沉井不排水下沉施工方案.docx

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沉井不排水下沉施工方案

沉井不排水下沉施工方案

电缆测温装置工程

粤垦路～广园东管段工作坑施工

专项施工组织设计

第一章工程概况

第一节工程概况

1、工程概述

本工程为电力电缆测温系统装置安装的工作坑土建工程。

工程位于天河区粤垦路－广园快速干线交叉口处，拟在现有穿越广园快速干线150KV电缆走廊的中部设置一个电缆测温装置，以便于监测此干管的安全使用状况。

根据电力部门要求，监测点设置在广园快速干线跨线桥桥底的掉头车位西侧，我司须在监测点开挖一个直径2.5米的工作坑，作为测温装置施工的安装平台。

2、工作坑施工工艺

采用沉井不排水下沉的方法进行施工。

根据现场施工条件，由于施工点地处广园快速干线与粤垦路交叉口，交通流量和负荷都非常大，施工面不能太大，考虑采用沉井法施工。

为防止施工过程中车流产生的振动影响沉井的结构安全和路面安全，并考虑沉井施工的顺利下沉到位，沉井施工前应先对沉井外周施打三排8米长三管旋喷桩（搅拌桩与沉井外径的净空为0.5m，桩径600mm，桩与桩之间咬合200mm，水泥采用早强425号水泥，水泥掺量不小于300kg/m）。

第二节施工要点

1、本工程广园快速干线与粤垦路交叉口，工程的基坑开深度大且地质情况未明。

工程施工时必须注意基坑支护和地下水、流砂的处理，确保行车道的安全。

2、本工程有双三管高压旋喷桩、沉井不排水下沉等重要施工工艺，而且工期紧，施工中必须确保施工质量、施工安全和工程进度。

3、施工协调。

施工地段管辖部门包括交通管理部门和道路管理部门，施工前须取得各管辖部门的认可并得到协助方可进行施工，施工过程中严格接受管辖部门的监管。

第三节工程量概算

第二章主要施工工艺

第一节高压旋喷桩施工工艺

1、施工准备

本工程采用三管旋喷桩，平均桩长8m，桩体直径Φ600mm，桩顶标高等于地面标高，单层桩在横向相互嵌入20cm，桩芯距离400mm。

旋喷桩采用425＃水泥，水灰比宜为1.2，灌入水泥浆液的比重宜为1.45，返浆比重宜为1.3。

水泥用量不少于300kg/m。

灌浆压力不少于20Mpa。

施工前，做好工艺性试桩，以确定各项施工技术参数。

如高压水、压缩空气的压力及流量。

2、施工程序:

测量放样及机械安装

钻机就位

钻孔

试喷

由下而上高压注浆

喷浆结束并拔管

浆液冲洗

结束

下管

3、施工操作要点:

（1）、钻机就位

钻机需平置于牢固坚实的地方，钻杆（注浆管）对准孔位中心。

（2）、钻孔及下管

为保证高喷双重管顺利放入到预定孔深、钻孔机结构应考虑使用Φ130mm开孔，钻深至0.5m然后下Φ127mm塑料或钢质套管作为孔口管。

高喷工序完成后，应及时拔出孔口管，以便回灌工作顺利进行。

下管过程中，需防止管外泥砂或管内水泥浆小块堵塞喷嘴。

（3）、试喷

注浆管置入土层预定深度后，用清水试压，注浆设备和高压管路安全正常，则开始高压注浆作业。

（4）、高压注浆作业

高压喷浆由下而上连续进行，注意检查浆液初凝时间，注浆流量、风量、压力、旋转和提升速度应符合设计要求。

注浆管提升速度为20cm/min，旋转速度为20r/min。

注浆施工时应严格执行以下规定：

（a）注浆施工时应加强对返浆情况观察，出现异常情况应查明原因，采取措施加以处理，发现孔口不返浆时，应立即停止提升，原位浇注，待回浆正常后才能恢复正常施工。

（b）注浆结束后，由于水泥桨液析水，对已完成注浆孔要进行二次回灌，以防注浆孔顶部出现凹陷，

（c）、喷浆结束并拔管

喷浆由下而上至设计高度后，拔出喷浆管，把浆液填入注浆孔中，多余的清除掉。

（6）、浆液冲洗

喷浆结束后，立即清洗高压泵、输浆管路、注浆管及喷头。

4、质量控制及标准:

1、施工用水泥应具有出厂质保单。

2、旋喷桩施工工艺要求满足各种操作参数，如注浆流量、风量、压力、钻机提升速度及机叶旋转速度等。

3、旋喷桩的桩位允许偏差±50mm，垂直度偏差不超过1%。

4、采用隔孔施工。

5、质量保证措施

1、开工前进行事先进行技术交底，由项目总工将技术规范及业主、监理的有关技术要求向全体施工人员进行交底。

使全体施工人员了解工程质量控制指标，提高质量意识。

2、严格按ISO9000文件要求，成立施工负责人全面负责，由施工员、质安员组成的质保体系，以制浆岗、泵房岗、台车岗为质量管理点，全岗严格按施工工艺参数及注浆规范施工。

3、服从业主、监理的质量检查监督。

4、制定相应的质量奖罚措施。

第二节沉井不排水下沉

（一）、概述

沉井下沉采用不排水下沉，在沉井顶部放置一台PC200型履带抓铲机，布置沉井外径2m处。

抓铲机每台自重40t，吊装高度为5m，为中级起重工作，抓铲机支撑采用预先制作的钢活动平台并实现移动抓土。

（二）、施工工艺流程

沉井施工工艺流程图

（三）、沉井制作

1、刃脚支设

泵站沉井制作时，为解决地基承载力的不足，采用了垫层法。

即在刃脚下设垫木垫层，垫木下再设砂垫层，逐层扩大，类似扩大基础。

沉井刃脚铺设标准方木（100mm×100mm×2000mm）作支承垫架的垫木，然后在其上支设刃脚及井壁模板，浇筑砼。

地基上铺设砂垫层，可减少垫架数量，将沉井的重量扩散到更大的面积上，避免制作中发生不均匀沉降，同时易于找平，便于铺设垫木和抽除。

选用中砂用平板振动器振捣并洒水，控制干密度≥1.56t/m3，地基整平后，铺设垫木，使顶面保持在同一水平面上，用水平仪控制其标高差在10mm以内，并在其孔隙中垫砂夯实，垫木埋深为其厚度一半。

2、模板支设的技术措施

井壁模板采用钢模板组装而成。

沉井内外模板均采取竖向分节支设,每节高1.5～2.0m,模板循环倒置使用。

先支井体内模,一次支到比施工缝略高100mm,竖缝处用90mm×90mm方木支撑在内部脚手架或竖井架上。

外模分两次支设,内外模均支到施工缝略高100mm处,竖缝用木方及Φ12mm拉紧螺栓紧固,间距500mm,在螺栓中间设100mm×100mm×3mm钢板止水片1道,止水片与螺栓接触的1圈满焊。

每隔1.8m设1道Φ20mm钢丝绳和拉紧器箍紧,以防外胀,再设斜支撑支顶于基坑壁及外部脚手架上。

3、混凝土浇灌技术措施

（1）将沉井分成若干段对称均匀分层浇灌,每层厚300mm,均衡下料,以免造成地基不均匀下沉,使沉井倾斜。

（2）混凝土应振捣密实,在每段交接处,振捣范围应延伸至另段500mm处。

（3）每节混凝土应一次连续浇灌完成,第一节混凝土强度达到70%方可浇灌第二节。

（4）上下节井壁的接缝应设置止水带,接缝处凿毛并冲洗处理后,再继续浇灌下一节,并在浇灌前先浇一层贫石子混凝土。

（5）在井壁浇筑混凝土时,应停止挖土下沉,以保证安全,同时前一节下沉应为后一节混凝土浇灌工作预留0.5～1.6m高度,以便操作。

钢制活动平台制作钢制活动平台采用桁架结构，总长6.7m，总宽6.5m，总高1.8m，工作面尺寸为6.54×4m。

制作时，为防止过大的焊接应力，采用分件制作，整体拼装的方式，分为纵向桁架、纵梁、横端梁、横梁、面板和行走轮等部分。

纵桁高1.4m，长6.7m，为主要承受弯矩的矩形桁架梁，上下弦杆、斜杆和竖杆均为［14槽钢，中间竖杆间距为1m，共设6空。

主桁架下弦杆为两根［20槽钢并列，中间开档140mm，以便安装行走轮，上弦杆为两根［14槽钢，中间竖杆间距0.5m，竖杆和斜杆均为［14槽钢。

顶部用4mm厚钢板满铺，钢板与骨架连接采用双面交叉间断焊接，在面板下面设5道纵梁和5道横梁，型材为└70×70×7mm角钢。

每个平台在主桁架端部各安装2个行走轮，共8个行走轮，行走轮采用钢质起重机行走轮，直径400mm，轮宽120mm，每个行走轮安装两只416型轴承。

最后在钢板上履带下部铺设枕木以分散抓铲机对平台的压力，并起防滑和减震作用。

4、沉井下沉

沉井下沉是本项目的关键工序，下沉质量的好坏将直接影响到工程质量和进度。

4.1沉井下沉系数计算

一般采用沉井下沉系数K≥1.15～1.25作为下沉的控制指标。

判断沉井下沉后期是否需要压重。

验算公式:

　　K=（Q－B）/（T+R）=（Q－B）/[c×（h－3.5）×f+R]≥1.15

　　式中:

Q——沉井自重及附加荷重;

　　B——被井壁排出的水重（kN），采取排水下沉时B＝0;

　　T——沉井与土间的摩阻力（kN）;

　　c——沉井周长（m）;

　　h——沉井下沉高度（m）;

　　R——刃脚反力（kN），刃脚挖土时取R=0;

　　f——井壁与土的单位摩擦力，取最小值20kN/m2;

K=[（19.5×0.8+3.5×1）×11.8×3.14×24-0]/12.4×3.14×（13.32-3.5）×20）=2.22≥1.15

由于下沉系数足够大，故推断沉井下沉后期不需要压重。

4.2沉井抗浮计算

若地下水对沉井的浮力大于井壁及封底砼重量与井壁与土的摩擦力之和，可以采取在井壁上加载的方法抗浮

　　井壁及封底砼自重:

　　p=ρv=2.4×[120.7×1+（19.5×0.8+3.5×1）×11.8×3.14]=1988t

　　F=1607.7＜p+f=1988+1207=3195t

　　因此，沉井在地下水浮力的作用下，是能够保持稳定的。

4.3沉井下沉的技术措施

（1）做好下沉前的各项准备工作。

在混凝土达到设计强度的70%方可拆模,拆除模板时,应对混凝土表面进行外观检查,每次下沉时,须将井筒内的满堂架全部拆除。

（2）沉井下沉。

各项准备工作就绪,待混凝土强度达到100%后方能开始挖土下沉。

①刃脚承垫架的拆除。

当井内土方由中间向四周均匀扩挖到刃脚附近时,先分段对称地掏土至刃脚处,深井在重力作用下第一次开始下沉,第二次再由中间向四周均匀挖至刃脚附近时,先掏剩余部分（承垫下面）的土至刃脚下,抽除承垫架,再掏其余部分的土,沉井便开始第二次下沉。

②每次开挖的厚度不要过大,开挖厚度控制在200mm左右。

③加强沉降观测与外观观察。

第一次下沉前,做好对沉井的初始标高、轴线位移等校核,并做好记录,以此作为对以后各项观测的参照。

4.4沉井下沉中的纠偏措施

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。

（1）可能产生倾斜的原因有:

①刃脚下土质软硬不均;

②拆刃脚垫架时，抽出承垫木未对称同步进行，或未及时回填;

③挖土不均，使井内土面高低悬殊;

④刃脚下掏空过多，使沉井不均匀突然下沉;

⑤排水下沉，井内一侧出现流砂现象;

⑥刃脚局部被大石块或埋设物搁住;

⑦井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。

（2）纠偏措施有:

①加强沉井过程观测和资料分析,发现倾斜及时纠正。

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从倾斜高起的一端,也就是从土质硬的一端挖土,同时向土质软的一端递减挖土深度逐渐开挖,使沉井两端基本保持在同一水平面上,这样沉井就由倾斜逐渐摆平。

③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。

5.沉井封底

封底方法有排水封底法和不排水封底法。

正确的选择封底方案对能否成功封底影响至关重要。

采用不排水封底。

（1）混凝土坍落度宜为150～200mm，在开始灌注混凝土时，宜用较小的坍落度。

（2）灌注封底水下混凝土时，需要的导管间隔及根数，应根据导管作用半径及