选用低噪声型号，对产生噪声的设备采取减振、隔声措施，夜间施工（22:00～6:00