沉井施工方案(施技科)

1、沉井施工方案一、工程概况1、地质简况：从地质剖面图看，沉井基础从上到下穿过的地层依次为细砂、中砂、粗砂、粘土（亚粘土）。2、工程数量：除3#墩沉井深29.0米外，1#、2#、4#墩沉井深25.0米。全桥沉井砼方量：5562立方米、钢筋347.738吨、角钢7.772吨。其中封底砼每座沉井约190立方米。3、水文简况：根据设计图纸提供最高水位为1003.760。二、施工方案：根据水文资料和现场测量的河床标高和水位标高可知：常水位时期，各墩水深不等。1#墩约1.52.2米、2#墩约2.53.0米、3#墩约0.4米、4#墩约0.9米，枯水期水位更低。根据水位情况和洪水季节对沉井施工的影响，通过方案比

2、较决定：拟1#、2#墩采用钢壳沉井施工，3#、4#墩采用草袋围堰。1、钢壳沉井施工：1#、2#墩采用钢壳沉井。钢壳沉井在岸上制作完毕后，通过滑道下水，并用船载沉井，拖轮牵引浮运就位落床，浇筑砼下沉。 钢壳沉井设计与制作（待后） 钢壳沉井浮运就位：a. 浮运前准备工作：首先计算沉井重心位置是否处于浮运时水面以下，若在水面以上必须采取措施确保重心位置合适，使其在浮运过程中保持平稳。制作下水滑道，对锚碇设备进行全面检查。主尾定位船就位，锚碇抛设及调整工作在浮运前全部完成。对于浮运船组经过的航道进行探测，探明经过水域确无水下障碍，并有足够吃水深度，确保航行无阻。将拉导向船的拉缆盘放在定位船上，拉沉井的

3、拉缆盘放在导向船上，沉井拉缆采取将担缆围缠在沉井外周的办法。浮运前检查钢刃脚的拼装情况及进行水密试验，若不符合要求，进行补漏焊缝。对主拖轮航道一侧的定位船边锚放松，以免妨碍主拖轮航行。另外，沉井就位前先对墩位处河床整平，并测试河床承载能力，若不满足要求，采用抛填碎石（30cm）厚办法加固河床。b. 浮动就位：钢壳沉井从滑道滑下时，后销钢绳绑扎在沉井中上部，采用卷扬机放松下滑，为防止沉井滑偏，在沉井刃脚踏面与钢轨接触的四个地方，用16钢筋焊在刃脚处，卡在钢轨的外侧，强阻偏滑，沉井下滑时前端采用拖轮或在对岸设卷扬机牵引，以便沉井下水。沉井下水后，采用两艘导向船将沉井架牢，拖轮就位并与船组连牢后，解

4、除后销和后锚临时缆绳，此时，导向船组由拖轮控制。拖动船组在预定的航道上行驶，船速不超过3.0公里/小时；浮运中测量船组位置，当船组距主定位船2015米时，拖轮立即停车，两侧帮拖并做好倒车准备，同时迅速用缆绳将预先盘放在导向船头的溜绳引渡到主定位船上系牢，并用导向船绞头慢慢绞紧。两侧帮拖协助使浮运船组逐渐移向墩位水流向的中线上，并慢慢接近主定位船，经便引渡绳缆及溜放船组。引渡导向船上游拉缆，即将盘放在主定位船上拉导向船的拉缆引渡到导向船上。然后进行溜放船组，溜放船组时只让溜绳受力，其它拉缆适当放松，溜放至预定位置时即行停止，接着进行引渡导向船边锚绳和引渡导向船下游拉缆，将导向船与尾定位船用拉缆连

5、接并绞紧。另外，沉井上游拉缆在船组溜放就位后利用溜绳引渡到主定位船上，沉井下游拉缆通过船只引渡至尾定位船上。而导向船部分边锚在沉井下水后进行拖设并绞紧。沉井就位后，测量定位，使其准确落床，纵横轴线中心偏差小于5cm，然后收紧各缆绳，使沉井定位。向各舱内均匀对称灌水，使沉井均匀平稳落入河床。停留24小时，并不断观测沉井位置，如发生位移及时调整，当刃脚冲刷严重时，及时在外壁补填碎石，增加沉井稳定性。经过24小时若无变化，则从井壳内各舱对称均匀抽水，对称浇筑砼直到全部完成。安装第二节沉井模板，绑扎钢筋，迅速浇注砼。当强度达到要求后，立即抓砂下沉。因为第一节沉井切入河床很浅，还处于不稳定状态，受水流冲

6、击，随时有偏位可能，因此第二节沉井尽量争取时间下沉入土以策安全。沉井下沉及其他施工工艺与“施工方案中2”相同。2、围堰沉井施工 草袋围堰：由于在枯水期3#、4#墩河床基本干涸，采用草袋围堰确实可行。在修筑围堰前，先对墩位场地的孤石、杂草、树根、淤泥以及其它杂物予以清除并整平场地。围堰采用草袋筑岛，顶宽2.25米，外侧边坡为1:1，内侧边坡1:0.2。围堰草袋在黄河南岸河滩取土装袋缝合后，采用人工运输至墩位。从测定围堰位置开始人工下放堆码，先上游后下游，依次推进。围堰边坡采用坡度尺控制。当围堰高度至2.0米左右时，即向堰内填砂，水下部分自密，水上部分分层夯实均匀。每层厚度小于30厘米，确保地基承

7、载不小于1kg/平方厘米。为了加强垫木底下的地基承载力在砂垫层上加铺一层40cm厚的碎石，面积为11米17米。由于围堰占河床面积较大，造成河床断面压缩约28.4米。因此，水位必然上升，同时流速加大，有可能因为水流加急而导致围堰出现局部下沉。考虑洪水季节洪水对围堰威胁很大，必须采取可靠措施进行加固。结合以上两种情况，在围堰迎水面设分水尖以减缓水流的冲击。围堰外侧草袋用铁丝网防护，铁丝网下部采用木桩和片石固定，上部采用绳子连成整体固定。另外，为防止水流严重冲刷，在围堰四周外侧草袋边沿加打直径15厘米，长34米的木桩一排。木桩间距为7080厘米，入土深度1.5米2.0米。再在其外抛填1.01.0米的

8、片石。 沉井制作：在围堰施工的同时，进行沉井模板的制作。沉井外模圆端部分和直线部分均采用万能钢模或木模组拼；内模均采用木模板，底节模板每个墩各加工一套，其余各节沉井施工时，改制底节模板的部分尺寸，周转使用。模板制作时，确保其平整度满足技术规范要求。沉井分五节制作，除最后一节高5.0米外，其余均为4.0米。 铺设垫木。垫木采用长短两种垫木（2502016cm和1802016cm）相间布置。铺设垫木总数量通过计算为177根（一座沉井），在刃脚下的垫木，直线段垂直铺设，曲线段径向铺设，隔墙下设排架支撑使期两端与刃脚下的垫木连成一体，以免在灌筑砼时沉降不匀而发生裂纹。垫木铺设时先从各定位垫木开始向两边

9、铺设。垫木下的碎石垫层必须夯实。垫木直接支撑于碎石垫层上，垫木之间缝隙用砂填实。垫木顶面最大高差控制在3厘米以内，相邻两垫木最大高差控制在0.5厘米以内。模板和钢筋安装。垫木铺设完毕后，准确测量刃脚位置，画出刃脚边线。安装模板，其顺序为：刃脚斜面及隔墙底面模板井孔模板安装钢筋立外模调整各部尺寸全面紧固拉杆、支撑等。安装井壁外侧模板时顺直方向装设，若下节位置有倾斜时，应与下节接顺方向安装。安装好的外模上口尺寸不得大于下口尺寸，以利下沉。立第二节以上模板时，采用圆钢拉杆固定模板，不能直接支撑于地面上，以免沉井因加重自动下沉而造成新灌砼发生裂纹。沉井钢筋在内模立好后，外模尚未安装前进行安装，刃脚钢筋

10、则在立外模前就位。 砼灌筑和养护。砼灌注拟投入一台输送泵、两台强制式搅拌机，16吨或40吨吊车一台。输送泵管在浮桥上铺设并固定通向各沉井。沉井砼沿井壁四周对称进行灌筑，避免砼面高低相差悬殊，压力不均而产生基底不均匀沉陷，致使沉井砼开裂。每节沉井的砼分层均匀灌筑，一次连续灌完，每层厚度不超过振捣器作用半径的1.25倍。为使砼强度在3天内达到规定强度，砼配合比考虑采取掺加早强减水剂以提高其早期强度。在砼灌筑完2小时后，立即遮盖浇水养护。浇水养护时，做到细水匀浇，防止筑岛土流失坍陷，致使沉井砼开裂。 拆模。当砼强度达到技术规范要求后，进行模板的拆除。拆模顺序为：井壁外侧模板及井孔内侧模板隔墙下支撑及

11、隔墙底模板刃脚斜面下支撑及刃脚斜面模板。拆除隔墙及刃脚下支撑对称依次进行，从隔墙中部向两边拆除。拆除时先挖去垫木的砂，抽出支撑排架下的垫木，再拆除支撑。拆模后，下沉抽垫前，将刃脚下回填密实，以防不均匀沉陷，保证正位下沉。 沉井入土下沉：根据地质情况，沉井下沉采用不排水除土法下沉，下沉辅助措施采用空气幕助沉法。 拆除垫木。待沉井底节砼强度达到规范要求后，进行拆除垫木。抽垫木前将井内的所有杂物清除干净，抽垫工作分区依次、对称、同步进行。同一编号垫木同时抽光并回填后，抽下一编号垫木。抽垫时，先掏挖垫木下的填砂，再用大锤锤打撬动并挂上绳子，连敲带打迅速将垫木抽出，当抽出几组垫木出现空挡后，立即回填。抽

12、垫过程中加强测量检查以防沉井歪斜。另外，抽垫前在沉井的四个侧面各设一标尺（最小刻度5cm），便于了解和控制沉井下沉情况。 除土下沉。井内除土深度根据土质而定，最深不低于刃脚2米，通过粉砂、细砂等松软地层时，保持井内水位高于井外12米，以防流砂涌向井内，引起沉井歪斜。井内除土采用0.5立方米抓斗作业，除土时均匀地自中间向刃脚对称进行，并随时进行自检，至少每下沉1米检查一次其平面偏位和垂直度，偏位控制应从横桥和纵桥轴线同时进行，可在浇筑砼时在沉井顶部的纵模桥轴线上预埋钢筋作为控制标志。当下沉至设计标高以上2.0米时，注意弃土堆放和适当放慢下沉速度，并控制井内除土量和除土位置，使沉井平衡下沉，正确就

13、位。沉井下沉过程中的接高作业，尽量纠正倾斜，接高节的中轴线与前一节的中轴线重合。沉井接高时，井顶露出地面高度不小于1.0米。另外，沉井下沉全过程中，正确掌握土层情况，作好下沉记录、施工记录、质检记录，以及实际穿过土层的地质剖面图，并报监理工程师签认。 气幕助沉法。除了3#墩沉井下沉深度为29米外，其余各墩沉井下沉深度为25米。土壤与井壁间的摩阻力很大，下沉是有一定困难的。因此采取气幕助沉法辅助下沉。就是在沉井外围井壁预埋环形管路，环形管路分段组成，下部分四段、上部分两段，详图附后。在每层管路上钻若干个小孔再用竖直管将环形管路连通伸出沉井顶面外，通上压缩空气向沉井壁外面喷射籍以减少土壤与井壁间的

14、摩阻力使沉井达到顺利下沉的目的。从沉井刃脚以上4.0米处开始到沉井顶面6.5米以下这段范围内布置环形管路以及气龛，上部较稀，下部较密，共计环形管路1#、2#、4#墩为10层，3#墩为12层，气龛1#、2#、4#墩为540个，3#墩为640个。根据砂层较厚的特点气龛采用5cm15cm。深5cm长方形气龛。气龛布置密度按其作用面积计算，沉井下部0.9平方米/个，沉井上部1.8平方米/个。沉气龛安装必须在模板完全立好固定后再按设计位置正确安装。在外模板内采取可靠措施将气龛固定在外模上，有U型扒钉将25硬塑料环形管固定在气龛位置，再用三通接头接通竖直管路并高出沉井顶面25cm以上，用胶布将接头封好，以

15、免泥砂及杂物堵塞管路及气龛。浇筑砼时特别注意震捣器碰损环形管路，经养护待砼强度达到要求时拆模，拔去气龛木模，用1.0mm钻头在环形管路气龛喷气中心点钻孔并清除小孔周围毛刺以防堵塞，接通压缩空气检查管路是否畅通，没有问题时沉井开始除土下沉。气龛制作工艺流程见下图：备料 管材下料 安装预埋管 浇筑砼沉井立模连接高 钻喷气孔 拆模 砼养生压胶管压气检查气龛 结束沉井下沉12米后，用10立方米空气压缩机（设3个3立方米的风包）送气，当气压为350Kpa时，一次送气5分钟，送气顺序为先沉井上部，再依次到沉井下部；停气顺序为先沉井下部，再依次到沉井上部，停气时缓慢减速压，以免出现瞬间负压，使喷气孔吸入泥砂

16、而被堵塞。 纠偏：沉井在施工过程中若出现平面偏位或倾斜，则应采取措施进行纠偏。当沉井入土不深时，利用偏除土的方法，即在刃脚较高的一侧除土，在刃脚较低的一侧加撑支垫，使沉井在下沉过程中逐渐纠正偏差。当沉井入土较深时，在刃脚较高的一侧采取气幕法进行减小井壁与土壤间的摩阻力，并在该侧用偏除土的方法除土，使沉井下沉时纠正偏差。 基底处理：当沉井下沉至设计标高后，应对基底进行检查，检查完毕后进行基底处理。基底处理包括：基底面整平、清除浮泥、残留物及沉井内井壁、隔墙、刃脚与封底砼接触面的泥污，然后抛填碎石整平。沉井基底处理完成后，应先自行检查，采取潜水员潜至井底进行探测的办法。探测刃脚四周与持力层面接触情

17、况，经及基底是否整平，有无浮泥等。不符合要求采取可靠措施直至符合技术规范要求为止。填好必要的各种资料表格，报监理工程师验收并经书面认可后进行封底砼施工。 沉井砼封底：沉井水下砼封底采用导管法。导管直径采用2530厘米，经计算上下游井孔各需布置导管1根较为合理。砼开始浇注时，首批砼在导管脚的堆积高度按0.8米控制，导管埋深0.50.6米。经计算各根导管所需的首批砼为6.23立方米，故配制储料斗的容量不应小于6.23立方米。砼灌注时保持两根导管的砼面基本水平。因此，进入导管的砼数量必须大致相等，时间大约相同。为了保证封底砼的质量，每小时井底砼面必须上升25厘米以上为宜。故此投入两台强制式拌和机（500L）和卧式输送泵一台，则能满足施工需要。砼的坍落度控制在1620厘米，灌筑过程中导管埋深控制在1.0 米以上。另外，注意砼堆高和扩散情况，正确调整坍落度和导管埋深。砼灌注即将结束时，加大砼坍落度和导管埋置深度，使砼均匀扩散，形成较平坦的表面。最终灌注高度比设计提高15厘米，待砼强度满足要求后，再抽水检验封底质量。 沉井顶板浇注：当封底砼强度满足要求后，抽去井内水，对井内特别是封底质量进行一次全面检查，做好必要资料，经监理工程师认可后，进行顶板浇注。由于沉井顶标高接近或低于河床标高，故需在沉井井顶设一防水圈。防水圈采用25#砼浇注，圈身适量配筋。防水圈壁厚采用30