进水泵房沉井施工方案

天津中心渔港污水处理厂（一期）工程粗格栅及进水泵房沉井施工方案施工单位：中铁十八局集团建筑安装工程有限公司编制：审批：进水泵房沉井方案一、综合说明中心渔港污水处理厂进水泵房平面尺寸为近似“凸”字形，泵房为地下结构，总高12.55米，沉井高度9.75米,第一节制作高度为5m，第二节制作高度为4.75m，其上2.8米及顶板待沉井下沉完毕后现浇。沉井施工前，首先应将表层3.2m软弱吹填土清除，将场地标高降至大沽1m高程，并在四周做好排水沟,为沉井施工做好准备工作。由于管桩施工时送桩深度为6米，沉井下沉约3米后，刃脚底面将到达桩顶位置，此时可暂停下沉，在管桩位置交替局部下挖300mm,并用小型风镐将桩两侧对称慢慢凿掉300mm后，继续下沉，如此返复。中间部位桩采用截桩方式，截断后逐段吊出沉井。沉井下沉过程中，所有预留洞应进行临时封堵。沉井西侧紧临高速公路，沉井下沉前，在沉井西侧施打止水钢板桩，形成钢板桩止水帷幕，达到止水效果，能有效防止地下水流空后，路面下沉。二、施工工艺地基处理——场地平整、测量放线――机械挖土3m――刃脚地基处理――坑内制作沉井刃脚、井壁至5m高并留施工缝――制作第二节井壁4.75m高并留施工缝――砼养护(至100%设计强度)——沉井下沉——沉井封底截底板桩头――底板浇注及养护――第三节井壁及封顶。三、施工方法1．工程测量为了保证测量精度满足设计图纸与施工质量的要求，现场测量工作将按以下部署进行：a、测量工作应抓紧在施工准备阶段开始。根据施工总平面图的坐标控制点，引测工程轴线和高程控制点，为全面开展施工创造条件。b、根据本工程沉井的施工特点，在场内建立平面主轴线控制网和水准复核点，以满足施工的需要。c、施工前期的测量工作应由公司专业测量人员负责、施工员或技术员配合完成。施工期间，现场施工员或技术员负责超平放线工作，公司专业测量人员负责定期复核。d、根据施工图设计要求，完成沉井的沉降观测工作。e、根据本市建设主管部门的有关规定，做好测量技术资料的保存与归档工作。2．沉井的测量控制方法a、沉井位置与标高的控制：在沉井外部地面及井壁顶部设置纵沉井施工顺序图a)制造第一节沉井；b、沉井接长c)挖土下沉；d)封底1-井壁；2-凹槽凸槽；3-刃脚；4-垫层；5-素混凝土封底横十字中心线和水准基点，通过经纬仪和水准仪的经常测量和复核，达到控制沉井位置和标高的目的。b、沉井垂直度的控制：在井筒内按4或8等分作出垂直轴线的标记，各吊线坠逐个对准其下部的标板以控制垂直度，并定期采用两台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时，应随时观测沉井的垂直度，当线坠离标板墨线达50mm时，或四周标高不一致时，应及时采取纠偏措施。c、沉井下沉控制：在井筒外壁周围测点弹出水平线，或在井筒外壁上的四个侧面用墨线弹出标尺，每100mm一格，用水准仪及时观测沉降值。d、沉井过程中的测量控制措施：沉井下沉时应对其位置、垂直度及标高（沉降值）进行观测，每班至少测量两次（在班中和每次下沉后测量一次）。沉井接近设计的底标高时，应加强观测，每2小时一次，预防超沉。e、测量工作的管理措施：沉井的测量工作应由专人负责。每次测量数据均需要如实记录，并制表发送给有关各部门。测量时如发现沉井有倾斜、位移、沉降不均或扭转等情况，应立即通知值班技术负责人，以便指挥操作人员采取相应措施，使偏差控制在规范允许的范围以内。3．刃脚地基处理：制作时，刃脚下应有足够强度的砂垫层，以避免筒体制作过程中沉井产生不均匀沉陷和倾斜,应在刃脚底设砼垫层,底铺砂垫层。经计算，沉井井壁水平荷载每米G=6.89m3/m*25KN/m3=172.25KN/m砂垫层的承载力设计值暂估为100KPa，砼垫层宽度B=172.25/100=1.725m取1.8米,厚度取0.3m，砼标号C20。砂垫层的厚度一般根据第一节沉井重量和垫层底部地基土的承载力计算而定。计算公式为：h=(G/f-L)/2tanθ式中：G——沉井第一节单位长度的重力（kN/m）f——砂垫层底部土层承载力设计值（kN/m2）L——砼垫宽度（m）θ——砂垫层的压力扩散角，一般取22.5°根据本工程的施工条件，初步测算砂垫层厚度以0.5m为宜，铺设宽度为2m。4．刃脚制作：沉井下部为刃脚，其支设方法取决于沉井的重量、施工荷载和地基承载力。常用的刃脚支设形式有垫架法、砖砌垫座和土模。根据本工程的具体施工条件分析，沉井的刃脚支设形式采用砖砌垫座。垫座的作用是将上部沉井重量均匀传递给地基，使沉井制作过程中不会产生较大的不均匀沉降，防止刃脚和井身产生破坏性裂缝，并可使井身保持垂直。预制井壁支模时,应将砖垫座支档于模板内,并用对拉螺栓拉接。5．沉井预制：沉井预制按照普通钢筋砼制工艺进行。6．钢板桩止水帷幕沉井西侧紧临高速公路，沉井下沉前，在沉井西侧施打止水钢板桩，形成钢板桩止水帷幕，达到止水效果，能有效防止地下水流空后，路面下沉。钢板桩止水帷幕采用12米止水钢板桩，钢板桩采用振动打桩机施打，施打前先将地面标高下降2～3m，钢板桩施打中各桩之间相互咬口，使之成为整体。四、沉井下沉1．沉井下沉验算沉井下沉前，应对其在自重条件下能否下沉进行必要的验算。沉井下沉时，必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力，其比值称为下沉系数K，一般应不小于1.15~1.25。井壁与土层间的摩阻力计算，通常的方法是：假定摩阻力随土深而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。计算方法见下图所示：a．荷载计算:(1)自重计算5mH-5mHf沉井下降摩阻力计算简图G下沉段=17893.35kN850-650-500渐变断面外面积-内面积高个别处厚系数混凝土重度自重总重QB下269.222207.98131254593.075QB中254.6207.9813.051253554.699QB上250207.9811.71251785.80817893.35底板处池壁69.2120.350.11712570.91635269.222207.9810.6125918.615底板下c269.222207.9810.6125918.615刃脚75.37500.80.57525866.8125中隔墙07.750.42503.807.750.425294.53.807.750.425294.512.407.750.42596117.507.750.4251356.255.5507.20.425399.6DL12.402.050.625381.3隔墙刃脚50.320.575251446.12550.30.350.11712551.53864回灌砂269.222254.5713.0516714.96269.222243.2941.516622.271337.23（2）摩阻力计算①3：fk=0kPa回灌砂：7~10kPa④1：fk=22kPa⑥2：fk=20kPa⑥3：fk=13kPaFfk=75.375*(2.32*13+1.73*20+0.95*20*0.5*((5-0.95)/5+1)+3.05*10+7*1.5)=75.375m*122.86kN/m=9260kN（3）浮力计算由于采用排水下沉不考虑下沉阶段浮力作用（4）刃脚下承载力刃脚位于⑥3淤泥质粉质粘土层，根据沉井规范表6.1.3淤泥质粘性土极限承载力200~300kPa，结合本工程地勘报告，极限承载力取150kPa。Rb=150*0.3*75.375+150/2*0.55*69.373+150*0.3*55.4+150/2*0.4*55.4=10408.5kNb．下沉计算:下沉系数：Kst=（G1k-Ffw，k）/Ffk=(17893.35+1337.23-0)/9260=2.071.05满足下沉系数要求。下沉稳定验算：Kst,s=(G1k-Ffw，k)/Ffk+Rb=(17893.35+1337.23-0)/(9260+10408.5=0.971由于刃脚下现在管桩的存在，Rb大于10408.5kN，正常施工不会发生突沉。c．抗浮计算施工过程中采用排水下沉，故抗浮验算为封底停止降水后的情况。抗浮地下水位取下沉地面，即标高1.000m处。下沉阶段因采用排水法，故封底后浮力为：G下沉段=17893.35+1337.23=19230.58kN封底后：f浮=10*7.632=76.32kN/m2;Kfw=(G/A+g底)/f浮=（19230.58/269.222+25*0.6）/76=102.29/76.32=1.1321.0满足。2.水力机械法下沉a．准备工作1）、首先在生产区南侧布置好吊机及井内人工开挖起吊设备和井外运泥道路铺设、外运机械（便于砂垫层和砼垫层拆除后吊出井外）；同时准备好取水设备，敷设取水管路，确保取水量充足。2）、选用两台TSW50-7级水泵，两用一备，每小时提供约100m3、压力为6～8Kg/cm2的水源，带动破土机械。采用2″管，将压力水输送到沉井的井上管路，以满足井下多个区格内水力破土机械（扬水器和喷水枪）的用水。3）、水力机械法沉井时，有大量的泥浆需要处理，为此，在沉井北侧设立泥浆池(预估2000m3)，沉井下沉施工产生的泥浆先排放至泥浆池内，然后将池内泥浆沉淀后外运，水可在第二节下沉时循环利用。4）、沉井之前，应对安装好的管路及破土机械进行试运转，在井内各个区格逐个检查运转情况，直到符合要求为止。5）、沉井安装施工人员上、下行走扶梯，仓内根据实际情况安放简易梯，在沉井下沉时，外井壁环梯踏步应随着井的下沉逐步割除。6）、沉井之前在井内外搭设扶梯和平台，井上布置栏杆照明等辅助设施。在沉井四周外井壁设置四处沉井下沉高程控制点，喷制水准尺尺花，在四侧外井壁上端喷制平面位移观察尺花，在施工区域可靠位置，布置后视水准点二只，后视方位二只，要求各控制点、基准点稳固可靠，并根据沉井降水的影响的情况随时进行复测、校正。刃脚踏面底标高必须严格复核。7）、沉井下沉前，切割井壁上所有对拉螺栓，嵌补好对拉螺栓留下的凹槽，并作抗渗处理，井壁上所有预埋插筋均扳弯，以防勾搭或划伤工作人员。8）、为保证封底素砼与井体有较好的连结，下沉前将与素砼接触部位（如底梁、刃脚、隔墙等处）清理干净，并经验收合格。9）、沉井下沉前采用10mmA3钢板封堵井壁孔洞，以防止下沉时泥土或地下水大量涌入。10）、建立测量控制体系。在沉井四角双面设立下沉刻度线和标尺，标尺形式为双排管架，并安装对准标尺的读数指针，距井壁15-40m处安装一牢固校验指针高程基准点的装置，井壁内设立倾斜度控制线进行沉降、位移、倾斜的审核，并按质量控制程序做好详细记录。b.下沉1）、取土原则取土时，按照“先中间，后四角，先锅底，后刃脚”的原则对称。先在每格中央用高压水枪冲出一个集水坑，将泥浆泵的吸泥管置于泥坑中央，然后用高压水枪由中央向四周开挖锅底，为防止突沉，造成很大的偏差，以及减少井外土的扰动坍塌，冲泥时先应在四周刃脚保留0.5-1.0m的土埂，当锅底开挖结束后，在粉质土中下沉时，沉井由于自重而下沉，会将刃脚下的土向中央挤；再继续开挖，沉井可持续下沉，如锅底形成后，此时不沉，可逐步均匀冲挖原先保留的土埂；首先冲除四角处的土埂，然后冲除四周土埂，最后冲除定位点处土埂，整个沉井对称开挖，尽量使格间高差不大于20cm，避免沉井过大的偏差，如此重复进行，使沉井逐步均匀下沉。遇有块石及杂物时，及时人工清理，用吊机吊出井外。2）、水力机械出土进行排水下沉时，排水下沉的取土机械选用2套泥浆泵配以高压水枪，分别布置于井内隔间，用高压水枪将泥冲成泥浆，再用泥浆泵吸泥排出井外，通过排泥管道排入泥浆池。水力机械设备由水泵、进水管路、水力冲泥机、水力吸泥机以及排泥管路组成。每套6英寸水力机械包括：一台6D型水泵，水力冲泥机（水枪2支）1台，水力吸泥机（Ф150mm）1台及相应管路。排水下沉的关键在于泥泵排水能力和控制沉井位移，尤其是初始下沉阶段至关重要，它是沉井下沉的奠基段，既能检验沉井下沉方案的可行性，又能检验第一节下沉的控制措施。冲泥时，可先在水力吸泥机的吸泥龙头下方（一般均选在控制线区域内