污水提升泵站工程沉井下沉专项方案.doc

沉井下沉

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XX建设有限公司
二O 年 月

一、工程概况
本工程沉井结构设计：沉井各部位高程均采用国家85高程，沉井顶面标高为▽9.7m，底板顶面标高为▽1.7m，刃脚底标高为▽-0.7m，沉井净尺寸为7.09*9.4m，外围尺寸8.49*10.8m，井壁厚0.7m，底板厚0.7m。沉井各部位砼标号均为C30。沉井砼抗渗等级为S6级，砼含碱量不大于3.0kg/m3 ，井壁及底板迎水面钢筋保护层厚度为50mm。
本工程的地质在钻探深度范围内，场地内地层共可划分为3层：
①层：素填土，灰褐色、灰黄色，上部主要成分为粉质粘土，软塑~硬塑，上部含植物根茎，土质性质不均匀，回填时间10年左右。该层场地普遍分布。
②层：粉质粘土，灰褐色、灰黄色，软塑，无摇震反应，稍有光泽，中高干强度，中等韧性，含少量铁锰结核，灰白色高岭土。该层场地普遍分布。
③层：粉质粘土，黄色、灰黄色，可塑，无摇震反应，稍有光泽，中高干强度，中高韧性，含铁锰结核，灰白色高岭土。该层土本次钻探未钻穿。
各土层的厚度、层底标高等见下表：

场地土层厚度埋深及层底标高统计表
层号
厚度最小值（米）
厚度最大值（米）
厚度平均值（米）
层底标高最小值（米）
层底标高最大值（米）
层底标高平均值（米）
埋深最小值（米）
埋深最大值（米）
埋深平均值（米）
1

2

3

4

地下水埋藏标高7.00米左右，地下水类型属上层滞水，主要含水量为第①层。
二、编制依据
1、ZZ路污水提升泵站工程施工图纸；
2、《砼结构工程施工及验收规范》GB50204-2002
3、《给水排水构筑物工程施工及验收规范》GB50141-2008
4、《建筑分项工程施工工艺标准》第二版
5、《建筑施工手册》
6、《现行建筑施工规范大全》
三、沉井结构施工方法
本分项工程计划于2011年6月16日开工建设，2011年7月28日下沉，2011年8月5日沉井结束。根据施工现场的具体情况以及设计要求，按照业主的施工工期要求，施工安排时考虑了以下几个方面：
（1）进场后利用开挖的上部土方填筑水力冲挖沉井土方所需的泥浆池围堰。
（2）建筑物的施工以站身施工为关键工作和控制重点。
（3）预制沉井施工，进场后就准备预制，采用商品砼浇筑，确保总工期。
施工工艺流程：基坑开挖→刃脚地基处理铺砂垫层→沉井铺垫木→明沟排水→刃脚施工→井壁施工→沉井下沉→沉井封底及钢筋砼底板施工。
（一）地基处理
基坑开挖
根据现场勘察，为保证沉井下沉顺利进行，上部土方采用机械结合人工开挖，开挖绝对高程为5.3m，深度4.0m，基坑每边比沉井宽2.5m，四周挖排水沟、集水井，使地下水位降至比基坑底面低0.5m，放坡为1：0.67，挖土采用1台反铲挖土机进行，配合人工修坡及平整坑底，挖出的土运到弃土场地堆放。
在挖土上层土层后进行基坑平整，将沉井位置定位后，在制作沉井刃脚处进行地基压实，压实宽度以刃脚中心向两边各放2m，接着在刃脚处开挖一条宽3.5m，深0.75m的沟槽，回填粗砂，洒水分层夯实，保证上宽2m，回填粗砂时，同时用土方回填砂带旁边空隙并夯实。
（二）沉井制作
模板安装
井壁模板采用木模，竖向分支布设，节间用M14对拉螺栓，对拉螺栓中间加止水片，横向间距400，纵向间距500，螺栓M18钢筋外箍及M18钢筋内箍令其固定，安装与支护矩形沉井模板。应注意矩形沉井内壁模板由于混凝土的侧向压力较大，钢管支撑应牢固，避免发生变形。井壁应特别注意崩裂，外模的支撑、拉杆均需牢固锁紧，同时，外模加固并且钢管支撑在模板接头及模块之间，以免在浇筑混凝土时产生涨鼓现象而妨碍下沉。此外，在模板与刃脚相接处有不平的空隙，需妥为填实以免漏浆，安装好的外模上口尺寸绝对不能大于下口尺寸，以利于沉井下沉。注意预留洞位置预留、预埋铁件及预埋筋的安装。
钢筋绑扎、焊接
沉井钢筋内外脚手架搭好后，先固定井壁控制定位钢筋，再扎内侧钢筋。在外模未安装时，进行安装、扎焊，所有垂直与水平钢筋接头均采用电弧焊焊接，焊接接头长度单面焊不小于10d，双面焊不小于5d，按规范要求错开档距布置。注意井内壁预留钢筋及预埋件的数量、位置。
混凝土浇筑及养护
在施工前先确定商品砼供应厂家，浇筑砼时必须用振动棒分层浇筑捣实，同时做好砼试块。
浇筑井壁混凝土的关键。是要沿着井壁四周均匀对称进行浇筑，避免混凝土面高低相差悬殊，压力不均产生基底不均匀沉降而造成沉井开裂。井壁的混凝土必须分层、均匀浇筑，一次连续浇完；并控制在下层砼初凝前浇完上层混凝土，避免产生冷缝。
混凝土的养护，尤其是早期养护至关重要。试块按规范做标准及自然养护，在下沉前，要测知砼强度，保证沉井下沉时井壁强度大于70%，刃脚强度100%。
（三）沉井下沉
沉井制作完毕经养护后，拆模、将木垫片凿除，外露螺栓全部割除，螺栓全部割除后涂刷防锈漆两遍，用高标号砂浆抹平垫片坑，井内外脚手拆除，可准备沉井下沉施工。
为防止沉井在下沉时产生流沙现象，采用水力机械冲挖下沉，在遇到第三层土时，采用人工挖掘、水力机械冲挖相结合的特点进行下沉，井外降水干封底施工方案。
1、水力机械冲挖原理
水力机械冲挖是用高压水泵将高压流水通过进水管，分别送进沉井内高压水枪及水力吸泥机内，利用高压水枪的高压水流冲散土层，使之形成一定稠度泥浆汇至集泥坑内，然后用水力吸泥机将泥浆吸出，从排泥管排出井外。
2、机械准备
为了确保进度，施工现场备2套水力冲挖机械，2台潜水泵，施工时用一套水力冲挖机械，另一套备用。
3、水力冲挖顺序
根据设计图纸说明，本沉井部分在软土层中下沉，部分在硬土层中下城，在软土中下沉，冲泥时可先在水力吸泥机的吸泥龙头下方（锅底中央）冲挖出一个直径为2.5m的集泥坑，然后用水枪开挖各个方向通向集泥坑的水沟4条，沟纵向坡度5度，此后即可向四周开挖成锅底形状，并始终坚持锅底状，避免产生弯矩，为防止沉井突沉，引起很大偏差，以及减小井外土的拢动、坍塌等情况，可在沉井周围刃脚保留0.5m~1.0m的土堤，待锅底开挖完成后，再均匀的冲挖土堤，先冲四周土堤，最后冲定位点处土堤。
根据工程实测情况，当压力为15~20vkg/m2 时，水枪有效冲刷半径为6m~8m，在此范围内泥浆均可流至集泥坑内。经常用水枪冲刷及拢动泥浆，使之流向集泥坑，随集泥坑深度增加而使沉井下沉。水力吸泥机的吸泥龙头的网罩应低于泥浆面约5cm~10cm，这样可吸入较多的泥浆。
4、沉井下沉速度
此沉井设计高度为10.40m，因考虑井盖梁、出水口套管及铁件预埋将沉井制作10.4-3.0m=7.4m高，余下3.0m在沉井下沉到位，封底及底板施工完毕后进行，本次沉井从制作基坑面至沉井下沉到设计标高，还有6m。在软土中下沉速度我们控制在每天1.0m~1.8m，在沉井下沉还有1.5m~2.0m终沉阶段时加强下城观测，防止超沉及偏斜。
5、泥浆堆放
在业主指定地点围筑泥浆沉淀池，泥浆入池经沉淀后清水排入指定管沟。
6、沉降观测及倾斜观测
在沉井外壁上做好标志，用经纬仪在井西、井南面观测沉井倾斜情况，用水准观测沉井下沉情况，发现倾斜情况及时通知水枪手该先冲哪边，不该冲哪边，及时纠偏，在沉井下沉至设计标高以上1.5m~2.0m的终沉阶段时，应加强下沉观测，待沉井下沉达到设计标高，8小时下沉量不大于5mm时，沉井趋于稳定，方可进行封底。
7、沉井下沉施工时，偏差允许值
A、横断面半径误差为±25mm，井壁厚度误差10mm。
B、沉井刃脚平均高程与设计高程的偏差不得超过100mm。
C、沉井的水平偏移不得超过下沉总深度1%，本沉井不超过100mm。
（四）、沉井下沉常遇问题及预防措施和处理方法
1、沉井下沉困难
原因：井壁与土的磨阻力过大或沉井自重不够机遇到障碍物。
处理：A、在井内进行第二次锅底形破土。
B、在井外壁用高压水枪冲散井周围土，减少磨阻力。
C、清除障碍物，硬土层人工开挖，机械提升土到井外。
D、加载压重，促使下沉。
2、沉井下沉过快（下沉速度超过挖土速度）
原因：遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度或深井外部土液化。
处理：A、暂时停止下沉，待沉井稳定后再施工。
B、在沉井外壁间用粗糙材料回填，或将井壁外的土夯实，加大磨阻力，如沉井外部土液化发生虚坑时，可填碎石处理。
3、沉井倾斜
原因：A、沉井刃脚下土软硬不均。
B、没有对称的抽除承垫木或没有及时回填夯实。
C、没有均匀除土下沉，沉井突沉
D、刃脚一侧被障碍物搁住，未及时发现和处理。
处理：A、加强沉井过程中的观测和分析，发现倾斜及时纠正。
B、分区、依次、对称、同步的抽除垫木，及时用砂回填夯实。
C、在刃脚高的一侧加强冲刷取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土。
4、沉井偏移
原因：大多是由于倾斜引起的，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一侧下部产生一个较大压力，因而伴随产生下一位移，位移大小随土质情况及向一边倾斜次数而定或测量定位错误。
处理：A、控制沉井不再向偏移方向倾斜。
B、有意使沉井偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复至正确位置或有意使沉井向偏移的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至刃脚中心线与设计中心线位置相吻合时或接近时，再将倾斜纠正。
C、加强测量工总的检查复核工作。
5、遇障碍物
原因：在下沉时，可能遇到石块及木桩搁住沉井。
处理：如果障碍物是石块时，可用水枪冲刷石导体周围土，或人工挖土取出石块。当障碍物是木桩时，可用水枪冲散木桩四周的土或人工挖除土方，使刃脚着力将木桩压碎压断。
四、安全文明环保施工措施
（一）安全保证体系
为保证工程按期、顺利地进行，施工过程中，项目经理必须十分重视安全生产工作。
工程施工一开始，即成立项目经理任组长，有关部门负责人、技术人员及各施工队生产骨干参加的安全生产领导小组，并设专职安全员，负责施工过程中安全宣传教育，安全措施的制定落实、检查工作，确保安全施工。
（二）安全生产措施
“质量是安全基础，安全是生产前提”，要保证生产的连续性，保证工程的质量，必须有一套行之有效的安全措施。同时安全也是创市优工程的必要前提。
1、认真贯彻执行安全生产责任制和各项规章制度。
2、建立健全各种管理规章制度，对违章作业者要视情节轻重进行罚款处理，以经济手段进行安全管理，防止工伤事故的发生。
3、保卫措施
(1)成立保卫工作领导小组，以项目经理为组长，安全负责人为副组长，其他成员若干人。
(2)定期分析施工人员的思想状况，做到心中有数，并定期对保卫人员进行保卫教育，提高思想认识。
(3)施工现场建立巡逻护场制度，护场守卫人员佩戴执勤标志。
(4)加强对外地民工的管理，掌握每个人的思想动态，及时进行教育，把事故消灭在萌芽状态。每日对职工进行一次治安教育，每季度
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(1)、在受剪力较大不宜留施工缝的地方时的处理措施。
A、在雨、雪、台风天气条件下的处理措施：
浇混凝土前，应注意收集天气情况信息，尽量避开在下雨、下雪或台风天气浇混凝土；
在浇混凝土过程中突然遇到上述恶劣天气时，首先应将刚浇好的混凝土用塑料布覆盖（下雪时还还应做好防冻工作），防止雨水冲刷刚浇好的混凝土；
及时派人将盖塑料布时在混凝土表面上留下的脚印抹平；
在可能的情况下，在规范允许的地方留出施工缝。如无法做到，应及时与建设、设计、监理单位联系，在混凝土施工缝处加抗剪插筋。
派专人负责做好混凝土的临时收头工作。
B、突然条件下的处理措施：
首先应用人工将刚浇好的混凝土振捣密实，将混凝土表面抹平，保证已浇捣好的混凝土的质量；
用人工拌制或从附近其他工地运进混凝土的措施，将混凝土浇捣到规范允许留施工缝的最近的部位再留施工缝；
派专人负责做好混凝土的临时收头工作。
C、商品混凝土供应不上条件下的处理措施：
及时与商品混凝土供应单位联系（必要时派人到商品混凝土供应单位现场蹲点），要求加强供应；
调整混凝土的浇捣路线，降低浇捣强度；
利用现场搅拌机，临时搅拌混凝土，防止出现冷接头。
(2)、有防水要求时的处理措施：
A、在雨、雪、台风天气条件下的处理措施：
浇混凝土前，应注意收集天气情况信息，尽量避开在下雨、下雪或台风天气浇混凝土；
在浇混凝土过程中突然遇到上述恶劣天气时，首先应将刚浇好的混凝土用塑料布覆盖（下雪时还应做好防冻工作），防止雨水冲刷刚浇好的混凝土；
及时派人将盖塑料布时在混凝土表面上留下的脚印抹平；
将临时施工缝留成凸凹形状；
重新浇捣混凝土时，将施工缝清理干净，在建设、设计单位同意的条件下，增加一条遇水膨胀止水条。
B、突然停电条件下的处理措施：
首先应用人工将刚浇好的混凝土振捣密实，将混凝土表面抹平，保证已浇好的混凝土的质量；
临时施工缝留成凸凹形状；
重新浇捣混凝土时，将施工缝清理干净，在建设、设计单位同意的条件下，增加一条遇水膨胀止水条。
(3)、施工缝重新施工时的处理措施
重新浇捣混凝土前，应将施工缝处松动的石子、浮浆等清理干净，用水将垃圾冲掉并套浆，施工缝接头处应仔细振捣。
4、突然断电应急救援预案
在施工过程中，若发生突然断电情况，则启用预备电源（75KW发电机组）。电源必须满足同时施工需求的最大电源需求量。每工程沉井施工阶段，电源需求最大值为沉井下沉过程中。
同时用电设备为:
22.5KW高压水泵
15.0KW高压水枪
3.0KW×8=24KW深井泵
1KW×3=3KW碘钨灯
总用电功率为：22.5+15.0+24+3=64.5KW
选用75KW发电机组可满足响应预案需求。
(V)无法进行干封底应急预案
当发生异常情况，降水不能保证干封底时，启动湿封底应急预案。

沉井工程施工流程图
附图 沉井施工顺序图

沉井制作
沉井下沉
沉井封底
浇筑钢筋砼底板
顶梁板施工
验收
架立内模
绑扎钢筋
架立外模
浇筑砼
施工准备

测量放线
沉井基坑处理
砂垫层构筑
浇筑素砼垫层
砌筑砖胎模
搭设脚手架
钢筋加工