张家界沉井施工方案

张家界地区沉井施工综合技术方案一、工程概况与地质条件分析1.1工程背景本项目位于张家界市城区西北部，为市政排水工程配套沉井结构，设计内径8m，井深16.5m，采用钢筋混凝土薄壁结构，井壁厚度600mm，刃脚高度1.8m。沉井作为地下截流井使用，需承受上部3.5m覆土荷载及侧向水土压力，设计使用年限50年，结构安全等级二级。1.2地质水文特征根据勘察数据，场地地层分布自上而下为：①素填土层：厚0.5-1.2m，松散状态，含植物根系，承载力特征值fak=80kPa②强风化泥质粉砂岩：厚1.5-4.1m，紫红色，泥质构造，节理裂隙发育，岩体破碎呈碎块状，遇水易软化，fak=200kPa③中风化灰岩：揭露厚度0.8-3.0m，灰白色，隐晶质结构，中厚层状构造，隐节理较发育，岩芯呈短柱状，fak=2500kPa地下水位：埋深2.3-3.5m，受季节性降雨影响明显，丰水期水位上升0.8-1.2m，渗透系数k=1.5×10⁻³cm/s1.3气候环境特点属中亚热带湿润季风气候，年均降水量1400mm，集中在4-6月，最大小时降雨量达56mm；夏季最高气温38℃，冬季最低气温-2℃；施工区域周边50m范围内有居民点，需控制施工噪音及扬尘污染。二、施工总体部署2.1施工流程规划采用"分节制作、一次下沉"施工工艺，总工期控制在90天，关键线路如下：graphLRA[施工准备]-->B[基坑开挖]B-->C[砂垫层+承垫木施工]C-->D[第一节沉井制作(4.5m)]D-->E[第二节沉井制作(6.0m)]E-->F[第三节沉井制作(5.0m)]F-->G[排水下沉施工]G-->H[沉井封底]H-->I[底板及内部结构施工]2.2场地平面布置施工区：设置沉井作业区（20m×20m）、钢筋加工区（10m×8m）、模板堆放区（12m×6m），各区用2m高彩钢板围挡隔离办公区：布置集装箱式临建（3间，每间3.6m×6.0m），距离施工区30m排水系统：沉井周边设环形排水沟（宽300mm×深400mm），配备3级沉淀池（6m×2m×1.5m），经处理后排入市政管网材料堆放：水泥、砂石料设置防雨棚（15m×10m），钢材架空堆放（离地300mm），设置材料标识牌2.3资源配置计划机械设备：主要机械：220型挖掘机1台、长臂挖掘机1台、Φ500泥浆泵4台（2用2备）、空压机2台、全站仪1台、水准仪1台特殊设备：岩石破碎机1台、液压纠偏装置2套、深井降水设备3套人力资源：管理人员：项目经理1人、技术负责人1人、安全员2人、质检员1人作业人员：钢筋工8人、木工10人、混凝土工6人、沉井下沉专业班组12人材料计划：C30P6抗渗混凝土480m³、HRB400E钢筋52t、Φ48×3.5mm脚手架钢管20t、18mm厚木模板600㎡三、关键施工技术3.1沉井制作施工3.1.1地基处理与垫层施工基坑开挖：采用机械开挖至-2.5m标高，坑底尺寸比沉井设计轮廓大2.0m，边坡按1:0.75放坡，坡面挂网喷C15混凝土（厚100mm）防护砂垫层铺设：选用中粗砂，分层铺设（每层厚300mm），平板振动器振捣密实，垫层顶面设2%坡度坡向排水沟，总厚度800mm承垫木布置：采用200mm×200mm×2000mm松木垫木，沿刃脚内侧均匀布置，间距1.2m，垫木顶面抄平误差控制在±5mm内，垫木间用砂填实3.1.2模板与钢筋工程模板体系：刃脚模板：采用砖模+钢模板组合体系，砖模用MU10红砖砌筑，内侧抹20mm厚1:3水泥砂浆，表面涂刷脱模剂井壁模板：采用18mm厚酚醛覆膜木模板，50×100mm方木背楞（间距300mm），Φ48×3.5mm钢管围檩（间距600mm），对拉螺栓采用Φ16mm止水螺栓（间距600×600mm）模板安装允许偏差：轴线位置±5mm，截面尺寸±10mm，垂直度≤1/1000且≤30mm钢筋工程：井壁钢筋：竖向钢筋Φ20@150mm，水平钢筋Φ16@200mm，双层双向布置，保护层厚度50mm（采用C30混凝土垫块，间距800mm梅花形布置）连接方式：直径≥20mm钢筋采用直螺纹连接，连接接头等级Ⅰ级，同一截面接头率≤25%钢筋绑扎顺序：先绑扎刃脚钢筋，再绑扎井壁钢筋，最后安装预埋件（爬梯、透气孔管等）3.1.3混凝土工程配合比设计：C30P6混凝土，掺加粉煤灰（掺量15%）及聚羧酸系高效减水剂（掺量1.2%），坍落度控制在180±20mm浇筑工艺：分节高度：第一节4.5m（至刃脚以上3m），第二节6.0m，第三节5.0m，节间设20mm宽施工缝，涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料浇筑方式：采用汽车泵分层浇筑，每层厚度≤500mm，布料点间距≤3m，振捣采用Φ50插入式振捣棒（振捣时间15-30s），确保混凝土密实养护措施：浇筑完成12h内覆盖薄膜+阻燃棉被养护，养护期≥14d，期间保证混凝土表面湿润，强度达到75%设计强度方可进行下道工序3.2沉井下沉施工3.2.1降水系统布置深井降水：在沉井外侧3m处布置4口降水井（Φ600mm，深20m），井内安装Φ150mm无砂滤管，填砾石滤料，配备Φ50潜水泵持续降水，确保地下水位低于开挖面1.0m以下明排水系统：井内设置4个集水井（1.0m×1.0m×1.5m），配置Φ500泥浆泵排水，抽排的地下水经沉淀池处理后排入市政管网3.2.2下沉控制技术开挖方法：土层开挖：采用"分层、对称、均匀"原则，每层开挖深度0.5-0.8m，先开挖中部土体，后开挖周边土体，保留刃脚处1.5m宽土堤岩层处理：遇中风化灰岩时，采用静态爆破（膨胀剂）破碎，严禁放大炮，破碎后的岩块人工清至井外下沉监测：观测点布置：在沉井顶面布设4个沉降观测点（东西南北侧各1个），1个中心点监测频率：下沉初期每2h观测1次，下沉速率加快至0.1m/h时每30min观测1次控制指标：刃脚高差≤50mm，轴线偏差≤1%H（H为沉井高度），下沉速率控制在0.1-0.2m/h纠偏措施：倾斜纠偏：采用"偏心压载"法，在高侧刃脚处加载砂袋（每袋50kg），加载量根据偏斜值计算确定（每10mm偏差加载5-8t）位移纠偏：采用"单侧掏土"法，在沉井偏移方向的对侧刃脚处超挖300-500mm，利用沉井自重产生的扭矩进行纠偏3.2.3特殊地质处理强风化泥质粉砂岩：开挖时遇水易软化，需加快开挖速度，同时对井壁进行喷射混凝土（厚50mm）加固，防止坍塌灰岩溶洞处理：发现溶洞时，立即停止开挖，采用毛石混凝土（C20）回填密实，回填高度超过溶洞顶面1.0m3.3沉井封底施工3.3.1干封底施工基底处理：沉井下沉至设计标高（-15.0m）后，进行基底清理，采用人工整平，局部岩面突出部分凿除，确保地基承载力≥250kPa钢筋绑扎：封底钢筋采用Φ16@200mm双向布置，与井壁预留钢筋焊接连接（搭接长度10d），设置Φ10@200mm分布筋混凝土浇筑：分两次浇筑：先浇筑150mm厚C30混凝土垫层，再浇筑800mm厚C30P6抗渗混凝土底板浇筑顺序：从沉井中心向四周辐射浇筑，采用平板振捣器振捣，表面收光2遍，设置测温孔（每10m²一个），控制内外温差≤25℃养护：覆盖薄膜+阻燃棉被养护，养护期≥28d，期间混凝土强度达到设计强度100%后方可停止养护3.3.2渗漏处理施工缝渗漏：采用高压注浆处理，注入水泥-水玻璃双液浆（水灰比1:1，水泥浆与水玻璃体积比1:0.5），注浆压力控制在0.3-0.5MPa蜂窝麻面渗漏：先凿除松散混凝土，用清水冲洗干净后，涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料，再用C35细石混凝土修补密实四、质量安全与环保措施4.1质量控制标准项目允许偏差检验方法沉井刃脚标高±50mm水准仪测量沉井轴线位移≤1%H且≤30mm全站仪测量井壁垂直度≤1/1000H且≤30mm吊线坠+钢尺封底混凝土厚度+50mm，-0mm钻孔取样钢筋保护层厚度+10mm，-5mm钢筋扫描仪4.2安全防护措施高空作业防护：沉井周边设置1.2m高防护栏杆（立杆间距2m，横杆2道），挂密目安全网（网目密度≥2000目/100cm²）作业人员佩戴双钩安全带，设置临边作业平台（宽度≥1.2m），满铺脚手板并固定井下作业安全：配备4台轴流风机（风量≥1500m³/h）向井下送风，保证井下氧气含量≥19.5%设置安全梯（宽600mm，踏步间距300mm），梯笼与井壁牢固连接，每30m设置休息平台井下照明采用36V安全电压，灯具防护等级IP65应急预案：配备应急物资：担架2副、急救箱1个、氧气袋4个、应急照明3套制定坍塌、淹井、触电等事故应急预案，每月组织1次应急演练，演练记录存档4.3环境保护措施噪音控制：选用低噪音设备（昼间≤70dB，夜间≤55dB），破碎机等设备设置隔音棚夜间（22:00-6:00）禁止进行强噪音作业，确需施工时办理夜间施工许可并公告周边居民扬尘治理：施工区域出入口设置洗车平台（长8m×宽3m），配备高压水枪及三级沉淀池裸土覆盖：基坑边坡覆盖防尘网（2000目），土方运输车辆加盖篷布（密闭率100%）废水处理：施工废水经三级沉淀池处理（沉降时间≥2h），pH值控制在6-9之间，悬浮物≤100mg/L生活污水经化粪池处理后排入市政管网，食堂设置隔油池（容积1m³）五、施工监测与验收5.1施工监测方案监测项目：沉井沉降、倾斜、周边土体位移、地下水位监测频率：沉降及倾斜：下沉期间每2h一次，稳定后每天一次土体位移：开挖期间每天一次，沉降速率≤5mm/d时改为每周2次预警值：沉井倾斜：≥1.5%H周边土体位移：≥30mm地下水位降深：≥5m5.2验收标准与流程分部分项验收：沉井制作验收：模板、钢筋、混凝土分项工程验收，验收合格后方可进行下沉施工下沉验收：检查沉井最终标高、轴线偏差、井底平整度，提交下沉记录及监测报告封底验收：检查封底混凝土强度、厚度、抗渗性能，进行闭水试验（24h渗水量≤2L/m²·d）竣工验收：验收资料：施工记录、隐蔽工程验收记录、试验报告、监测报告等验收组织：由建设单位组织设计、监理、施工单位共同验收，验收合格后签署竣工验收证书六、施工进度计划与保障措施6.1进度计划安排工作内容开始时间结束时间持续天数备注施工准备第1天第7天7含图纸会审、方案审批基坑开挖第8天第12天5机械开挖+人工修整沉井制作第13天第42天30分3节制作沉井下沉第43天第65天23含降水、开挖、纠偏封底施工第66天第75天10含基底处理、混凝土浇筑内部结构施工第76天第85天10含钢筋、模板、混凝土验收清理第86天第90天5竣工验收、场地清理6.2进度保障措施组织保障：成立进度管理小组，每周召开进度协调会，分析滞后原因