黄阁污水处理厂沉井施工组织设计方案.docx
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黄阁污水处理厂沉井施工组织设计方案
粗格栅及进水泵房沉井
施工专题方案
审批：
审核：
编制：
中建五局三公司
年月日
说明
本方案是依据设计院初步设计文件编制的，有部分内容暂未编写，待正式施工土出来后，将作进一步的完善和补充。
第一章工程概况与施工部署
1.工程概况
根据初步设计方案可知，沉井属钢筋混凝土结构。
沉井外围尺寸外边周长为64.6m,地下部分深度：
粗格栅12.45m；提升泵房14.30m。
2.施工部署
沉井部分根据设计井壁形式，采取分2次制作、1次下沉，施工顺序为：
高压旋喷桩施工——挖基坑——铺设C15砼垫层，安装砖垫座——制作底节沉井、第二节沉井、隔墙——拆除垫架、模板、挖土下沉到设计深度——沉井封底、浇筑钢筋砼底板——沉井以上部分结构施工。
第二章施工准备
1.地质勘测
查阅地质勘测报告，本构筑物土层主要以杂填土、淤泥为主，自然地面标高为5.4m左右，地下水位标高为0.1-2.9m。
2.施工方法选择
根据本工程特点，地质水文情况，施工设备条件，技术可能性分析，选用排水下沉，采用井内集水坑抽水。
3.测量控制和沉降观测
沉井位置的控制是在井外地面设置纵横十字控制桩、水准基点。
下沉时，在井壁上设十字控制线，并在四侧设水平点。
于壁外侧用红铅油画出标尺，以测沉降，井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线，各吊垂球一个，对准下部标志板来控制，并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。
挖土时随时观测垂直度，当垂球离墨线边达50mm或四面标高不一致时，立即纠正，沉井下沉过程中，每班至少观测两次，并在每次下沉后进行检查，做好记录，当发现倾斜、位移、扭转时，及时通知值班队长，指挥操作工人纠正，使允许偏差范围控制在允许范围以内。
沉井在下沉过程中，最大沉降差均控制在250mm以内。
当沉至离设计标高2m时，对下沉与挖土情况应加强观测，以防超沉。
4.在粗格栅及进水泵房与细格栅及曝气沉砂池之间靠东南南向部位，安装好一台QTA-20型塔吊（臂长25米）以进行材料及土方吊运工作。
第三章施工计算
（待工程设计确定后再补充）
第四章沉井制作
先施工刃脚部分结构，以固定池壁钢筋，再按两段制作剩余沉井部分。
1.模板工程
模板外模采用双排架，内模采用满堂架，均匀对称施工，以防止不均匀沉降。
1.1刃脚的支设
刃脚支设采用砖垫座，刃脚下砾砂层夯实后，浇筑1000mm宽、150厚，C15砼垫层。
再砌砖垫座，砖垫座沿沉井周长分6—8段，中间留20mm空隙，以便拆除。
刃脚与砖垫座处抹水泥砂浆，干铺油毡一层（如右图所示）。
然后即可绑扎钢筋、支模、浇砼。
1.2.井壁模板
井壁采用1220×2440×10mm厚胶合板作模板，背楞用50×100×3000-4000mm木枋，内外模均采取竖向分节支设，每节高度3m左右，用ф12mm对拉螺杆固定，对拉螺杆必须加焊钢板止水带，间距为600mm，螺杆大样见二次沉淀池专题施工方案。
1.3模板施工顺序
施工外模→绑扎池壁钢筋→预埋铁件施工→支内模。
2.钢筋工程
钢筋的绑扎也应均匀对称施工，以防止不均匀沉降。
3.砼工程
3.1、池壁采用C25抗渗砼，底板采用C20素砼，垫层C15。
3.2混凝土采用现场搅拌，并用砼输送泵，送至沉井浇筑部位，沿井壁均匀对称浇筑。
井壁砼用插入式振动器捣实，浇筑采用分层平铺法，每层厚30cm，将沉井沿周长分成若干段同时浇筑，保持对称均匀下料，以避免一侧浇筑，使沉井倾斜。
底板砼用平板振动器振实。
3.3砼应一次连续浇完，不允许留设水平施工缝（设计要求留施工缝处应埋设钢板止水带）。
3.4施工中，严格按施工配合比施工。
按照设计要求，进行试块的强度和抗渗、抗冻试验。
砼抗压试块在同一台班中留置三组：
一组为按标准养护条件养护，一组标准抗压。
3.5砼浇完后按标准养护7-14天以上。
4.防水层施工
沉井壁模板拆除后，割掉对拉螺杆（螺杆低于砼面1-2cm），再用同标号水泥砂浆抹平砼面。
由于地下水对钢筋具有中等腐蚀性，地面以下外墙涂沥青两遍，再抹20厚1：
2水泥砂保护层，保护层达到一定强度后才能进行沉井下沉施工，下沉时注意观察和保护防水层，不允许破坏防水层。
第五章沉井下沉
1.下沉方法选择
采取排水下沉方法，沉井下沉中的挖土作业，最好是在干燥的环境中进行，这样操作方便，且对于土层中的障碍物等也容易排除，下沉中不易发生偏差，即使发生了也容易纠正，下沉到设计标高时，能直接检验土质。
本工程沉井分四格，下沉时，每格挖一个集水井，每个集水井备两台口径ф150的污水泵抽水。
2.下沉挖土施工
当第一节井壁砼强度达到设计强度的70％时，可拆除垫架和垫木，刃脚下垫木的拆除应分区、分组、依次、对称、同步进行。
拆除的顺序：
先内隔墙，然后外墙短边，最后外墙长边，先一般承垫架，后定位垫架。
沉井壁中预留洞下沉之前用砖堵死，并用1：
2水泥砂浆抹灰，厚度为20mm。
2.1排水：
采用明沟集中排水。
在沉井内离刃脚1m处挖一圈排水明沟，每格设一个集水井，深度比地下水位深1——1.5m，沟和井底深度随沉井而不断加深，考虑井内渗水较少，为了不影响井内挖土操作和避免经常搬动水泵，可直接在井内设ф150口径高扬污水泵将地下水抽出井外排走。
2.2挖土：
2.2.1根据土质情况，采用台阶形挖土自重破土方式。
采用从中间开始向四周逐渐开挖，并始终均衡对称地进行，每层挖土厚度为0.4～1.5m。
刃脚处留1.2～1.5m宽土垅，用人工逐层全面、对称、均匀地削薄土层，每人负责2～3m一段，方法是顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层，每次削5～15cm，当土垅挡不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重作用下破土下沉，削土时应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行，使均匀平衡下沉，刃脚土方开挖方法如下图所示。
2.2.2沉井挖土下沉采用人工挖土,一台塔吊吊运出土,由于挖土施工困难,综合考虑挖土、吊运的施工能力，研究沉井下沉的安全控制，沉井下沉速度控制为30cm/天。
2.2.3在整个下沉操作中，应始终保持刃脚周围的0.5～1m宽的土堤，它可以阻挡刃脚外侧砂土在动水作用下沿刃脚底涌入井内，避免造成刃脚四周砂土不均匀流失，从而防止发生偏斜、突沉等问题的发生，保证沉井按垂直导向下沉。
2.2.4沉井下沉中，如遇到砂砾石或硬土层，当土垅削至刃脚，沉井仍不下沉或下沉不平稳，则按平面布置分段的次序，逐段对称地将刃脚下掏空，并挖出刃脚外壁10cm，每段挖完后用小卵石填满夯实，待全部掏空回填后，再分层刷掉回填的小卵石，可使沉井因均匀地减少承压面而平衡下沉。
2.2.5在沉井开始下沉和将沉至设计标高时，周边开挖深度小于10cm，避免发生倾斜，尤其在开始下沉5m以内时，其平面位置与垂直度要特别注意保持正确，否则继续下沉不易调整，在离设计深度20cm左右停止取土，依靠自重下沉至设计标高。
2.3垂直运输：
2.3.1挖土人员通过爬梯进出筒体内外，都必须戴好安全帽，以防土块吊出时落下伤人，挖土人员应该随时注意土质情况，每人必须系上安全带，用绳索传至井上口，并专人看守，以防流砂、管涌伤人。
2.3.2土方运输：
人工将土装入吊斗，利用塔吊将吊斗里的土直接吊入停在旁边的自卸汽车内，将土运至甲方指定地点。
如无自卸汽车，吊出的土必须堆放在离井壁外侧10ｍ以上。
2.4下沉纠偏
沉井下沉过程中，有时会出现倾斜、位移及扭转等情况，应加强观测,及时发现并采取措施纠正。
2.4.1产生倾斜的可能原因有：
⑴刃脚下土质软硬不均；
⑵拆刃脚垫架时，未对称同步进行，或未及时回填；
⑶挖土不均，使井内土面高低悬殊；
⑷刃脚下掏空过多，使沉井不均匀突然下沉；
⑸排水下沉，井内一侧出现流砂现象；
⑹刃脚局部被大石块或埋设物搁住；
⑺井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。
2.4.2操作中可针对原因予以预防,如沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石，必要时配以井外射水，或局部偏心压载，都可使偏斜得到纠正。
待其正位后，再均匀分层取土下沉。
2.4.3位移产生的原因多由于倾斜导致，如沉井在倾斜情况下下沉，则沉井向倾斜相反方向位移，或在倾斜纠正时，如倾斜一侧土质较松软时,由于重力作用，有时也沿倾斜方向产生一定位移，因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉，加强观测,及时纠正倾斜。
位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉，至刃脚中心与设计中心位置吻合时,再纠正倾斜，因纠正倾斜重力作用产生的位移，可有意向位移的一方倾斜后，使其向位移相反方向产生位移纠正。
2.4.4沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的，可按上述纠正位移、倾斜方法纠正位移，然后纠正倾斜，使偏差在允许范围以内。
2.5下沉到位、封底技术
当沉井沉到设计标高，经2～3天，下沉已稳定，在8h内累计10mm时，即可进行沉井封底。
沉井封底有排水封底和不排水封底两种方案，本沉井对封底质量要求严格，不允许出现渗漏，因此确定采取排水封底方案，分两步进行。
第一步进行土形整理，使之呈锅底形，自刃脚向中心挖放射形排水沟，填以石子做成滤水暗沟，在中部设2～4个集水井,井深1～2m，插入直径0.6m，周围有孔的混凝土管，四周填以卵石，使井中的水都汇集到集水井中，用潜水泵排出，使地下水位保持低于井底面30～50cm。
刃脚混凝土凿毛处洗刷干净，然后，在井底对称均匀浇一层0.2m厚的混凝土垫层，强度达到30%后，绑钢筋，浇筑上层1000mm厚的防水混凝土底板。
浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中央进行，每层厚30～40cm,并捣固密实。
混凝土养护14d期间，在封底的集水井中应不间断地抽水，待底板混凝土达到70%设计强度后，进行第二步，对集水井逐个停止抽水,逐个进行封堵。
方法是在抽除井筒水后，立即向滤水井管中灌入C30早强干硬性混凝土捣实，装上法兰，再在上面浇筑一层混凝土，使之与底板平。
第六章质量控制与检验
1.质量控制
1.1沉井标高控制
沉井位置标高的控制，是在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准基点，以控制位置和标高。
1.2沉井垂直度控制
在井筒内按4等分标出垂直轴线，各吊线锤一个对准下部标板来控制。
见下图所示，挖土时，随时观测垂直度，当线锤离墨线达50mm或四面标高不一致时，应进行纠正。
1.3沉井下沉控制
在沉井外壁两侧用白铅笔画出标尺，用水准仪来观测沉降。
沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，并做好记录，使偏差控制在允许的范围内。
2.质量检验（如下）
2.1沉井制作
（1）沉井制作后长宽实际尺寸与设计尺寸的偏差，不得超过0.5%，且不得超过100mm。
（2）沉井制作后，井壁厚度的实际尺寸与设计尺寸的偏差，不得超过15mm。
2.2沉井下沉
（1）刃脚平均标高与设计标高偏差不得超过100mm。
（2）水平位移偏差
刃脚平面中心的水平位移不得超过下沉总深度的1%，当下沉总深度小于10m时，水平位移允许100mm。
（3）倾斜偏差
矩形沉井偏差中，任何两角的刃脚底面高差，不得超过两角距离的1%，且小于10cm。
沉井（箱）质量检验标准
施工质量验收规定
检查方法
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
单位
数值
主控项目
1
混凝土强度
设计要求
检查试件试压报告或钻芯试压
2
封底前，沉进（箱）的下沉稳定
mm/8H
<10
水准仪测量
3
封底结束后的位置
刃脚平均标高（与设计标高比）
刃脚平面中心线位移
四角中任何两角的底面高差
mm
〈100
〈1%H
〈1%L
水准仪
经纬仪，H为下沉总深度，H〈10m时，控制在100mm以内
水准仪L为两角的距离，但不超过300mm，L〈10m时，控制在100mm之内
一般项目
1
钢材：
对接钢筋、水泥、骨料等原材料检查
符合设计要求
查出厂质保书或抽样送检
2
结构体外观
无缝隙、无蜂窝
空洞、不露筋
观察检查
3
平面尺寸：
长与宽
曲线部位半径
两对角线差
预埋件
%
%
%
mm
±0.5
±0.5
1.0
20
用钢尺量，最大控制在100mm之内
用钢尺量，最大控制在50mm之内
用钢尺量
用钢尺量
4
下沉过程的偏差
高差
%
1.5-2.0
水准仪测量，但最大不超过1m
平面轴线
<1.5%H
经纬仪，h为下沉深度，最大控制在300mm之内，此数值不包括高差引起的中线位移
5
封底混凝土坍落度
Cm
18-22
坍落度测定器
注：
主控项目3的一项偏差可同时存在，下沉总深度，系指下沉前后刃脚之高差
第七章施工常见问题与处理对策
常见问题
原因分析
处理对策
沉井下沉过快
遇软弱土层，土的耐压力强度小，使下沉速度超过挖土速度
长期抽水或因砂的流动，使井壁与土间磨擦力减小
井壁外部土液化
用木垛在定位垫架处给以支承，并重新调整挖土；在刃脚下不挖或部分不挖土
将排水法下沉改为不排水法下沉
在沉井外壁与土壁间填粗糙材料或将井筒外的土夯，增加摩阻力；如沉井外部的土液化发生虚坑时，填碎石进行处理
沉井遇障碍物
沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、地下沟道、管线、钢筋、树根等造成沉井搁置、悬挂
遇较小弧石，可将四周土掏空后取出；遇较大弧石或大块石、地下沟道等，可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出，炮孔距刃脚不少于500mm，其方向须与刃脚斜面平行，炮药量不得超过0.2kg，并设钢板防护，不得裸露爆破；钢管、钢筋、树根等可用氧气乙炔焰烧断后取出
发生流砂
井内“锅底”状开挖过深，井外松散土涌入井内
井内表面排水后，井外地下水动水压力把土压入井内
爆破处理障碍物，井外土受震进入井内
采用排水法下沉，水头宜控制在1.5－2.0ｍ
挖土避免在刃脚下掏挖，以防流砂大量涌入，中间挖土也不宜挖成“锅底”状
穿过流砂层应快速，使沉井刃脚切入土层
沉井超沉或欠沉
封底时沉井下沉尚未稳定
测量有差错
当沉井下沉至距设计标高以上1.5－2.0ｍ的终沉阶段时，应加强下沉观测，待8ｈ的累计下沉量不大8ｍｍ时，沉井趋于稳定后，方可进行封底
注意测量工作，对测量标志应加固校核
第八章安全措施
1.沉井施工前，应杳清沉井部位的地质水文及地下障碍物情况，摸清地下管道等设施的影响情况，并采取有效措施，防止施工中出现问题，影响正常、安全施工。
2.严格遵循沉井垫架拆除和土方开挖程序，控制均匀挖土速度，防止发生突然性下沉、严重倾斜现象，导致人身事故。
3.作好沉井下沉中的降排水工作，并设备用电源，以保证沉井挖土过程中不出现大量涌水、涌泥或流砂现象，以避免造成淹井事故。
4.沉井上部应设安全平台，周围设栏杆，井内上下层立体交叉作业，设安全网、安全挡板；避开出土的垂直下方作业；井下作业应戴安全帽、穿胶皮革。
5.沉井内土方吊运，应由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞或脱钩；塔吊吊运土方和材料靠近沉井边坡行驶时，应加强对地基稳定性的检查，防止发生塌陷、倾翻事故。
6.沉井挖土应分层、分段、对称、均匀地进行，达到破土下沉时，操作人员要离开刃脚一定距离，防止突然性下沉而造成事故。
7.加强机械设备维护、检查、保养：
机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业，并设漏电保护器；夜间作业，沉井内外应有足够的照明，沉井中内应采用36V安全电压。
第九章施工注意事项
1.沉井制作的模板支设和钢筋绑扎与普通结构施工要求一样，只不过由于是在软基上施工，所以要均匀对称施工，以防止不均匀沉降。
2.沉井壁中如预留孔洞，为防止下沉时泥土和地下水大量涌入井内，影响施工操作，或因每边重量不等重心偏移，使沉井产生倾斜，在下沉前应进行填塞封闭处理，使之下沉均匀。
3.沉井下沉位置的正确与否，开始5m以内，要特别注意保持平面位置与垂直度正确，以免继续下沉不易调整。
4.沉井下沉被搁置或悬挂，下沉极慢或不下沉时，可采取在井顶加载；或挖除刃脚下的土，或在井内继续进行第二层碗形破土；或在井外壁装射水管冲刷井周围土，减少磨阻力，或在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土，降低磨擦力；或清除障碍物；采取控制流砂、管涌等措施。
5.沉井下沉如速度过快，超过挖土速度，出现异常情况时，可采取用木垛在定位垫架处给以支承，并重新调整挖土；在刃脚下不挖或部分不挖土；在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，加大摩阻力；如沉井外部的土液化发生虚坑时，可填碎石处理；或减少每一节筒身高度，减轻沉井重量。
6.沉井下沉最易发生倾斜或位移。
施工中应强下沉过程中的观测和资料分析，发现倾斜和位移应及时纠正。
当沉井垂直度出现歪斜超过允许限度，可采取在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土；或在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度；或在井外倾斜反面挖土，回填到倾斜一面，增加倾斜面的摩阻力等措施。
当沉井轴线与设计轴线不重合，而产生一定位移的现象时，因位移大多由于倾斜引起的，控制沉井不再向偏移方向倾斜，并有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置。
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