站泵沉井施工方案-学位论文.doc

吴江运东污水处理系统污水总管工程（2标）泵站沉井施工方案

工程名称：吴江运东污水处理系统污水总管工程（2标）

施工单位：江苏广吴建设园林有限公司

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编制日期： 年 月 日

一、泵房沉井工程概况
8#泵房沉井几何平面呈矩形，内径为7.9m×14.1m，井壁厚度0.8m，地下部分深11.26m，施工采用沉井法，10#泵房沉井几何平面呈矩形，内径为7.5m×11.60m，井壁厚度0.7m，地下部分深10.88m，施工采用沉井法。
根据图纸要求先将基坑开挖1.1m，待砂垫层和素砼垫层完成后，制作沉井。沉井制作完成后，待沉井井壁混凝土强度达到设计强度后方可进行下沉施工。根据本工程的实际情况，本沉井将分三次制作三次下沉施工，沉井采用混凝土浇筑。
本工程沉井采用排水法下沉。
二、泵站沉井工程主要项目的技术措施
2.1 测量放样定位
根据业主提供的水准点和导线点，按设计图的要求进行测量、放样、定位，做好沉井井位控制桩的设置、检查、复核和保护。
2.2 基坑开挖
开挖前，按控制桩放出沉井位置和纵横轴线以及基坑开挖内外边线，同时定出底梁位置的沟槽边线，经复核无误后，进行基坑开挖。
基坑开挖采用反铲挖掘机进行挖土，开挖深度1.1m，按1：1比例放坡，挖出的土方及时外运。基坑开挖至设计标高后，立即设置周边排水明沟，尺寸为20cm×15cm，并设置集水井，以迅速排除坑内积水。
2.3 砂垫层、素混凝土垫层施工
砂垫层采用抽槽型式，材料宜选用颗粒级配好的粗砂或中砂。为了提高砂垫层的密实度，采用逐层摊铺振实法进行振实，每层厚度为25cm，每层摊铺和振实施工时，应逐层浇水控制砂的最佳含水量，并从集水井中及时排除积水，以此确保砂垫层的密实度。砂垫层密实度采用钢筋贯入度法进行测定，即用一根直径为Φ16mm、长度为1.95m的平头圆钢，距离砂垫层顶面50cm处让其自由下落，当圆钢插入砂垫层的深度小于或等于7cm时，即认为砂垫层的密实度达到质量要求。在进行砂垫层施工时，必须对每一层的砂垫层进行检测，合格后再进行下一层砂垫层的施工。
砂垫层施工完毕再进行测量放样，按照基坑布置图放出素混凝土垫层的内、外边线，再立模板并定出模板标高，并保证模板上沿水平。在固定和支撑牢固后，即可浇捣垫层混凝土。混凝土垫层的厚度为150mm，垫层混凝土必须振捣密实以及表面平整，以确保质量。
2.4 施工工艺
沉井井按设计图纸要求结合现场实际情况，沉井井壁分三次制作，三次下沉。下沉采用排水下沉，起沉点在标高分别为8#1.5m、10#1.0m处。
沉井各主要参数表
项目
平面尺寸
(m)
井壁厚度（cm）
高度
(m)
埋深
(m)
下沉
次数
8#泵房参数
7.9×14.1
80
11.46
11.26
3
10#泵房参数
7.5×11.6
70
11.08
10.88
3

2.5 沉井制作
（1）模板的计算
A、浇捣混凝土时，模板所受侧压力计算：
侧压力P＝0.732+145R / (1.8t+32)
其中：R－混凝土垂直方向的浇捣速度
t－温度
由于井壁最小截面积为39.6m2，每小时浇捣混凝土方量为36m3，所以混凝土垂直方向的浇捣速度约为0.9m/h。温度按20℃计算，因此
侧压力P＝0.732+145R / (1.8t+32)＝2.651 t / m2
B、对拉螺杆的计算
对拉螺杆选用Φ14mm螺杆，允许承载力[N]＝1.75t，对拉螺杆的纵、横向的间距为0.5m×0.5m。每根螺杆承受的拉力为：
N＝1.75×0.5×0.5＝0.44 t <[N]＝1.75 t
∴ 安全
C、内围檩的计算
内围檩采用单根Φ48mm的钢管，截面抵抗矩W＝5.08cm3，
围檩管所受荷载：q＝1.297×0.8＝1.04 t / m
弯矩：M＝1/8 ql2＝1/8×1.04×0.82＝0.083 t·m
σ＝M / W=(0.083×105) / 5.08＝1634 kg/cm2 < [σ]＝1700 kg/cm2
∴安全
（2）沉井制作工艺
在沉井制作前先将沉井设计位置精确放样于素混凝土垫层上，定出沉井的中心和互相垂直的二条纵、横轴线以及刃脚踏面的内外边线，由纵横轴线定出底梁的二条边线，并在垫层混凝土面上弹出墨线，经复核无误即可进行沉井的第一节制作。
立内模板前，先搭设内脚手架，以便立模和钢筋绑扎。脚手架所用的材料均采用Φ48mm钢管，立杆和横杆的连接用十字扣件。脚手架要能承受250kg/m2的荷载，立杆下要有垫木，脚手架设剪刀撑和斜撑，以保证脚手架的整体稳定，剪刀撑或斜撑与脚手架的连接用旋转扣件。外脚手架在搭设时要与井壁分离，以防止沉井在制作过程中产生的沉降和下沉而损坏脚手架。内外脚手架上均要铺设安全竹笆、栏杆和扶梯等。
模板以组合式定型钢模板为主，在刃脚斜面和底板预留槽处用木模板。模板成型后用围檩管和顶帽、Φ14mm拉杆螺栓、山型卡等模板配件加以固定，内外围檩以0.5m×0.5m纵横设置，内围檩用一根Φ48mm钢管，外围檩用二根Φ48mm钢管。模板必须用线锤吊垂直，确认尺寸无误即可将内模板固定在作为支撑体系的内脚手架上。底梁的模板也应用线锤检验是否铅垂，并用麻线拉统长线校直后也固定在内脚手架上。
内模立好后即可进行钢筋的绑扎施工。钢筋绑扎前先在内模上按图纸要求作好钢筋型号、规格、间距等标记，并根据钢筋的布置要求搭设支架以固定钢筋，该支架要有一定的强度和刚度。然后根据不同的结构部位合理地安排好钢筋的绑扎顺序，按规范要求进行绑扎、焊接和混凝土保护层垫块的设置。
钢筋绑扎成形并经过隐蔽工程验收合格后即可进行井壁外模板和底梁二侧模板的安装。内外模板之间用Φ14mm对拉螺栓进行拉结。外模板用围檩管、模板配件固定牢靠，当模板的结构尺寸、垂直度检查符合要求后，即可进行第一节混凝土的浇筑。
浇捣混凝土时，在现场布置一台混凝土泵车，混凝土搅拌车将混凝土料从搅拌站运到现场，由现场的技术人员对混凝土的和易性和坍落度进行检查。在混凝土料符合质量和施工要求后，即可进行浇捣。混凝土料由混凝土泵车送入模板内，布料要合理地选择浇捣起始点和走向。混凝土料的分配要合理，布料要对称、分层、均匀地进行，对每点的放料要加以控制，使放料高度控制在50cm以内。井壁制作时，混凝土要保证及时供应，确保混凝土浇捣正常进行，避免冷缝的出现。
混凝土入模后，要及时充分振捣，使混凝土密实、均匀，不能漏振，也不能过振，否则会影响混凝土的质量。在振捣混凝土时，插点要均匀，振动棒应快插慢拔。一般当混凝土表面平坦，出现浮浆，料面不再沉着时为宜。另外，为使上、下层混凝土结合成整体，振动棒应插入下一层混凝土5cm左右，同时要注意上一层混凝土必须在下一层混凝土初凝前浇捣完毕。
混凝土浇捣完毕并达到一定强度后，即可进行拆模、养护及施工缝的处理。模板拆除后，用专用工具将顶帽拆除，然后用水泥砂浆将拆去顶帽的孔洞进行封填密实，并将表面抹光、抹平。节与节之间施工缝采用止水钢板，施工缝要进行凿毛清洗后，方可进行下一节制作。
（3）沉井间施工缝的处理
在分节混凝土浇捣前，必须对施工缝作以下几点处理：
A、在混凝土抗压强度达到2.5MPa后，用人工凿除缝口表面的水泥砂浆和松散层；
B、缝口用清水冲洗干净并保持湿润，但不得有积水；
C、在灌筑墙板混凝土前，施工缝应先均匀地铺上厚1.5cm左右、与混凝土同级配的水泥砂浆，使接缝紧密结合。
2.5 沉井下沉
1、下沉前的准备工作
A、沉井井壁拉杆螺栓拆除后留下的孔洞用1:2.5的水泥砂浆嵌密实，沉井施工缝处外壁用防水涂料进行防水处理。
B、预留洞门的封堵按图施工。
C、沉井的外井壁处喷涂漆尺，同时在沉井附近不少于二处的固定构筑物上设置后视水准尺，以便于在沉井下沉过程中测量下沉量和高差。
D、制作安装沉井内外铁爬梯和井顶安全栏杆，栏杆高1.2m；铁爬梯要有安全防护圈。
E、拆除沉井内、外脚手架，然后按照先内后外的顺序，对称地分区域凿除底梁和刃脚下的素砼垫层。
F、设备进场并安装好挖土用抓斗。
G、沉井地处特殊地段时，做好周边沉降点的布置与观察。
2、下沉施工
沉井的下沉方式采用排水法取土下沉。下沉取土采用10t履带吊车抓土并及时外运，吊车抓土时，应先四周后中间，逐渐扩大抓土范围，使沉井内土体成反锅底状，以防止井底土体的隆起，起到稳定作用。
沉井在下沉过程中应尽量控制下沉速度，均匀下沉，使沉井在一开始便形成一个良好的下沉导向。下沉过程中，应定时进行测量和观察。在初沉阶段应每一小时测量一次，测量内容包括刃脚的标高。每班至少测量一次。沉井的纠偏应根据测量报表随偏随纠。
纠偏的方法一般根据“多沉少挖，少沉多挖”的原则进行。
沉井的终沉阶段要勤测，必要时按需测量，严格控制下沉速度，慢中求稳，严防发生偏差过大现象。当沉井下沉接近预计标高时，沉井的刃脚平均标高、水平位移和四角最大高差均应控制在规范标准内。
当沉井下沉至临近设计标高时，即可停止挖土下沉，往井内灌水，稳定沉井，隔天沉降量不超过10mm，沉井刃脚下的承载力和下沉部分外周可以考虑利用的摩擦力，经过分析验算可以平衡接长沉井井壁后所增加的荷载，而后即进行井壁接长工作。
3、井点降水
沉井下沉采用排水下沉，并在下沉要穿越易产生流砂的粘质粉土层，为确保下沉安全，降低地下水位，采用大口径井点降水。
A、井点布置。
井点布置均为距沉井外壁2.0m处，设置Ф400mm×δ6mm井管，每根井管长17m，井管间距7.7m。
B、井点施工
施工工艺流程
设备材料进场—→井点孔位放样—→水泵、集水总管铺设、管线安装—→钻机就位、井管安装—→钻孔下井管加砂—→清孔—→调试正常抽水—→结束—→拆除
C、大口径井管施工
为了确保有足够的滤水层厚度和成孔质量，泥浆比重控制在1.20以内，由于表层为杂填土易坍孔，需设护套管。
井管采取两次吊装，法兰连接；钻孔时有一台110KW高压多级离心泵提供工作水，工作水水压为0.4～0.5MPa，钻孔中产生的泥浆将进行沉淀处理后外排。
成孔后及时下井管，并控制井管居中而下，然后加入10～20目加工砂，加砂高度为距地面3.0m位置，隔天用粘土封口。
井管打入施工后，及时抽水、清孔，直至抽出清水为止，然后安装管线进行正常抽水。
2.6 沉井封底和底板施工
沉井封底采用干封底方法。封底时，在井内均匀布置4根导管，在每根导管上设1集料斗，该集料斗要有2m3砼的容积，导管采用Φ219mm无缝钢管制作，每根导管内均设一球胆，待集料斗的砼料灌满后，将扎接球胆的绳索砍断进行浇灌。
在封底砼浇灌前，在井顶要搭设平台和在导管位置设支架，便于安全的操作，浇捣时导管的提升速度应根据砼的进料速度，要注意导管端头始终插入砼中1.0m～1.5m，混凝土平均升高速度不小于0.25m/h。在浇捣时若发现堵管要及时处理，导管提升可采用电动葫芦。底板施工时，应先将井壁和底板相接触的砼表面凿毛清理干净，然后按设计图纸绑扎底板钢筋，通过隐蔽工程验收后即可浇捣底板混凝土。
2.7沉井封底的工艺及质量控制措施
1、当沉井至设计标高，并在8小时内沉井自沉累计不大于10mm时，进行回填土，并夯实至设计标高。
2、在基底土体暴露后，需及时施工垫层，垫层按设计要求底板下铺20cmC15素混凝土、20cm片石垫层。
3、浇筑垫层时，为控制混凝土标高，每2m×2m设置一个标高基准点。
4、浇筑垫层混凝土，原则上采用汽车泵输送。并用D200管道送至井底。
2.8、施工质量控制
（1）每道工序都要严格按图施工及建设单位、监理单位作出的技术规定。
（2）积极开展“TQC小组”活动，把质量重点、难点和特殊点列为“QC小组”活动课题或技术攻关项目，发动群众集思广益。
（3）严格执行质量检验制度。
（4）委派专职技术人员收集和整理内业资料。
（5）按规定的表式与要求认真填写各类原始报表和“隐蔽工程验收报告单”。
（6）实行施工质量与经济效益挂勾的奖惩制度。
（7）在各道工序施工过程中，必须严格按总公司关于工序施工过程控制管理的规定。
三、沉井施工监控
1、井体下沉开挖施工前，在基坑周围，设置三个监测站。
2、在三个仪器监测站相应处井壁上定出纵横间距为200mm的轴线，引测三个基准点至基坑外侧并加以保护，测量、记录下沉前的各项原始数值，作为今后监测中的原始依据，以便进行分析对比。
3、各检测站架设一台经纬仪，以井壁上的纵向轴线为依据进行井体扭转量的监测，通过测量取得的数据与原始值进行对比分析，以控制井壁的扭转量。一旦扭转量临近或超过规范允许值，就必须立即采取相应的措施。
4、沉井下沉的高差控制，各监测站采用水准仪，以井壁上的横向轴线为依据进行监测。通过测量取得的数据与原始值进行对比分析，并绘制沉降速率图表，有效的掌握沉井在不同土质层中的下沉速率，要求井体平面高差控制在10cm之内。一旦发现高差值超过控制量，必须立即采取先校正倾斜（在刃脚高处多挖，在刃脚低处少挖）然后分层开挖，做到各施工区同步开挖，使井体能均匀下沉。
5、各监测站对沉井进行全过程沉降、位移监测，每半小时施测一次，汇总、分析取得的数据。
6、在沉井接近设计标高0.5～1m时，根据下沉速率及趋势确定预抛量，同时适当调整挖土速度，控制沉井下沉速度，并提高监测频率。在8h内下沉量≯10mm时，方可认为沉井基本趋于稳定。
7、地下水位监测拟在坑外布置2个监测孔，编号为SW1-SW2。沉井下沉过程中，应加强观测水位，保证降水的效果，并对井点进行巡查，及时发现“死井”采取补救措施。
四、沉井（泵站下部结构）施工工艺流程图

井点管打设
测量放样定位
基坑开挖
砂垫层和素混凝土垫层施工
测量放样
沉井第一节制作
拆模、施工缝处理
井点降水
沉井第三节制作

拆模、施工缝处理

沉井下沉

拆模、施工缝处理

沉井第二节制作

井点降水

井壁周边泥浆置换

沉井封底及底板施工

江苏广吴建设园林有限公司
吴江运东污水处理系统污水总管工程（2标）
2012年10月20日