自来水厂取水工程施工组织设计.docx
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自来水厂取水工程施工组织设计
1工程概况………………………5
1.1拟建构筑物简述…………………………5
1.2场地岩土工程地质条件…………………………5
1.3质量要求…………………………6
1.4工期要求…………………………6
1.5施工基本条件…………………………6
1.6编制依据………………………7
2.施工准备…………………………8
2.1施工组织准备……………………………8
2.2施工临时设施及生活区布置……………………………9
3.总施工工艺流程……………………………12
3.1引水管、取水头部工程施工工艺流程………………………………12
3.2循环水泵房、顶管工程施工工艺流程…………………………13
4.循环水泵房主要施工方法…………………………14
4.1基本工艺……………………………14
4.2沉井分节高度……………………………14
4.3沉井基础处理……………………………14
4.4沉井制作………………………17
4.5沉井下沉………………………20
4.6沉井封底………………………26
4.7上部主体结构施工………………………………………………31
5.引水管顶管主要施工方法……………………39
5.1一般施工工艺………………………39
5.2工具管选型………………………39
5.3主顶装置………………………40
5.4顶力计算………………………41
5.5顶管施工准备……………………42
5.6顶管出洞及顶进………………………43
5.7顶进轴线及高程控制……………………46
5.8顶管穿堤及防渗处理………………………49
5.9工具管的打捞………………………49
6.取水头部及引水管（埋管段）主要施工方法……………………51
6.1施工准备工作……………………………51
6.2测量定位……………………………51
6.3基坑开挖………………………………51
6.4水下C20砼墩浇筑 …………………………………52
6.5取水头部施工…………………………526.6砌块石护坡施工 …………………………………54
7、资源配备…………………………………55
7.1项目经理部机构设置………………………………55
7.2计划用于本工程的人员……………………………55
7.3岗位设置及人员计划……………………………56
7.4施工机械设备………………………………57
8、施工进度计划及保证措施…………………………………61
8.1施工进度安排……………………………61
8.2工期保证措施………………………………61
9、质量目标及保证措施………………………………64
9.1质量目标………………………………64
9.2质量体系………………………………64
9.3总体措施………………………………64
9.4管理职责……………………………64
9.5质量保证措施…………………………6710、安全保证措施…………………………………74
10.1安全管理体系和目标…………………………………74
10.2安全管理依据…………………………………74
10.3各部门安全职责………………………………74
10.4安全管理措施………………………………80
10.5突发事件应急措施……………………………84
11、文明施工保证措施………………………………85
11.1文明施工目标………………………………85
11.2文明施工依据………………………………85
11.3文明施工管理机构……………………………85
11.4现场文明施工的标准…………………………………85
11.5文明施工的管理……………………………88
11.6现场文明施工措施………………………………88
11.7文明施工内业管理………………………………90
12.雨期施工措施……………………………………91
12.1施工措施…………………………………91
12.2雨期施工措施………………………………91
附：
图、表…………………………………………94
1、工程概况
安徽铜陵市为确保市民安全可靠用水，决定将横港取水口下移至新民取水口上游附近，同步将三水厂迁移至滨江大道东侧长西路与白云路间地块。
新建一座30万m3/d规模的取水口，取自长江水源。
取水工程的主要内容包括阀门井1座、DN1600×16钢管顶管528m（单根长度264m）、沉管40m×2根、水上打39根Φ600的PHC桩、水下安装托架及取水头、长江大堤锥探灌浆等。
1.1拟建构筑物简述
1.1.1取水头部
取水头部为钢制淹没结构，水下安装至托架上再行加固。
1.1.2引水管
本期用2根DN1600×16钢管，钢管从循环水泵房和阀门井出来采用顶管施工，顶管长264m，顶管所穿土层基本上是淤泥质粉质粘土。
顶管施工完毕后，从顶管末端到取水头部的连接短管（40m×2根）采用水下敷设加固至托架上，再与头部钢结构连接。
1.1.3阀门井沉井
阀门井结构为钢筋混凝土沉井结构，平面尺寸外壁纵*横＝13×9m，高度为18.86m，沉井井壁厚1m。
1.2场地岩土工程条件
由于目前工程地质条件无具体资料，现暂不作阐述。
1.2.3水文地质条件
根据施工现场观测，本场地地下水主要为潜水，深度在地面以下1.0m左右，以大气降水及长江侧向补给水为主要补给来源，地下水与长江水具有紧密的联系，地下水位随着长江水位的涨落而涨落。
1.3质量要求
本工程质量标准为合格。
1.4.工期要求
本工程自接到正式通知后五天内组织开工，175天内完成施工，具备通水条件。
各分部工期要求如下：
A、沉井制作、沉井下沉：
80天内完成沉井下沉、封底和钢筋混凝土底板的浇筑施工，进行顶管施工；
B、45天内完成顶管施工（阀门井至长江）、工具头打捞；
C、15天内完成水上打桩施工；
D、25天内完成水下托架安装；
E、10天内完成取水头的制作安装。
1.5施工基本条件
1.5.1电源
业主必须为阀门井、顶管、取水头部施工提供电源至施工现场。
1.5.2水源
施工用水取自长江，生活用水由业主在生活区范围内就近提供接口，接口以下部分需自行解决。
1.5.3临时道路
需修建进入施工场地的临时施工道路，施工道路由大堤上的道路引入，以方便施工设备和施工用材的进场。
1.5.4施工场地
施工场地由业主提供，面积10000m2,取水头部加工场地可安排在河边滩地上进行。
1.5.5生活区
生活区布置根据现场的具体安排进行。
1.6编制依据
1.6.1上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司提供的《阀门井工艺布置图》；
1.6.2上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司提供的《原水自流管工艺布置图》；
1.6.3上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司提供的《原水自流管、取水头部地层剖面图》；
1.6.4现行技术规范、标准、规程等；
1.6.5项目部的答疑；
1.6.6本公司以往类似工程施工经验：
（1）蚌埠市联合取水泵房工程
（2）含山县含城自来水长江引水工程中取水泵站工程
（3）安徽华电芜湖二期（2×1000MW）扩建工程施工
2、施工准备
2.1施工组织准备
2.1.1组建项目经理部
公司成立专门的工程项目经理部，委派具有丰富经验曾在多个类似工程项目中担任项目经理的同志担任本工程的项目经理；同时选调具有同类工程施工经验的技术、管理干部充实各部门，对本工程进行全过程管理；并调配我司专业从事沉井、顶管及水下安装工程施工的队伍进场进行项目作业。
现场组织机构见下图。
2.1.2技术准备
A、认真审阅施工图纸进行图纸会审；
B、根据设计交底做好施工技术交底；
C、编制详细施工方案、作业计划和施工操作要点；
D、对特殊工种和专业人员进行再培训；
E、根据设计图，做好测量控制网，设置基准点，对各分项工程施工位置进行测量、定位、放线。
2.1.3物资设备准备
A、根据本工程的工作量、工程进度、质量要求及现场地域环境，确定各项施工物资供应和设备供应情况。
以保证各种主要材料、周转材料、模板体系及施工设备等的运输。
B、各种物资设备根据施工和进度要求编制供应计划，及时供应，保证施工生产正常进行。
C、施工设备运输考虑陆路运输进场。
另外，我们将充分利用目前已在固镇附近工程施工作业的有利条件。
2.1.4施工人员准备
根据本工程的特点，确定本工程项目管理班子以及项目施工队伍，人员配备时要有的放矢地进行选择，优先考虑从事过同类型工程施工的员工进入工程一线操作施工。
2.1.5生产现场准备
A、清除施工现场范围内的所有障碍物，如树木、块石、垃圾等；
B、修筑现场临时道路；
C、修建生产性临设及临时堆场，安装水电线路并试水试电；
D、修建临时排水沟、截水沟、污水处理池；
E、修建蓄水池、泥水沉淀池。
2.2施工临时设施及生活区布置
该部分工作主要包含办公、生活设施和施工临时设施的搭建及布置。
2.2.1办公、生活设施
设于甲方划定的生活区内，以租用集装厢为主。
水面施工人员食宿以工程船为主。
2.2.2施工临时设施
分两处，一处设于甲方指定的施工场地，主要作阀门井、顶管施工用，另一处设于长江水域内，主要作水上打桩、水下托架、取水头部安装用。
2.2.3生活用水
从甲方提供的接口处用PVC管接至用水点。
2.2.4施工、生活用电
采用电缆将电源从甲方提供的接口处接至各用电点。
阀门井、顶管区用电负荷约为400KVA，水上打桩、沉管、取水头部施工用电负荷约100KVA。
2.2.5施工道路
从大堤的道路进入，直达阀门井、顶管、水上打桩、沉管及取水头部施工场地，沥青砼路面。
2.2.6实施计划
合同签订的同时，项目部主要管理人员先行进场，着手临时设施工作，力争在6日内完成办公房和首批生活住房的搭建工作，以满足管理人员和沉井施工人员的进场需要，水面用电、用水基本同期展开。
全部准备工作计划在10-16天内完成。
3、总施工工艺流程
本工程工期较紧，计划陆上主体先开工，待两段顶管到位后再进行水面及水下施工，在搭设临时设施的同时着手陆上阀门井部分的施工准备工作。
3.1.取水头部工程施工工艺流程
1.2阀门井、顶管工程施工工艺流程
4、阀门井的主要施工方法
阀门井项目含地下沉井结构、内部结构、地面以上结构。
按图纸显示，标高12.00m以下部分作为沉井施工，标高12.00m以上为人孔现浇施工。
4.1基本工艺
沉井分3节制作，分2次整体下沉到位，沉井封底采用导管法进行水下混凝土浇筑（或备选方案：
干封底），最后浇筑钢筋混凝土底板。
4.2沉井分节高度
沉井自标高-6.60m至12.00m，全高18.60m，分3节制作，第一节自标高-6.60m至－2.60m，高4.00m，沉井底板以下结构；第二节自标高－2.60m至4.40m，高7.00m；第三节自标高4.40m至12.00m，高7.60m。
4.3沉井基础处理
4.3.1基坑
现场地面标高约13.0m，根据施工区可视地质条件及地下水位和地表下各土层的承载能力，初步确定基坑的坑底标高为10.0m，下口平面尺寸16.0×12.0m，即在沉井外包尺寸基础上每边各加1.5m，坡比按1:
0.7向上放坡。
基坑采用挖掘机开挖，在接近标高0.2m时采用人工清底和理坡，弃土由甲方按排渣土车运出现场，不得就近堆放，以减少堆土对基坑边坡的稳定影响。
清底时认真检查土层，如有松散或软弱层应采用砂石垫层置换。
为避免基坑及砂垫层在施工期间受雨水浸泡而降低承载力，基坑底部设置降排水系统：
沿沉井外侧1.2m设置坡度为2％的排水沟，截面尺寸300*400mm（宽*深），沟内填碎石形成滤水盲沟，沉井四角及长边中部共设6个D600集水井，集水井底标高比基坑坑底低1.5m，井笼用木条制成，外用滤网包裹，以利地下水渗入，内用1.5吋潜水泵排水。
在砂垫层铺好至沉井下沉期间委派专人负责值守。
4.3.2砂垫层铺设
由于地基承载力较低，为保证沉井第一节制作时的稳定，刃脚底部需采用砂垫层进行换基，以提高地基承载力。
A、砂垫层厚度计算
砂垫层厚度计算采用如下公式：
fk≥G0/（L+2hstanα）,
式中：
G0－沉井单位长度的重量（KN/m）,
fk-砂垫层底部土层的承载力标准值（kPa），
L－沉井刃脚下素混凝土垫层宽度（m），
hs－砂垫层的厚度（m），
α－砂垫层的扩散角，取350。
据经验计：
G0＝266KN/m,L=1.20m,α=300,
由于没有地质资料，fk暂按120计算，砂垫层厚度取1.21m。
为保险起见，暂按1.5m进行考虑。
砂垫层采取分层洒水铺设，层厚控制在30-40cm，采用平板振动器进行碾压夯实。
质量检测方法一：
采用环刀法进行干容重测定，以不小于15.5KN/m3为合格；方法二：
钎探法，即用长196cm，Φ16mm圆钢，在距砂面50cm的高处自由下落，钢钎头部沉入砂面层深度≤7cm者为合格。
B、承载力校核
砂垫层承载力校核采用下式计算：
Ó＝G/（B+2b）<Ó极限，
式中：
G-沉井每延米重量（含施工荷载）G＝300KN/M
B-刃脚底部素砼垫层有效宽度B＝1.00m
b－素砼垫层沿井壁内外各扩放宽度b=150mm
[Ó]-砂垫层极限承载力取450kPa
Ó=230Kpa<Ó极限
计算表明：
承载力满足施工荷载要求。
C、抗剪验算
素混凝土垫层强度等级为C15，C15混凝土的抗压强度为FK1＝13.5N/MM2，抗拉强度为FK2＝1.5N/MM2、则抗剪强度〔τ〕＝（FK1×FK2）0.5＝4.5N/MM2。
τ＝0.37≤[τ]=4.5N/MM2
综上，15cm厚C15素砼垫层（1.2m宽）可以满足施工荷载的承压要求。
4.4沉井制作
4.4.1、模板
A、沉井刃脚底模
沉井刃脚异型面采用砖胎模成形，沿井壁中轴线浇筑C15素混凝土垫层，厚度150mm，宽度1200mm，梁底部位宽1000mm。
素垫层浇筑结束后，在混凝土面上砌筑砖胎模。
砖模用标准砖，M5.0水泥砂浆砌筑，并在斜面上涂刷好隔离层，砌筑时，间隔0.6m预留20-30mm垂直缝，便于立模时的对拉螺栓拉紧和下沉前砖模的拆除。
B、井壁模板
采用木模加定型钢模板作为井壁模板。
模板固定采用Ф14mm对拉螺栓，为满足抗渗要求，在螺栓中间焊-4*50*50止水铁片，螺栓两端焊-4*50*50止水铁片，木模表面要光，所有模板表面涂隔离剂。
固定模板采用Ф50、Ф70钢管作围护和加固，纵横向均0.6m布置1道，使模板整体固定牢，确保浇筑时不产生变形和走动。
模板立好后，应检查其位置、标高和垂直度完全符合施工质量控制要求。
4.4.2脚手
脚手架使用Ф50无缝钢管，随沉井的升高而升高。
内部脚手瞒堂布置，纵横向均1.6m一道，层高1.8m，井外沿井壁四周搭设1.0m宽双排脚手并连成整体，层高1.8m，所有脚手立管下部垫300*300*40mm预制块，并按规程要求设置斜撑和剪刀撑。
为安全起见，脚手架临空处搭设简易栏杆，挂安全网，上铺竹笆片。
所有脚手均与模板脱离，防止浇筑时沉井产生沉降而造成脚手架与模板变形，影响井壁成形质量。
4.4.3钢筋加工与绑扎
沉井钢筋按图纸要求，在工地现场下料加工成形，d≥20采用闪光对焊，d<20可采用搭接焊，焊条应与钢材强度相适应，在搭接长度范围内，受力钢筋接头截面积按规范要求控制。
所有钢筋按图绑扎就位后挂上保护层垫块，垫块现场用高标号砂浆制作，平面尺寸50*50mm，厚度根据不同部位要求确定，垫块纵横向均匀布置，间距0.9m。
关模前应详细检查各预埋件、预埋套管的轴线、标高及平面位置，确保安装牢固，无遗漏和移位。
各部位的保护层厚度见下表：
构件类别
环境、位置
钢筋
保护层厚度（mm）
池壁、及顶、底板
水池内壁、顶板底部、底板顶部、地下池外壁
受力钢筋
35
顶板顶部、地上池外壁
受力钢筋
25
基础、底板
有垫层的底部筋
受力钢筋
40
无垫层的底部筋
受力钢筋
70
梁、柱
位于水中或潮湿环境
受力钢筋
35
梁、柱
位于正常环境
受力钢筋
25
4.4.4混凝土浇筑
混凝土采用商品砼。
采用分层平铺法施工，下料前先行铺3-5cm同标号砂浆，然后用混凝土泵车将砼料输送至各下料点，分层摊铺厚度控制在30-50cm，当下料高度超过2.0m时，布料点采用串筒进行下料。
混凝土浇筑过程中，混凝土面应保持同步均匀上升，并密切观测基础沉降情况。
若发生不均匀沉降，应及时采取措施，严防井壁产生裂缝。
入仓混凝土采用插入式振动器振捣，不得漏振和过振，对刃脚等钢筋密集处可根据我公司长期的沉井施工经验，采取在侧面模板开预留孔等措施确保振捣密实。
混凝土浇筑结束后应根据环境气温按规范要求进行养护。
4.4.5施工缝
每节沉井混凝土浇至标高时，沿井壁中心轴线将止水钢板按设计要求安装固定，在未达到70％设计强度前避免碰撞或松动。
接高前，用风镐凿除浮浆和松动碎石，并用压力水冲洗干净且无积水，浇筑前铺3-5cm同标号砂浆。
4.4.6拆模
沉井的侧壁模板在混凝土达到50％的设计强度后方可拆除。
拆模时应采用专用工具进行，防止对混凝土表面产生损伤，影响井壁的整体外观质量。
4.5沉井下沉
根据现场踏勘，沉井下沉穿越底层主要为填土层、细砂及淤泥质粉质粘土层，从工期等方面考虑需采取一定的措施才有可能下沉到位。
下沉前，应保证第一节和第二节混凝土强度必须达到100％设计值。
4.5.1准备工作
A、杂物清理
制作时散落于井内的混凝土渣、脚手管、模板、钢筋、铁丝等所有杂物、垃圾应彻底清除。
B、防渗处理
沉井井壁上的对拉螺栓在凿除小木块后割掉，并用防水砂浆填实。
C、接触面凿毛
为保证水下封底素混凝土与井体有较好的连接，下沉前应对所有接触部位用风镐凿毛，并经验收合格。
D、混凝土垫层拆除
拆除前应根据沉井重心位置及沉井结构、沉井沉降等因素对素混凝土垫层、砖模进行分组编号，按先底梁、隔墙、后刃脚，先短边后长边的原则编制拆除流程图，施工时严格按图操作，力求分段、对称、依次、同步，以利沉井稳定，同时加强观测，密切注意下沉是否均匀。
井内素混凝土垫层用风镐破碎，装入开底渣筐，利用卷扬机和简易转吊将其吊出井外，然后用手推车运至弃渣场地。
E、套管处理
顶管穿墙套管在进入土层前用钢封闷板严密封堵，其内用黄粘土填实，上部套管采用砖砌体封堵。
F、排泥场
沉井下沉的泥浆外运由甲方解决，根据施工经验和现场实际情况，建设采用以下两种方案。
首选方案：
泥浆由胶管直接排放于设在河边的泥驳内，轮流运往指定的水面弃土区排放；
备选方案：
设在业主指定的区域，用草袋作堰体，并随排出土体的增高而加高。
输入的泥浆经充分沉淀后，水通过水泵、明渠排至长江，土方经充分泌水后再运至弃土场。
G、爬梯安装
在拆脚手架的过程中在井内外安装钢梯，以方便施工人员上下和下沉设备的安置，井面安装1座简易转吊供机械进出之用。
H、测控系统
测控系统按设计要求在下沉前准备就绪，并在下沉前测出踏脚面的初始数据，然后在沉井四角设立下沉标尺，采用水准仪测控各点高程，用经纬仪控制沉井四角位移和偏差。
4.5.2水力机械排水下沉
根据现场条件，前期可选用水力机械取土下沉。
考虑到工期较紧，选用水力机械取土施工准备期短，而且取土均匀，易于控制。
但当井内涌水、泥量较大时，即井内出现管涌或流沙时应立即向井内注水，并改用不排水法下沉，整个下沉采用二合一相结合的方法进行，即：
水力机械取土下沉→水力机械不排水下沉→空气吸泥不排水下沉。
A、水力机械取土下沉工作原理
用高压水将土体冲成小泥块或泥浆，由泥浆泵吸排至井外，当井深较大或扬程较高时，可通过增设增压泵来满足排泥压力要求。
B、机械配备
选用NL－16型泥浆泵，功率22.5kw，流量140m3/h，高压水由3b-5型离心泵提供，功率15kw,流量60m3/h，每台泥浆泵配1台离心泵。
泥浆泵在区格间的移位通过旋转吊完成，泥浆泵的布置见图，共2套。
C、施工能力：
按泥浆浓度20％，有效工作时间16小时，工作效率75%，每套每天出土140*5%*16*60%＝67.2m3，正常2套投入运转时，每天可出土约140m3左右。
D、根据现场踏看和施工经验：
沉井在该类土层可保持较好的下沉趋势，但在接近标高时应严格控制隔墙下口掏空，并控制刃脚下取土，谨防沉井超沉。
E、取土方法：
先在隔墙下取土，待形成锅底后（深度约1～1.5m）再开动另外机组在周边区域内取土，待形成下沉轨迹后两台机组方可正常运转，只有当需加快下沉速度或纠偏时方可在井壁周边区域内有控制地取土。
下沉取土时应统一协调，隔墙、刃脚部位应严格控制取土，应遵循“先挖锅底，后掏底梁，对称取土，均匀连续下沉”的原则，然后在沉井偏差不大的情况下向四周分层、对称、均匀取土，刃脚部位需保留1.50m左右宽的土堤。
4.5.3水力机械不排水下沉
A、取土机械和方法
当出现井内涌泥水时，应立即向井内注水并保持井内水位高于井外地下水位1-1.5m，将泥浆泵改装为水下吸泥机组：
在吸泥口接一节软管和一节钢制吸口深入井底，将高压水枪绑在钢制吸泥口上，水面用4只浮筒制成浮式操作平台，泥浆泵主机安装在平台上，操作人员在平台上通过系在井体的4根缆绳移动平台位置、调整取土范围。
纠偏及隔墙刃脚处取土由潜水员持高压水枪配合完成。
取土原则和方法同前。
为提高效率、指导纠偏，每班安排1个潜水组探摸水下土体冲挖情况。
B、要点
此阶段，应根据刃脚标高、所处土层及井内外水位重新计算沉井下沉系数，并据此确定或调整刃脚、隔墙需保留的土体厚度。
由于受泥浆泵吸程的限制，该法取土水深约5-6m。
4.5.4空气吸泥机不排水下沉
当水深大于5-6米时，由于受水力机械吸程的限制，效率明显降低，此时宜改为空气吸泥机吸泥下沉。
A、取土机械：
采用ф150mm空气吸泥机取土。
其构造包括：
空气吸泥器、吸泥管、排泥管、风管及配件。
简述如下：
①吸泥器：
用钢板制成ф274mm×1260mm×6mm气泡，在气泡一定位置开一定数量的ф5mm进气孔，上下端用法兰与吸、排泥管连接。
②排泥管：
用ф150mm×6mm无缝钢管加工而成，单根长4m，法兰连接，另加工8根单长2m的短管和8根弯管，便于组合拆装。
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