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河南省南水北调受水区郑州供水配套工程施工4标段22号分水口门密垌泵站沉井工程专项施工方案郑州水务建筑工程有限公司2013年12月13日1目录1.工程概况…………………………………………22.水文气象和工程地质状况………………………23.施工部署…………………………………………44.沉井的制作方法与技术措施……………………75.沉井下沉观测措施………………………………176.沉井下沉预防及治理措施………………………197.安全文明施工措施………………………………248.冬、雨季施工方案………………………………349.应急救援预案……………………………………362河南省南水北调受水区郑州供水配套工程施工4标段22号分水口门密垌泵站沉井工程专项施工方案1.工程概况22号分水口门密垌泵站为沉井式泵站，位于密垌村西总干渠左岸，主要向尖岗水库提水充库，口门处总干渠桩号SH(3)197+655.712，供水目标为尖岗水库。基地占地面积11790m2，总建筑面积约706.5m2。沉井规模与构造：本工程的泵站沉井为钢筋混凝土圆形构筑物，内壁半径13m，外壁半径15.2m，壁厚2.2m，井筒内面积约530.66m2，基坑开挖为挖方19527m³，井内挖方约9054m3。沉井总高度为24.176m，其顶面标高为133.00m（绝对标高，下同），刃脚底标高为108.824m。对照泵站室外地坪的设计标高136.00m，沉井的埋置深度为27.176m。沉井的构造要求为：3.00m厚C10素混凝土封底、2.70m厚钢筋混凝土底板。沉井混凝土强度等级为C30，抗冻等级为F100，抗渗等级为W4。钢筋混凝土保护层：（1）构筑物的钢筋混凝土墙、板的保护层最小厚度为35mm，梁、柱的保护层为40mm。（2）底板下层的保护层最小厚度为40mm，底板其余部位的保护层厚度为35mm。2.水文气象和工程地质状况2.1气象、水文气象：本区域属大陆性暖温带季风气候，多年平均降雨量为632mm，年内降雨分配不均匀。年内大部分降雨集中在夏季，7、8、9三个月的雨量占全年雨量的55％；年际变化幅度也较大。无霜期200余天。历年最大冻结深度270mm。多年平均风速2.5m/s，最大风速可达24m/s。区域内多年平均气温为14.3℃，7月平均气温27.8℃，极端最高温度达43.3℃；1月平均气温为－0.3℃，极端最低温度达－17.9℃。水文：供水工程输水管线沿途穿越交叉断面以上流域面积20km2以上及20km2以下的河流，随着交叉河流的河道特征、集流面积、地形、地貌的变化各有不同，河道洪水受降雨影响较大，且洪水历时较短，在枯水期径流较小。2.2地质概况（1）地质概况密垌泵站工程区地质结构为粘性土均一结构，按岩性可分为3个土体单元，现由上至下分述如下：人工填土（QS）：该层分布于地表，为填筑冲沟形成。大部分已挖除，现状主要存在于3场地西部。厚度3～8m不等。第①层黄土状重粉质砂壤土（alplQ3）：层厚9.0～10.6m。第②层中粉质壤土（alplQ3）：层厚5.5～10.0m，层顶高程112.24～114.14m。第③层重粉质壤土（dlplQ2）该层揭露最大厚度14.3m（未揭穿），层顶高程103.28～107.00m。（2）工程水文地质评价设计泵站底板高程108.82m左右，基础主要位于第①层黄土状重粉质砂壤土底部或第②层中粉质壤土上部，边坡开挖深度12m左右。边坡岩性主要为黄土状重粉质砂壤土。场区预测平均水位、高水位均高于建筑物建基面，施工前应复测地下水位，如施工时地下水位高于基坑开挖坡角，应先进行排水，待地下水位降至坡角以下方可施工。场地工程地质条件一般，有放坡条件，根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）和《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008），结合影响场区边坡稳定的各种不利因素，进行工程地质类比，确定施工临时边坡上部8米高宽比为1:1，下部4.65米高宽比为1:0.5。施工时禁止在周围施加堆载，并加强监测，确保施工安全。场区黄土状土具轻微～中等湿陷性，设计时应根据其对工程的影响采取适当的处理措施。场区预测平均水位、高水位均高于建筑物建基面，施工前复测地下水位，根据地下水埋深情况确定是否需要采取排水措施；第①层黄土状重粉质砂壤土和第②层中粉质壤土，承载力标准值分别为130kPa和160kPa，可作为基础持力层，由于基础埋置较深，为补偿式基础，经深宽修正后承载力估算满足基底压力要求。建议设计部门再根据上部荷载情况进行地基稳定性和变形验算。（3）地质构造与地震工程区位于华北准地台（Ⅰ）黄淮海拗陷（Ⅰ2）西南部，新构造分区属豫皖隆起～拗陷区。本区域主体构造线方向为北西向或近东西向。据“南水北调中线工程近场区地震构造图”，近场区断裂构造主要有：尖岗断裂（F66）、老鸦陈断裂（F64）、须水断裂带（F62）及古荥断裂（F65）等。工程区处于豫皖地震构造区。据中国历史地震目录记载，本区附近地区近500年来发生有感地震7次，震中震级多为5级左右。根据国家地震局分析预报中心编制的《南水北调中线工程沿线设计地震动参数区划报告》及地震安全评价成果，场区地震动峰值加速度为0.10g，相当于地震基本烈度VII度。（4）土壤腐蚀性及其评价4标段内场区土壤对钢结构具有中等腐蚀性，对混凝土具微腐蚀性。2.3沉井井壁摩阻力参数勘察单位根据静力触探比贯入阻力Ps值、土性指标及特征，并参照有关规范要求，推荐了各层土的沉井井壁摩阻力参数如下表所示：层序土层名称静探Ps平均值（MPa）井壁摩阻力（KPa）①1素填土不计②粘质粉土1.5912③1淤泥质粉质粘土0.4212③2砂质粉土1.8320（5m以上为12）③3淤泥质粉质粘土0.51152.4地质条件对沉井所产生的影响因素根据地质勘探报告的分析，本工程的有关地质条件对沉井工程将产生不利的影响。主要因素有：（1）在埋深15m范围内分布的土层为饱和③2砂质粉土。根据有关规范要求，在抗震设防烈度为7度时，运用标准贯入试验判定，液化强度比为0.98,液化指数为0.71，属轻微液化。（2）由于③2砂质粉土层较厚，结构性差，透水性较强，沉井开挖时有可能造成流砂。为此，在沉井的设计和施工中充分考虑这一影响因素，尤其在施工过程中，采取必要的降水措施。（3）沉井的沉入深度处于③3土体中。该层土体为淤泥质粉质粘土，饱和，流塑状态，压缩性高，承载强度较低，因此需要采取地基加固措施，以保证沉井的稳定和控制沉降量。3.施工部署本工程施工工艺流程：场地平整→基坑开挖→第一次沉井制作→第一次沉井下沉→第二次沉井制作→第二次沉井下沉→沉井封底→沉井底板制作→沉井接高。本工程从业主指定电源接出，作为施工用电。发电机备用以便停电时供电，施工用水使用地下水或就近接出使用自来水。施工前期，尽快完成施工用水、电铺设及现场清理、施工临时通道的铺设。3.1主要施工机械与机具配备计划根据各施工阶段的实际需要，合理选择、布置及使用施工机械，是加快施工进度、提高工效和保证施工顺利进行的必要条件。本工程沉井各阶段所配备的主要施工机械与机具详见下表：5序号机械名称、型号数量使用部位功率KW1压密注浆设备与设施3套沉井底部地基加固302液压式挖掘机住友LS2801基坑开挖、回填柴油机3电动蛙夯H-201型2土基及回填土夯实4×24砼汽车泵（R=36m）1沉井浇砼柴油机5自落式砼搅拌机（JG250）1砂浆和零星砼拌制56W-1001履带式挖机1井内挖土及垂直运输柴油机7电焊机BXI-3303施工全过程3x20KVA8插入式振动器HZ6X-508振捣砼8×1.59平板式振动器PZ-5012振捣砼2×1.510钢筋切断机GJ5-40-1（QJ40-1）1钢筋制作成型311钢筋弯曲机GJ7-45（WJ40-1）1钢筋制作成型2.812钢筋调直机GJ4-14/4（TQ4-14）1钢筋制作成型413钢筋对焊机UN1-75型1钢筋对接100KVA14潜水泵QS32×25-4型25m3/h4井内排水4×2.515高压水泵8BA-18型，1.25MPa2沉井冲泥备用2×416小型空压机（0.6MPa）2砼面凿除与清理2×53.2主要劳动力使用计划3.2.1劳动力组织的特点与一般工程不同，本工程为大型的沉井构筑物，工艺技术独特，专业性强，一般需要连续地快速施工，因此劳动力组织具有以下特点：（1）井内土方开挖等作业均为专业性较强的施工项目，需要选择具有沉井施工经验的专业施工队伍进行施工。（2）根据沉井应连续施工的需要，与沉井有关的降水、挖土等劳动力应组成两班制，实行昼夜交接班作业。劳动力的投入量需要作相应的增加。（3）本工程的沉井为直径30.40m的圆形构筑物，制作的技术难度较大，尤其是钢筋与模板分项，操作技术要求高，因此劳动力的组织应选择具有类似工程施工经验的熟练技工。3.2.2主要工种的劳动力配备数量（1）钢筋工：60人（包括钢筋制作成型）（2）支模木工：45人6（3）混凝土工：20人（4）泥工：10人（5）挖土工：28人（分两班作业）（6）普工：12人（分两班作业）（7）测量工：2人3.3沉井各阶段主要工序的施工进度计划根据沉井工程的特点与分阶段组织施工的需要，各阶段主要工序的施工进度计划安排如下：（1）施工准备阶段：完成各项施工准备工作的时间需要10日历天。（2）沉井制作与下沉阶段：该阶段的作业进度控制计划为60日历天。其中主要工序的进度安排分别为：第一次沉井制作20天；沉井混凝土养护10天左右，满足沉井下沉设计强度的要求，第一次沉井下沉5天，第二次沉井制作10天；沉井混凝土养护10天左右，满足沉井下沉设计强度的要求；沉井下沉至设计标高需要5天。井壁上部接高在封底完成后混凝土达到一定强度后进行。（3）沉井封底与收尾阶段：该阶段的作业进度控制计划为20日历天。主要工序的进度安排分别为：封底前的沉井稳定性观测10天；沉井封底5天；沉井内结构收尾5天。（4）余下井壁接高：该阶段的作业进度控制计划为40日历天。根据上述作业进度控制要求，沉井工程的施工周期约需要130日历天。如能采取相关的赶工措施，沉井的施工周期尚存在一定的压缩余地。3.4压密注浆地基加固方法3.4.1设计要求考虑到沉井持力层处在地质条件较差的③3淤泥质粉质粘土层内，设计要求对该层土体采取压密注浆的加固措施。压密注浆加固的深度和宽度分别为：自沉井底标高123.50m处起，至③3底部120.50处为止，深3m；注浆区域的宽度为直径36.4m，比沉井的外壁直径（30.4m）扩大6m。为了保证③3层的土体加固能满足沉井工程安全使用的需要，设计对压密注浆的加固措施明确了以下要求：（1）水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。（2）压密注浆的水泥用量为每m3控制为200～250kg，水灰比应小于0.4～0.45，压密注浆的压力控制在0.2～0.5MPa。为了保证注浆效果，在试压密注浆时可掺加减水剂及水玻璃，具体掺量由施工时根据实际情况考虑。（3）压密注浆在沉井制作前进行施工。压浆顺序要求先在外围沿边进行，然后由外7围向中间压浆。压密注浆孔应呈梅花形布置，孔距控制在800～1000mm之间。（4）严格控制压密注浆的标高，以确保基础以下压密注浆的厚度。（5）注浆加固体的28天静力触探比贯入度阻力应≥1.4MPa。4.沉井制作方法与技术措施4.1、沉井施工总体安排：根据现场实际情况、征地范围及后来变更情况，无法按设计边坡开挖，故计划第一次土方开挖8m深，边坡放坡1:1；第二次土方开挖4.65米，边坡放坡1:0.5。由于边坡较陡，且上部8米是由建筑垃圾堆积而成，时常有砖渣掉落，为了施工安全考虑，经建管局、地质、设计、监理多方商议，决定采取喷浆支护对基坑边坡进行防护（施工具体情况见基坑喷浆支护施工方案）。然后进行第一次井壁制作，井壁制作到9.5m时，进行沉井第一次下沉。在井壁下沉到露出地面0.5m时进行第二次井壁制作，第二次井壁制作到13.5米后，进行沉井第二次下沉，沉井下沉到设计高程后，进行封底、底板浇筑工作。最后对剩余13.88m的上部井