粗格栅沉井不排水下沉施工方案论证版

青岛市李村河污水处理厂改扩建工程粗格栅及进水泵站沉井不排水下沉施工方案编制：审核：北京久安建设投资集团有限公司二0一五年七月九日目录一、工程概况.................................................................1二、编制依据.................................................................1三、进度计划.................................................................1四、沉井下沉施工方法.........................................................14.1、沉井基坑开挖........................................................14.2、砂垫层铺设..........................................................24.3、砂垫层厚度计算......................................................24.4、承载力校核..........................................................24.5、沉井刃脚底模........................................................34.6、沉井不排水下沉......................................................34.7、不排水沉井下沉施工原理..............................................44.8、下沉各阶段的施工....................................................44.9、下沉系数验算........................................................64.10、沉井下沉施工措施...................................................74.11、沉井下沉测量控制...................................................74.12、沉井下沉过程中可能会出现的各种问题及应急措施.......................84.13、沉井下沉允许误差..................................................104.14、沉井封底..........................................................10五、劳动力计划表............................................................12六、主要施工机械设备表......................................................13七、质量保证措施............................................................14八、安全保证措施............................................................148.1、施工安全生产措施...................................................148.2、保证安全的主要措施.................................................158.3、下水（水上）作业安全措施...........................................15青岛市李村河污水处理厂扩建工程1青岛市李村河污水处理厂改扩建工程粗格栅及进水泵站沉井不排水下沉施工方案一、工程概况青岛市李村河污水处理厂改扩建工程粗格栅及进水泵站为T型沉井，T型沉井平面尺寸为(长10.3m×10.8m+13.4×5.8m)，内有两道隔墙,底标高▽-8.55m，顶面标高▽4.42m，沉井下沉总深度为12.97m。根据现场沉井周边构筑物及地质情况，设计要求本沉井下沉方案沉井采用不排水法进行沉井下沉。二、编制依据2.1、青岛市李村河污水处理厂改扩建工程粗格栅及进水泵站工程设计有关文件；2.2、青岛市李村河污水处理厂改扩建工程粗格栅及进水泵站工程施工图纸；2.3、本工程现场踏勘情况及地质勘察资料；2.4、与本工程相关的工程施工验收规范、技术质量标准、技术操作规程，主要有：GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》；GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》；GB50205-2011《钢结构工程施工质量验收规范》；GB50208-2002《地下防水工程施工质量验收规范》；GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》；SL105-95《水工金属结构防腐蚀规范》；GB50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》；GBJ141-2008《给水排水构筑物施工及验收规范》；三、进度计划计划下沉施工工期为25天。四、沉井下沉施工方法4.1、沉井基坑开挖基坑开挖前先平整场地，随后根据设计井位座标将井位放出，并利用周围环境做好井位控制点并加以保护，同时对水准点进行复测。施工中所设的座标控制点、高程控制桩在项目监理复核无误后方可进行下道施工。青岛市李村河污水处理厂扩建工程24.2、砂垫层铺设由于地基承载力较低，为保证沉井节制作时的稳定，刃脚底部需采用砂垫层进行换基，以提高地基承载力。4.3、砂垫层厚度计算砂垫层厚度计算采用如下公式：fk≥G0/(L+2hstanα),式中：G0－沉井单位长度的重量（146KN/m）；fk-砂垫层底部土层的承载力标准值(50kPa)；，L－沉井刃脚下素混凝土垫层宽度（1.4m）；hs－砂垫层的厚度（m）；α－砂垫层的扩散角，取350；mhhahLGfsSsK12.103tan24.114650tan200因此，砂垫层厚度取1.2m。砂垫层采取分层洒水铺设，层厚控制在30-40cm，采用挖掘机、平板振动器进行碾压夯实。质量检测方法一：采用环刀法进行干容重测定，以不小于15.5KN/m3为合格；方法二：钎探法，即用长196cm，Φ16mm圆钢，在距砂面50cm的垂直高度上自由下落，钢钎头部沉入砂面层深度≤7cm者为合格。4.4、承载力校核砂垫层承载力校核采用下式计算：Ó＝G/(B+2b)Ó极限，式中：G-沉井每延米重量（含施工荷载）G＝146KN/m；B-刃脚底部素砼垫层有效宽度B＝1.4m；b－素砼垫层沿井壁内外各扩放宽度b=200mm；[Ó]-砂垫层极限承载力取450kPa；Ó=146/（1.4+2*0.2）＝81.1kPaÓ极限计算表明：承载力满足施工荷载要求。青岛市李村河污水处理厂扩建工程3C、下卧层承载力验算Ó下＝G/(B+2b+2Htgа)+rsH-γd[Ó下]式中：G－沉井每延米重量G＝146KN；а－砂垫层的压力扩散角а＝350，rs－砂容重，取15.6KN/m3，B-井壁的厚度1.0m，H－砂垫层厚度1.2m，b-素混凝土垫层扩出井壁宽度0.2m，[Ó下]－下卧层地基允许承载力为50Kpaγd－下卧层土重度取18.3KN/m3；综上：Ó下＝146/（1+2*0.2+2*1.2*0.7）+15.6*1.2-18.3=47.8Kpa[Ó下]，满足施工时的沉井稳定要求。4.5、沉井刃脚底模沉井刃脚异型面采用砖胎模成形，沿井壁中轴线浇筑C20素混凝土垫层，厚度150mm，宽度2000mm。砖模用标准砖，M10水泥砂浆砌筑，并在斜面上铺一毡两油作为隔离层，砌筑时，间隔1m预留20-30mm垂直缝，便于立模时的对拉螺栓拉紧外模和砖模的拆除。为保证沉井下沉时的平衡，避免下沉容易引起偏斜，建议在将粗格栅内的一道厚400mm的隔墙改为后浇，以方便沉井下沉。4.6、沉井不排水下沉沉井部位由于淤泥的细沙、粉质粘土及粗砂砾层，因此沉井下沉采用不排水下沉。粗格栅及进水泵站内有两道隔墙，准备每个井格内各安装一台泥浆泵，分三班24小时施工作业，施工时同时分层、均匀、对称的进行冲吸泥浆，确保每一个格间内出土高差不超过0.5m，本工程沉井制作在基坑围护内，下沉前下沉前支护基坑内不需要将沉井四周回填土土方，直接凿除砖胎膜慢慢下沉。泥浆池和沉淀池的设置。沉井下沉需要出土(10.4*10.1+13.2*5.4)*6.5=1146m3；转化为泥浆水，一般按含泥量25%计算，排出的泥浆量约5000m3，现场所设一个500m3的泥浆池和一个300m3沉淀池，当泥浆池泥浆排满后沉淀的清水流放到沉淀池沉淀，沉淀下来的清水导管排放，泥浆池沉淀的淤泥外运到指定地点堆放。（具体长度根据现场用地情况确定泥浆池和沉淀池的尺寸）。主要工艺流程：青岛市李村河污水处理厂扩建工程44.7、不排水沉井下沉施工原理沉井采用水力排土不排水下沉工艺系指使用高压水(水泵出口压力宜大于1．2MPa)通过水枪将土体破碎并与水枪的出水混和使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后用水力吸泥机将泥浆吸出，从排泥管排出沉井送至泥浆沉淀池，同时往井内注入清水，在确保井内外水位相对平衡的情况下，先破碎刃脚内侧砖胎膜和斜面处土体，减少土体对沉井的摩擦力和刃脚斜面处踏面对沉井的阻力，局部使沉井下沉具备破土下沉的轨迹。不排水下沉与排水下沉相比，不排水下沉完全可以避免沉井内开挖面与地下水位间的水头差，防止下沉过程中的流砂、涌土等现象，提高作业的安全性和沉井下沉的稳定性，能有效控制沉井周围地基的沉降。在下沉过程中泥浆泵浮在水面上，由潜水员水下冲泥，清基配合下沉，这种施工方法，设备简单，效果显著，采用这种方法进行沉井下沉，能确保沉井稳定，不易偏离。所需设备由清水泵、高压水泵、高压水枪及管路、浮筒式泥浆泵以及排泥管路组成。本工程采用3台清水泵、3台6D型水泵及高压水枪，3台NL150泥浆泵（Ф100mm）及相应管路。4.8、下沉各阶段的施工吸泥土时，按照“先中间，后四角，先锅底，后刃脚”的原则对称施工。1）初沉阶段清除井内外杂物后，在沉井上搭设好施工作业平台，施工作业平台待沉井浇筑结束养护泥浆泵、潜水设备调试井外和井内输水、输泥管路安装井内水力机械（水枪、泥浆泵、潜水设备）安装水下冲泥，冲水抽吸泥浆沉井井位观测沉井下沉到位沉井制作完成、拆模清理青岛市李村河污水处理厂扩建工程5到期前一周开始搭设，供潜水员下水用，平台采用[25的热轧槽钢作支撑，两端采用电焊固定在沉井顶部的预埋铁件上，平台上设护栏，以确保牢固和安全。井内分别安装3台泥浆装置，另一端接至泥浆沉淀池；井外安装3套高压冲泥系统，水源取自附近蓄水池，一端连接井内的高压水枪。泥浆泵设施安装好后应进行负荷试运转，保证设备能按施工工艺要求正常运转，水力吸泥机及水枪均应经过水压检验，检验压力为工作压力的l.5倍。沉井下沉前刃脚部位均位于地下水位以上，刃脚先由施工人员采用凿岩机对称将砖胎膜凿除，砖胎膜凿除后再用水枪将刃脚部位的泥土冲洗掉，冲洗刃脚泥土时要对称施工，在这过程中，沉井刃脚会缓慢嵌入砂垫层及地基，并达到平衡，此时刃脚埋设砂内形成了下沉的“轨道”。2）正常下沉阶段先将3台浮式泥浆泵分别施工放在的沉井内，用橡胶管连接泥浆泵与水下吸土器，吸土器设有缆绳，通过缆绳控制吸土器的位置，高压水枪有潜水员下水操作。待设备调试正常，然后往井内注水至与沉井外侧地面同高程。井内水位通过高压水枪注水，保持在一定高度。吸土时由潜水员水下配合。首先冲泥时，可先在水力吸泥机的吸泥龙