沉井工程施工技术方案

沉井工程施工技术方案1工程概况与边界条件1.1场地地貌场地位于××市××区××路，原地面标高+4.20m，规划道路设计标高+5.50m，地下水位埋深1.8～2.1m，属典型长江冲积平原地貌，表层3m为粉质黏土，其下10m为淤泥质粉质黏土，再下为粉细砂层。1.2既有障碍场地北侧距运营地铁6号线隧道外边线仅6.5m，隧道顶标高5.30m；南侧3m埋设有DN800污水主干管，管底标高3.80m；东侧10kV高压电缆沟宽1.2m，埋深1.5m。1.3沉井任务本次需下沉两座工作井，编号W1、W2，内净空均为9m×6m，刃脚底标高12.50m，井壁厚0.8m，混凝土强度C35，抗渗P8，下沉深度16.7m，竣工后作为顶管始发与接收井。2设计原则与规范刚性清单2.1设计原则（1）“先护后挖、分区对称、快速封底、全程量测”十六字原则。（2）沉降控制值：地铁隧道差异沉降≤3mm，单点沉降≤5mm。（3）封底完成时间≤24h，防止涌水涌砂。2.2刚性规范《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202—2018《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141—2019《城市轨道交通结构安全保护技术规范》CJJ/T202—2013《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部37号令《××市轨道交通控制保护区管理办法》2022修订版3施工准备3.1技术准备（1）坐标复测：采用LeicaTS16全站仪二级导线闭合差≤1/100000。（2）地下管线数字化：联合产权单位用RD8000管线仪+手井开盖复核，误差≤0.2m。（3）三维数值模拟：Plaxis3D建立50m×50m×40m模型，预测地铁隧道最大附加变形2.1mm，满足3mm控制值。3.2手续准备（1）深基坑危大工程专家论证意见书编号×××，20230415通过。（2）轨道交通保护区施工许可证，××地铁运营公司签发，有效期20230601至20230930。3.3现场准备（1）围挡：2.5m高装配式彩钢夹芯板，顶部喷淋降尘。（2）临电：630kVA箱变一台，三级配电二级漏保，电缆穿PVC套管埋深0.7m。（3）降水：外围设置8口φ800管井，井深22m，滤水管长6m，单井出水量≥30m³/h，降水曲线坡降≤1/6。4沉井结构设计细化4.1井壁分段第一节高3.5m（刃脚+0.5m），第二节至第四节每节3.0m，第五节2.2m，总高14.7m；井壁内侧设0.3m×0.3m牛腿，间距1.5m，用于支撑封底钢梁。4.2刃脚角度内侧45°，外侧30°，刃脚尖宽0.15m，嵌入0.5m深钢板（Q355B，厚16mm）包角，防止遇到块石崩刃。4.3减阻措施井壁外侧预埋φ50注浆管，间距1.2m×1.2m，梅花形布置，单管长1.5m，下沉过程中注入钠基膨润土浆，注浆压力0.15～0.25MPa，减阻率≥30%。5预制与起吊5.1预制平台采用C20混凝土硬化地坪，厚20cm，下设φ500水泥搅拌桩，桩长6m，间距1.2m，承载力≥120kPa。5.2模板体系外模采用定型钢模，面板厚6mm，加劲肋L50×5，每节模板设3层φ20对拉螺栓，水平间距0.6m，螺栓外套PVC套管便于回收。5.3钢筋工程主筋HRB400直径25mm，保护层50mm，采用100%机械连接，接头等级Ⅰ级，位置错开≥35d。5.4混凝土浇筑一次连续浇筑，分层厚度≤0.5m，插入式振捣器间距≤0.3m，表面初凝前二次抹压，覆盖土工布+塑料薄膜养护7d。5.5起吊验算第一节自重420t，采用4台200t履带吊双机抬吊，吊点设于井壁预埋φ40吊环，安全系数≥2.5，起吊角度≤60°，现场试吊离地0.2m静置10min无异常方可继续。6下沉方法选择与计算6.1方法比选（1）排水下沉：降水后水位低于刃脚1m，适合渗透系数k＜1×10⁻⁵cm/s的淤泥质土，本场地k=2.3×10⁻⁶cm/s，可行。（2）不排水下沉：带水操作，需配置空气吸泥机，成本高且地铁隧道对沉降更敏感，弃用。结论：采用“排水下沉+分区对称掏土+减阻注浆”组合工艺。6.2下沉系数计算井体自重G=420+3×380+270=1890t侧壁摩阻力Fs=Σ(0.5×ci×hi×pi×tanφi)=1180t下沉系数K=G/Fs=1.60＞1.25，满足要求。6.3突沉验算刃脚下土体极限承载力qu=5.14×cu=5.14×35=180kPa剩余承载力Δq=qu−γ×h=180−18×12=−36kPa＜0，存在突沉风险，需保留核心土台，台高2.0m，宽4m。7排水下沉实施流程7.1降水运行提前14d启动降水，水位降至刃脚底以下1m，现场每8h测一次观测孔，水位波动≤0.2m。7.2第一步：刃脚初始切入（1）挖除井内表层3m土方，保留中心土台。（2）对称切割刃脚内侧土体，每侧进尺≤0.3m，高差≤0.2m。（3）实时测量：采用NA2水准仪，每2h测一次四角高差，沉降差＞5mm立即停挖。7.3第二步：标准循环（每下沉1m为一循环）（1）布置4台0.3m³小型反铲，对称布置于长边，每台负责2.25m宽条带。（2）先挖中心土台，阶梯式放坡，坡比1:2，台阶宽1m。（3）再挖刃脚内侧0.8m宽隔舱，隔舱跳挖，严禁连续掏空。（4）同步注入膨润土浆，每延米井壁注浆量0.4m³，注浆速度≤5L/min。（5）下沉到位后，立即在井底铺设0.3m厚碎石倒滤层，防止涌砂。7.4第三步：终沉控制距设计底标高0.5m时，改用人工风镐修平，刃脚切入0.1m即停，允许偏差：中心位移≤20mm，垂直度≤1/200。8沉降与位移监测制度8.1监测项目（1）地铁隧道：自动化全站仪+光纤应变计，每10m一个断面，竖向、水平位移精度0.5mm。（2）污水管：在管顶安装LVDT沉降计，采样频率1Hz。（3）沉井本体：四角布置倾角传感器，实时输出倾斜值。8.2预警值黄色预警：单日沉降≥1mm或累计≥2mm橙色预警：单日≥2mm或累计≥3mm红色预警：单日≥3mm或累计≥5mm8.3应急响应黄色：增加观测频率至1次/2h，召开现场碰头会；橙色：暂停挖土，启动注浆加固，2h内上报地铁运营公司；红色：立即回填井内反压砂包，启动应急预案，30min内电话通知轨道交通安全保护区办公室。9封底施工9.1封底厚度计算按抗浮安全系数1.1计算，封底厚度1.2m，混凝土C35，配双层双向φ20@150。9.2水下封底工艺（1）采用导管法，φ300钢管导管，数量4根，对称布置，埋深≥0.8m。（2）首灌量≥6m³，采用滑阀法一次压灌，保证导管底口埋深。（3）连续浇筑，中断时间≤30min，现场留置φ1.5m试坑观察流动度。9.3养护与抗浮封底完成24h内，井内注水至3.0m形成反压；72h后强度达15MPa，方可逐步停泵降水。10质量验收标准10.1主控项目（1）刃脚底标高：±10mm，全站仪实测。（2）井壁厚度：+10mm/−5mm，每节测8点，尺量。（3）混凝土强度：每100m³取1组试件，28d抗压≥35MPa。10.2一般项目（1）井内净空：±15mm，激光扫平仪检测。（2）表面平整度：≤5mm/2m，靠尺检查。（3）渗漏：封底后蓄水0.5m，24h水位下降≤5mm。11安全文明施工措施11.1人员管理（1）所有作业人员持“四证”：身份证、特种作业证、三级教育卡、轨道交通安全培训合格证。（2）井下作业执行“双人制”，佩戴安全绳、防坠器、对讲机，每30min与井上通话一次。11.2机械设备（1）履带吊每日班前检查钢丝绳磨损量，直径减少≥7%强制报废。（2）空压机安全阀每班手动排气试验，压力表每半年校核一次。11.3环境控制（1）土方外运车辆使用智能盖板，冲洗平台设置两级沉淀池，SS≤100mg/L方可排放。（2）夜间施工噪声≤55dB，现场设置移动声屏障。12应急预案12.1突涌征兆：井内水位骤升、混浊度增大处置：立即关闭降水阀，向井内回灌同等水量平衡压力，同时堆码砂袋反压，30min内完成。12.2地铁隧道沉降超限触发红色预警后，启动“三同步”：同步注浆（双液浆，水泥∶水玻璃=1∶1，初凝≤30s）、同步轨道限速（≤25km/h）、同步联系地铁调度中心。12.3吊装事故若发生吊臂折断，立即按下急停，疏散半径50m，启动120急救与119消防，项目经理在15min内向公司安质部电话首报，1h内书面快报。13信息化管理13.1平台架构采用“云+端”模式，前端PLC采集水位、倾角、位移，4G模块上传至阿里云IOT，延迟≤2s。13.2数据看板电脑端与手机端同步，红黄绿三色预警自动推送至微信群，历史数据可导出CSV，供后期审计。14成本控制要点14.1材料节超混凝土采用BIM量模对比，节余率目标2%，现场设置地磅，每车打印小票，超耗>3%启动问责。14.2台班优化履带吊采用“工序串吊”：上午起吊钢筋笼，下午配合沉井，减少进退场次数，每月节省台班费约8万元。15项目组织与职责15.1项目部项目经理：全面负责，第一安全责任人总工：方案编制、技术决策生产经理：现场进度、资源调配安全总监：危大工程旁站、预警发布15.2专业分包降水单位：××井点公司，负责井点成孔、运行、维护监测单位：××测绘院，负责数据真实性，对地铁隧道监测负终身责任16施工进度计划（关键节点）20230601降水启动20230615第一节预制完成20230625第一节起吊、下沉3m20230710第四节下沉到位20230715终沉、封底20230725降水