微挖沉井施工方案

微挖沉井施工方案一、施工准备（一）地质勘察与方案设计施工前需进行详细地质勘察，沿沉井外周2米范围布设不少于3个钻孔，深度应达到设计基底以下5米，提供各土层物理力学指标，包括土的重度（18-22kN/m³）、内摩擦角（砂土30°-35°，粘性土15°-25°）、粘聚力（粘性土10-30kPa）、渗透系数（砂土1×10⁻³-1×10⁻⁵m/s）及地下水位埋深。针对特殊地质条件需进行专项评估：含承压水地层需验算突涌稳定性，松散砂层需评估管涌风险，岩层需测定单轴抗压强度。根据勘察结果建立地质力学模型，采用有限元法计算沉井下沉系数（K=1.05-1.25），确定分节制作高度及辅助下沉措施。（二）场地准备与测量控制场地整平后需压实处理，地基承载力应≥150kPa，软弱地基采用级配砂石垫层（厚度500-800mm），分层碾压密实度≥93%。测量控制网设置三级复核制度：建立独立坐标系统，布设4个永久控制点组成闭合导线，采用全站仪进行沉井轴线定位，误差控制在±3mm内；沿沉井外周30米设置3个水准基点，使用二等水准测量精度进行高程传递；在井壁顶部布置8个沉降观测点，下沉期间每2小时观测一次，倾斜观测采用测斜仪与全站仪双控，允许偏差≤1/500H（H为沉井高度）。（三）临时设施与资源配置施工用水采用ф100mm供水管网，设置3个取水点，水压保持0.3MPa以上；供电系统采用双回路设计，配备200kW柴油发电机作为备用电源。主要施工设备配置如下：土方工程：WY220型液压挖掘机（斗容1.2m³）2台，配备加长臂（6m）用于深井取土；25t汽车吊1台，负责材料吊装混凝土工程：HBT60型混凝土输送泵2台，插入式振动棒（ф50mm、ф30mm）各6台，强制式搅拌机（JS1000）1套降水系统：轻型井点（ф50mm井点管，间距1.2m）或管井（ф300mm，井深超沉井刃脚3m），配备真空泵（真空度≥65kPa）监测设备：全站仪（测角精度1″）、水准仪（DSZ2）、测斜仪（分辨率0.01mm/m）、应力传感器（量程0-50MPa）二、沉井制作（一）刃脚支设工艺根据沉井自重（≤2000kN）及地基承载力选择支设方式：垫架法：适用于大型沉井（边长＞8m），采用160mm×220mm枕木沿刃脚周长密铺，间距500-800mm，垫木间用中砂填缝。定位垫架设置8组（圆形）或4组（矩形），每组由3根垫木组成，按"井"字形布置，通过水准仪找平，顶面高差≤10mm。垫木数量按公式计算：n=G/(a×b×[σ])，其中[σ]为地基容许承载力，矩形垫木（a=2.2m，b=0.16m）单根承载力约50kN。砖垫座法：用于中小型沉井（重量＜800kN），采用MU10烧结砖、M5水泥砂浆砌筑，沿刃脚周长分6-8段，每段长2-3m，段间留20mm空隙。垫座内侧抹20mm厚1:3水泥砂浆，表面平整度误差≤5mm/m。土模法：适用于干燥土层，人工修整土胎模，表面铺设塑料薄膜+20mm厚水泥砂浆抹面，设置φ12mm钢筋网片防止开裂。（二）钢筋工程施工钢筋加工前进行力学性能检测，HRB400E级钢筋抗拉强度标准值≥400MPa，屈服强度≥360MPa，伸长率≥16%。井壁钢筋采用双层双向配置，竖向钢筋直径≥16mm，间距150-200mm；水平钢筋直径≥12mm，间距100-150mm；刃脚部位设置加强筋，采用φ25mm钢筋形成闭合箍，间距100mm。钢筋绑扎要求：交点绑扎率100%，采用20#火烧丝双股绑扎，搭接长度50d（d为钢筋直径），焊接接头采用双面焊，长度≥5d，同一截面接头面积百分率≤25%。预埋件安装包括：钢刃脚：采用Q235B钢板（厚度12-16mm），与井壁钢筋焊接牢固，焊缝高度≥8mm穿墙管：采用柔性防水套管，与井壁钢筋点焊固定，轴线偏差≤10mm观测点：采用φ20mm不锈钢棒，埋入深度≥200mm，外露50mm（三）模板工程与混凝土浇筑模板体系采用18mm厚酚醛覆膜多层板（周转次数≥15次），50×100mm方木背楞（间距300mm），φ48×3.5mm钢管支撑。内模采用满堂脚手架支撑，立杆间距600×600mm，扫地杆距地面200mm，步距1500mm；外模采用对拉螺栓固定，螺栓间距500×600mm，中间设置50×50×3mm止水片。模板安装允许偏差：轴线位置±5mm，截面尺寸±10mm，表面平整度≤3mm/m。混凝土施工采用C35P8抗渗混凝土，配合比设计要求：水泥用量≥320kg/m³，水胶比≤0.5，砂率35%-40%，掺加粉煤灰（掺量15%-20%）和聚羧酸系减水剂（掺量1.2%-1.5%）。浇筑采用分层推移式，每层厚度500mm，使用φ50mm振动棒振捣，插点间距≤500mm，振捣时间15-30s，直至混凝土表面泛浆、不再下沉。混凝土运输采用罐车（容量8m³），从搅拌站到浇筑现场时间≤90min，入模温度控制在5-30℃。施工缝处理：水平施工缝设置300mm宽止水钢板（厚度3mm），表面凿毛后清除浮渣，浇筑前涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料。养护采用覆盖薄膜+阻燃棉被保湿，养护期≥14d，期间混凝土强度未达1.2MPa不得上人作业，未达70%设计强度不得拆除模板。三、沉井下沉（一）下沉准备与抽垫作业沉井混凝土强度达到设计强度100%后方可进行下沉作业，抽垫前需完成：垫木拆除验算：计算垫木抽出后的地基承载力，确保剩余垫木承载力≥1.2倍沉井自重排水系统：井内设置4个集水井（深1.5m，φ800mm），配备4台φ150mm污水泵（扬程≥20m）防偏措施：在沉井外壁安装8个激光接收靶，对应地面设置激光投线仪抽垫作业严格遵循"分区、依次、对称、同步"原则，将沉井周长分为8个作业区，每组2人对称操作。抽垫顺序：先抽一般垫木，后抽定位垫木；先短边后长边，每次抽垫数量≤总数量的1/4。抽出垫木后立即回填砂夹石（砂:石=3:7），分层夯实（每层300mm），密实度≥90%。抽垫过程中监测下沉量，当每小时下沉超过50mm时应暂停抽垫，检查是否存在偏斜。（二）微挖下沉工艺采用"中心岛式开挖+分层阶梯取土"法，配备微型液压挖掘机（斗容0.3m³）配合长臂挖掘机作业，具体流程如下：初始下沉阶段：从井中心向刃脚均匀扩展，形成锅底形（锅底比刃脚低1.0-1.5m），每层开挖厚度500mm，严禁超挖。正常下沉阶段：保持刃脚处土堤宽度1.5-2.0m，按"先中间后四周、分层对称"原则开挖，每层开挖深度≤1m，各区域土面高差≤500mm。岩层处理：遇岩层时采用静态爆破，钻孔间距300mm，孔径42mm，装药深度为孔深的2/3，单响药量控制在10kg以内，避免振动影响周边环境。特殊土层处理：流砂层：采用"水下挖土+井内注水"平衡水压，配合井点降水降低地下水位，挖土机头部加装密封罩防止流砂涌入。卵石层：采用液压破碎锤破碎，粒径＞300mm的卵石及时清运，防止卡阻刃脚。（三）下沉控制与纠偏下沉速度控制在0.5-1.0m/d，通过调节取土顺序和深度实现：偏斜监测：每下沉500mm进行一次全面观测，当倾斜度超过1/500时立即纠偏。纠偏方法：配重纠偏：在高侧刃脚处堆放沙袋（重量50-100kN），利用偏心荷载调整倾斜挖土纠偏：在低侧刃脚处多挖50-100mm，高侧少挖或不挖，形成反向坡度射水纠偏：在高侧井壁开设射水管（φ50mm），压力0.3-0.5MPa，冲刷土体减小摩阻力空气幕纠偏：沿井壁预埋φ20mm铜管（间距500mm），通过空压机注入压缩空气（压力0.6-0.8MPa），形成气膜减阻（四）辅助下沉措施当下沉系数K＜1.05时，采用以下辅助措施：触变泥浆护壁：在井壁外侧预设泥浆管（φ32mm），注入膨润土泥浆（比重1.1-1.3，粘度25-30s），形成20-30mm厚泥浆套，可降低摩阻力30%-50%。高压射水：在刃脚处设置射水嘴（φ20mm），压力1.5-2.0MPa，射水方向与井壁成45°角，助沉同时冲刷刃脚障碍物。压重下沉：在井顶堆放钢锭或混凝土块，压重值不超过井体自重的20%，且需验算井壁强度。井内抽水：通过降低井内水位增加自重，抽水深度≤2m，防止流砂发生。四、封底与结构施工（一）干封底施工当沉井下沉至设计标高以上500mm时，停止取土并进行沉降观测，8小时内累计下沉量≤10mm时方可封底。干封底工艺流程：清基处理：采用高压水枪（压力2.0MPa）冲洗基底，清除浮土和淤泥，局部低洼处用级配砂石找平。钢筋绑扎：铺设φ16mm@200mm双向钢筋网，与刃脚预留钢筋焊接，钢筋保护层厚度50mm，设置φ12mm马凳筋（间距1000mm）。混凝土浇筑：分两次浇筑，首次浇筑C30混凝土至刃脚斜面中点（厚度500mm），初凝前浇筑第二次至设计标高，采用平板振动器振捣，表面平整度误差≤10mm/2m。养护与排水：覆盖薄膜养护≥14d，养护期间保持集水井抽水，待混凝土强度达70%后，采用C40膨胀混凝土（膨胀率0.02%-0.03%）封堵集水井。（二）水下封底施工适用于地下水位高、无法排水的情况，采用导管法浇筑：导管布设：采用φ250mm钢导管，间距2-3m，导管底口距基底300-500mm，首次浇筑时导管埋深≥1.0m。混凝土浇筑：采用C35水下混凝土（坍落度200-220mm），首批混凝土量V=πr²h1+πR²h2（r为导管半径，h1为导管埋深，h2为导管外混凝土高度），连续浇筑，导管埋深控制在2-6m，最终混凝土面高出设计标高300-500mm。排水与底板施工：待水下混凝土强度达100%后，抽干井内积水，清除表面松散层，按干封底工艺施工钢筋混凝土底板。（三）内部结构施工封底完成后进行内壁、隔墙、梁、板等结构施工：内壁施工：测量放线后绑扎钢筋，安装18mm厚多层板模板，采用对拉螺栓固定（间距600×600mm），浇筑C30混凝土，分层振捣密实。隔墙施工：与井壁连接处预留插筋（φ16mm@200mm），采用"跳仓法"浇筑，减少混凝土收缩裂缝。顶板施工：采用满堂脚手架支撑（立杆间距800×800mm），铺设18mm厚竹胶板，浇筑C35P6抗渗混凝土，设置后浇带（宽度800mm），42d后采用微膨胀混凝土浇筑。五、质量控制与安全措施（一）关键质量控制点项目允许偏差检查方法检验频率沉井轴线位移≤50mm全站仪每下沉1m检查1次沉井倾斜度≤1/500H测斜仪每2小时检查1次刃脚高程±100mm水准仪每下沉2m检查1次井壁厚度+15mm,-10mm钢尺每10m检查1点封底混凝土强度≥设计值试块检测每50m³留置1组（二）安全技术措施下沉作业安全：井内作业人员佩戴安全帽、安全带，设置安全梯（间距≤10m）和应急爬梯井内照明采用36V安全电压，每50m²设置1盏防爆灯开挖面与井顶距离≥2m时，设置防坠网（网眼≤100mm）井内气体检测（氧气≥19.5%，有害气体≤0.5%），每2小时检测1次防坍塌措施：周边2m范围内严禁堆载，车辆行驶距离≥3m监测周边土体位移，当水平位移超过30mm/d时停止施工雨季施工设置排水沟和挡水墙，防止雨水灌入井内应急预案：配备应急物资：抽水泵（4台）、抢险沙袋（2000袋）、钢板桩（100m）成立应急小组，每月进行防坍塌、防溺水演练与附近医院建立联动机制，配备急救箱和AED设备六、施工监测与验收（一）监测内容与频率监测项目监测仪器精度要求监测频率下沉量水准仪±1mm下沉期间每2小时1次倾斜度测斜仪0.01mm/m每下沉1m1次土压力土压力盒±2kPa每日1次周边沉降全站仪±2mm每日1次裂缝宽度裂缝仪0.01mm每日1次（二）验收标准与流程中间验收：沉井制作完成后，检查混凝土强度、尺寸偏差、预埋件位置下沉过程中，检查下沉速度、倾斜度、摩阻力等参数封底后，检查混凝土强度、厚度、表面平整度竣工验收：结构外观：无蜂窝、麻面，裂缝宽度≤0.2