进水泵房制作下沉施工方案.docx
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进水泵房制作下沉施工方案
、
编制依据
、
工程概况
三、
井筒制作
四、
下沉准备
五、
下沉设备
六、
井筒下沉
七、
沉井下沉注意事项
八、
测量控制
九、
沉井下沉速度控制
十、
下沉异常情况处理措施
十^一、沉井封底
十二、进度计划
十三、安全及职业健康保证措施
十四、环境保护措施
南京市桥北污水处理系统一期工程
进水泵房制作下沉施工方案
一、编制依据
1、招标文件技术规范
2、南京市桥北污水处理系统进水泵房施工图
3、南京市桥北污水处理厂工程岩土工程勘察报告
4、给水排水构筑物施工及验收规范（GB50141-2008
5、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002
二、工程概况
1、设计概况
进水泵房下部为圆形钢筋混凝土结构，内径20m壁厚1.2m地下部分高度18.0m（地面至刃脚底部），下部设隔墙安置粗格栅，在5.9m标高设置工作平台，8.8m标高设钢筋混凝土梁板作为室内地面，上部为框架结构，地上建筑部分高10.4m。
泵房主体为C30P8混凝土，封底为C20混凝土，垫层为C15混凝土。
临近构建筑物及平面布置见附图1。
2、水文地质、气象条件
厂区地形较平坦，拟建场地属长江漫滩地貌单元。
厂内岩土自上而下主要为素填土，粉质粘土或淤泥质粉质粘土，粉砂和细砂，地层分布不均匀，20m深度内无液化土。
沉井部位勘探报告表明，该部位表层为1层素填土和2-1层粉质粘土，0.9~1.3m以下即为2-2A、2-2B粉砂地层，以下为2-3层细砂层，该层为沉井持力层。
粉砂和细砂地层透水性强。
南京地区地下水水位最高一般在7~8月份，最低水位多出现在旱季12月份至翌年3月份。
场地潜水稳定水位埋深为1.03〜2.20m,标高为5.36~5.89m（吴淞高程系）。
场地地下水类型为潜水，地层透水性总体表现为随深度增加而逐渐趋好的特征。
场地地下水补给来
源主要为地下径流和大气降水。
地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢
结构具弱腐蚀性。
3、地上障碍物：
在沉井东北侧，有南钢矿渣堆高约10米，坡脚
距离沉井约11米，地面堆载会对沉井施工造成不利影响。
三、井筒制作
1、技术准备
放线定位及标高控制点经复核合格，桩位的放样满足建筑工程质量验收规程中规定的允许偏差20mm并设置好观测用的控制桩。
进行施工技术、安全质量、环保交底，相关工种人员经培训并持证上岗。
2、基坑开挖
因既有地面以下0.9m〜1.3m即见2-2B粉砂地层，井筒制作时又处于雨季，开挖深度确定为1.5m，边坡比例为1:
1，为便于脚手架搭设和基坑排水，井筒外壁到坡脚尺寸不小于2m在坡脚设置一圈排水沟，并均匀布设5处积水坑，并在底部铺设反滤层，便于操作过程中排水。
自基坑上口向外设坡度，并设置一圈300X300伽截水沟，将拦截的地面雨水引向厂区排水沟。
3、地基处理
开挖前先进行井点降水，将基底水位降到基底0.5m以下，保持
开挖面干燥，然后铺设粗砂垫层。
按井筒三次预制成型自刃脚向上浇筑15.5m（留置上部2.8m以上高度梁板不浇筑），一次下沉到位考虑。
刃脚和井字梁下为250伽厚度C15混凝土垫层，混凝土垫层下的粗砂垫层厚度取1.2m。
基坑开挖及地基处理见附图2。
尽管该处地层土质较好，承载力高，压缩性小，仍决定在混凝土
垫层上设置3个观测点，观测垫层坐标和标高，以检测矿渣堆对基底的影响。
⑴混凝土垫层宽度计算
混凝土垫层宽匸刃脚宽+砖膜底部宽+每边宽出尺寸：
匸（0.4+1.94+0.25X2）=2.84m
⑵砂垫层宽度计算
砂垫层最小宽度B=昆凝土垫层宽1+每边外放尺寸X2
其中，每边外放尺寸二砂垫层厚hxtana（压力扩散角）=1.2X
0.5=0.6m
B=2.84+2X0.6=4.04m
⑶砂垫层厚度验算
沉井自重对下卧层的附加应力：
沉井自重为井筒加井字梁部分：
G=3.14X（22.4-202）x15.5
X25/4+（18.84X4-4X1.2）x（1.4+1.0）X4.0X25/2=39421.3kN下卧层受力面积S=3.14X（（22.9+2X0.6）2-（17.22-2X0.6）
22
））/4+18.84X4X（1.5+0.6X2）-4X（1.5+0.6X2）=428.8m2
Pz=G/S=39421.3/428.8=91.9kN/m
砂垫层及砼垫层对下卧层的压力Pcz=丫h=18X1.2+24X
0.25=27.6kN/m
下卧层承载力特征值（地勘报告提供的2-2B层的承载力）139
kPa,贝卩：
fz=139kN/m2>FZ+Pcz=91.9+27.6=119.5kN/m
砂垫层厚度满足承载力要求。
⑷砂垫层承载力验算
2
混凝土垫层面积S=3.14X（（22.4+2X0.25）-（22.4+2X
2
0.25-2.84X2）））/4+18.84X4X（1.0+2X0.25）-4X（1.0+2X油毡以隔离刃脚，自刃脚向上分3次浇筑完成，施工缝采用止水钢板作防水处理。
模板采用竹胶板，钢管弯弧作横楞，竖楞采用横楞间密插钢管，间距不大于20伽，对拉螺栓控制结构尺寸。
对拉螺栓计算如下：
砼对模板最大侧压力
计算式一：
F=0.22丫ct°BiB亦
1/22
=0.22X24x4X1.2X1.15X0.75=25.24kN/m
计算式二：
F=ycH=24X5.7=136.8kN/m2
式中：
丫C—砼重力密度（kN/m3）;
t°—砼初凝时间（h）,取4h;
V—砼浇灌速度（m/h）
（31—外加剂影响修正系数，缓凝时取1.2
（32—砼塌落度影响修正系数，取1.15
H—砼浇灌高度
有效压头高度：
h=F/丫c=1.05m
两者取最小值新浇混凝土对侧模最大压力为25.2kN/m2，考虑混
凝土施工对模板产生的施工荷载4kN/nt为并取荷载分项系数，作用
于模板的总荷载为：
2
q=25.24X1.2+4X1.4=35.89kN/m
对拉螺栓按0.61mX0.61m布置，则每根承受的拉力为：
P=q・A=35.89X0.61X0.61=13.35kN
M14螺栓容许拉力为17.80KN>13.35kN
故可采用M14对拉螺栓按间距0.61x0.61m布置。
在沉井内外分别设双排脚手架作为工具脚手架，不与沉井模板支撑体系相连，通过沉井顶部模板上空加连杆形成稳固的结构，底部在砂垫层上垫模板增加稳定性。
钢筋表面应清洁、无损、无油或油脂。
无铁屑也无锈，钢筋应放在干净的地方，防止变形。
钢筋下料制作应按下料单加工，并符合GB50204-92的有关规定，并做好标识。
同编号的钢筋堆放在一起，绑扎前应仔细核对规格、尺寸，确认无误后绑扎。
绑扎采用22#铅丝。
钢筋绑扎时，在1m2面积内应设置不少于4根间距控制钢筋以保证钢筋间距。
钢筋砼保护层厚度由50*50mm（内埋铅丝）水泥砂浆垫块控
制、井壁水平筋用主尺控制间距，底板上层筋采用钢筋马凳架设。
当钢筋遇①300mm以下孔洞时，钢筋应绕过孔洞，遇①300mm以下孔洞时，应截断钢筋并与套管加固筋焊牢，预埋铁件应焊在钢筋上以免移位。
井内隔墙在沉井封底后浇筑，隔墙上的粗格栅机的预留槽米用牢固的木盒固定在模板上，调好位置符合要求后，采用对拉螺栓和点焊支撑件限位，防止跑模。
预埋铁在位置复核后电焊固定牢固，池壁上的预埋铁紧贴模板，以便于拆模后敲出。
预埋套管安装前，复核在模板上做好的位置标记，割除钢筋安放预埋套管，检查完套管位置符合要求后，按照施工图要求进行洞口加固，加固筋同主筋、套管点焊，并用短钢筋支撑预埋管，以防止发生位移，必要时在下部上钻孔排气。
钢板止水带设置在壁板厚度的中点处。
在浇筑上一层混凝土前，下层的混凝土先凿毛，清除表面浮浆皮、浮松石子、然后用水湿润混凝土面，铺一层与混凝土同标号的水泥砂浆，厚度为0.01-0.015m然
后浇筑上层混凝土。
在接高井筒时，利用下面一节的对拉螺栓支撑上一节井筒的模板。
沉井接高部分的轴线与沉井中轴线应重合，在接高
时必须注意混凝土应对称浇筑，以免沉井刃脚踏面处压力不均匀使沉井偏斜。
制作时只浇筑外壁混凝土，与外壁连接的隔墙和底板处预埋钢筋，搭接按50%处理。
井字梁同刃脚同时浇筑。
平时注意基底排水和井筒垂直度监测，浇筑混凝土时应保证均匀布料，并观测垂直度和标咼有无变化。
关于钢筋制作和安装、混凝土浇筑和养护请见各专项方案。
井筒制作按每100m及每500m3留置立方抗压试块和抗渗试块。
质量检查：
预埋件、套管位置偏差水平向、垂直向不大于10mm；
井筒半径允许偏差士0.5%，壁厚允许偏差士15mm。
四、下沉准备
1、下沉前应将沉井附近矿渣堆清除干净，以免地面堆载过大造成沉井北侧土压力过大，造成沉井发生位移和倾斜。
2、下沉前进行结构外观检查、评定，检查砼强度等级、抗渗等级是否满足设计要求。
3、沉井下沉前井壁上所有预留孔用钢板封堵。
钢板焊接角钢加强肋。
4、井外壁做下沉高程控制点，并标注高程，作为下沉过程高程控制。
在沉井内壁上弹出垂直轴墨线。
最近的细格栅在沉井下沉深度的2倍距离之外，下沉应该对该部位没有影响，但保险起见，在该部位设置沉降观测点，在沉井下沉过程中同时观测。
5、沉井刃脚在下沉前应全部凿毛，以免影响水下砼的堵水效果。
6、将底板等的全部预留钢筋人工扳弯，其弯曲半径不得小于
0.5m，待沉井下沉到位后施工底板等上部结构时再人工调直。
7、下沉前在沉井旁50m外做一沉淀池，使从沉井内取出的水、
泥、砂在沉淀池内进行沉淀，并取上层清水回用，见附图1。
&潜水员水下作业前应充分作好准备工作，以便能及时对下沉情况进行分析和处理。
9、垫层拆除：
垫层的拆除应在刃脚砼达到设计强度的100%,井身砼达到设计强度的70%后进行。
拆除工作应设专人统一协调指挥，对称同步进行，拆除时要加强观测，防止沉井倾斜。
采用吊车将井内拆除的混凝土和砖膜取出。
五、下沉设备
采用十台（九用一备）2PN型吸泥砂泵，，管径：
①100,十台（九用一备），流量：
20m3/h，扬程：
22m,功率10KW，管径：
①150。
下沉过程中辅以抓斗取土。
主要机械和仪器全部经检查调试，状态良好：
序号
名称
型号规格
单位
数量
备注
1
2PN型吸泥砂泵
流量：
40m/h,扬程：
22m，功率10KW
台
8
2台备用
2
WQ20-22潜污泵
流量：
20m3/h,扬程：
22m，功率10KW
台
6
3台备用
3
抓斗挖掘机
台
1
4
全站仪
南方NTS352
台
1
5
水准
仪
DS3-A
台
2
6
潜水设备
套
1
六、井筒下沉
井筒下沉采用不排水下沉挖土，最初利用高压水枪射出的高压水泥冲刷土层，使其形成一定稠度的泥浆汇流至集泥坑，然后采用吸泥
砂泵，借助水力冲刷将泥砂吸出井外，沉淀处理。
当局部有较硬土层，遇有粘性土层时，使喷嘴接近90°的角度冲刷立面，将立面底部冲成缺口使之塌落。
冲土顺序为先中央后四周，并沿刃脚留出土台，最后对称分层冲挖，尽量保持沉井受力均匀，不得冲空刃脚面下的土层。
后期施工时，使高压水枪冲入井底，所造成的泥浆量和渗入的水量与水力吸砂泵吸入的泥浆量保持平衡。
吸泥砂泵配套安装潜污泵，并24小时连续作业，以保证下沉平稳，避免下沉过程中的停滞，给再次下沉造成困难，以保证施工进度。
下沉过程中辅以抓斗取土。
不排水下沉施工见附图3。
沉井内取出的水、泥、砂在沉淀池内进行沉淀后，使用污水泵将经过沉淀后的水注入沉井内，泥、砂使用翻斗车运出厂外。
下沉允许偏差：
高度士50mm,轴线位置水平差：
位移值/深度不
超过1%即180mm。
⑴下沉安全系数验算
Q-B
TR
式中K—下沉安全系数，一般应大于1.15〜1.25;
Q—沉井自重及附加自重（KN）;
B—被井壁排出的水量（kN）,如采用排水下沉时，则B=0;
T—沉井与土间的摩阻力（kN）。
假定摩阻力随土深而增大，在刃脚处达到最大值，5m以下时保持常值，则T=3.14D（H-2.5）f,此中假定偏于安全。
D—沉井外径（m）
H—沉井全高（m）
h—刃脚高度（m）
R—刃脚反力（kN），如采取将刃脚底面及斜面的土方挖空，则R=0
f—井壁与土的摩擦系数
采用不排水一次下沉，
B=GX10/24=16426kN
f值按下表不同地层取加权平均值,
据地质勘察报告沉井设计验算参数
土层编号
土层名称
井壁与土体间的摩
擦力（kPa）
土层承载力
（kPa）
备注
1
素填土
/
2—1
粉质粘土
12
110
2—2A
粉砂
22
180
2—2B
粉砂
18
130
2—3
细砂
23
160
下沉标高和土层分布见附图4
1.818+2.522+3.518+7.723
15.5
Q=G=39421.3kN
T=3.14X22.4X（15.5—2.5）X21.13=19321kN
故可靠自重下沉
（2）下沉稳定性验算
Rf
G-B
R1R2
式中K-沉井下沉稳定系数，应小于
G—沉井自重
B—地下水浮力，排水下沉时B=0，不排水下沉时取总浮力70%
Rf-沉井外壁有效摩阻力
其中R=3.14D°（Cn）fu；R2=A1fu
Do—沉井的平均直径（m）;C—刃脚踏面高度
n-刃脚斜面与井内土体接触面的水平投影宽度（m）
R2—沉井内部隔墙和底部下土的支撑力
A1—隔墙和底梁的总支撑面积
fu—土的极限承载力,取160kPa
Rf=3.1422.415.523.13=25216kN
R^-3.1421.21.2160=12781kN
R2-18.841.04160=12058kN
K=39421-164267（%=0£58：
：
：
1.0,自重下能稳定下沉，并可到位后避免突沉252161278112058
⑶封底后抗浮稳定性计算
封底混凝土均厚取3.5m，地下水水位6.0m。
“G-G封底f
K=
F
314_
F=22.421015.5=61052kN
4
2
G封底=（3.14X10-1.2X18.84X4）x3.5X24=19321kN
K=394211932118780=1.27_1.25,故抗浮稳定61052
其中：
K-抗浮稳定性系数，考虑井壁与侧面土体摩擦力，应大于1.25
G封底-封底混凝土自重
F-地下水浮力
f-井外壁土体摩擦力
七、沉井下沉注意事项
1、沉井下沉位置的正确与否，初始阶段的下沉质量尤为重要，
要特别注意保持其平面位置与垂直度的正确，以免继续下沉时不易调整。
方法是在初始阶段每次取土时的取土高度控制在0.2米左右，当
沉井下沉3米左右时进入正常下沉阶段，正常下沉示意见附图5。
2、下沉施工中必须执行“定位正确、先中后边、对称钻吸、深度均衡”的原则，施工中按“沉多钻少”的规律实施。
3、下沉正确掌握井内水位和锅底土面的标高，井内水位控制在井外地下水位标高以上0.8〜1.0m，低于地下水位可能导致井底涌砂及井外地面坍陷。
4、采用测量技术控制井底面的下沉标高，严格控制井体标高并做好一切防超沉的措施。
由于沉井所在位置的土质较差，当沉井下沉至设计标高以上4.0米时，要将沉井暂停下沉24小时左右，观察并记录沉井自由下沉量，以确定沉井停止取土下沉的高度。
5、当沉井下沉至设计标高以上2.0米时，应适当减慢下沉速度，每天不大于0.5米。
锅底开挖深度应减少，刃脚下掏土应慎重，防止突沉和超沉事故发生。
6、沉井下沉到位后，采用潜水员到水下修整沉井锅底，然后在锅底表面及刃脚下铺设狗头石40cm，以此增加沉井自由下沉时的阻力和防止浇筑水下砼时扰动锅底土体。
丿八、测量控制
1、平面位置控制方法（全站仪检查）
将全站仪架设在井外部地面的中心控制点上检查设在沉井顶部的中心控制线，沉井顶部的中心控制线是在每节井段砼浇筑前测设到每节井段上口壁上。
2、高程控制方法（水准仪检查）
沉井下沉前，用钢尺实测各标高控制点的井壁高度，计算该点位的设计高程，下沉中用S3水准仪检查各点的实际高程，计算出下沉高度和倾斜度。
3、垂直度控制方法（垂球法检查）
沉井下沉前，在沉井内壁上弹出垂直轴墨线（以模板控制线分割），上端挂线坠，下端安装标板。
4、沉降观测与控制
挖土中以垂直度观测为主，通过控制单向井壁垂直度和对称轴两侧井壁垂直度之差（不大于30mm）来保证沉井的平面位置和刃脚高差（即保证沉井均匀下沉）。
沉井下沉中加强平面位置、垂直度和高程（沉降值）的观测，每班与班中及每次下沉后检查，接近设计高程时应加强观测，每2h测量一次，以防超沉，设专人进行观测并做好记录，如有倾斜、位移、扭转，及时通知值班队长，由值班队长指挥
操作人员纠正，使偏差控制在允许范围以内。
5、锅底形成观测
沉井下沉到位后，形成锅底时应用测绳对锅底的标高进行全面复测，直至满足设计要求方可进行下道工序。
6、地面沉降观测和出土量统计
虽然临近构筑物距离都在2倍下沉深度之外，仍在井筒下沉过程中，对设在井筒四周的观测点同时进行沉降观测，以观察对四周的影
响，同时每日根据下沉深度计算出的理论出土量和实际出土量进行对比，如实际出土量过大则表明井外有大量土体涌入，则应加强沉降观
测，并提咼井内水位，咼于地下水位。
九、沉井下沉速度控制
1、加强观测，每2h一次测量一次，严格控制下沉速度，设专人进行观测并做好记录。
2、控制沉井出土量，在下沉距底面标高2.0m以上时，每天下沉不得超过1.0m，在下沉距底面标高2.0m开始，每天下沉不得超过0.5m。
3、沉井下沉过快，可适当增大沉井下沉阻力，在井壁外围夯填碎石。
4、取土从锅底中心向四周扩展。
5、沉井下沉到位后井字梁底土不得掏空，同时因考虑到上部荷载作用，应预留5cm不下沉。
十、下沉异常情况处理措施
1、沉井下沉倾斜预防措施
⑴沉井在第一次下沉前拆除垫层时，先井字梁后刃脚，应分区、依次对称，同步地进行，并且及时用砂填夯实。
⑵加强沉井过程中的观测和资料分析，对沉井下沉全过程进行监控，发现倾斜及时纠正。
⑶取土应从中间向四周扩展，并且均匀挖土，控制井内土面高差，同时避免刃脚下掏空过多。
2、沉井纠偏
对于沉井四周土质软硬不均及挖土不当引起的沉井倾斜纠偏方法有3种。
⑴挖土纠偏，即通过调整土的高差及调整沉井刃脚处保留土台的宽度进行纠偏。
⑵射水纠偏，即采用向下沉较慢一侧的沉井井筒外部沿外壁四周注射压力水，以减小土的抗力和井外壁与土之间的摩擦力，促使沉
井较高的一侧下沉。
⑶局部增加荷载纠偏，即在井筒较浅一侧增加荷载，促使其下沉。
3、沉井下沉过快和突沉预防措施
⑴在沉井外壁夯填碎石，加大摩擦力。
⑵控制挖土，锅底不能挖太深，刃脚下不得掏空。
⑶当下沉接近设计标高时，可采取压密注浆的方法，使其刃脚附近土层密实来阻止沉井下沉过快。
⑷注意沉井内外水位的变化，若沉井内水位低于井外水位时易形
成流砂，因而要及时进行补水，使其井内水位始终高于井外水位0.8m。
4、减阻措施
根据地质情况和前面计算结果，下沉过程应不需要进行减阻。
若下沉速度过慢，可在外壁均匀对称采用高压水枪进行冲刷。
十^一、沉井封底
1、沉井下沉到距设计高程0.2m时停止井内挖土和抽水，让其靠自重下沉到设计高程或接近设计高程，再经2〜3天下沉稳定，或
经观测在24h内累计下沉量不大于10mm时，即可进行水下混凝土封底施工，封底厚度为h=3500伽，并在封底混凝土顶面预留插筋，插筋采用①18，插入水下混凝土1800mm,外露部分长为800mm,间距为1000m梅花形布置。
2、水下砼浇筑时，采用2台泵车，按井字梁分割块对称浇筑,
一台泵车配备2根?
300钢制导管，1.5m3容积的料斗。
导管内壁光滑、内径一致，管接头要密封良好不漏水，且便于拆装。
1根导管即可满足最大区格（6mx6m）灌注要求。
单根导管首灌量计算：
水下圭寸底砼流动坡度取1:
5,导管端至锅底高度0.3m，混凝土堆积椎体高
度1.0m，导管口没入混凝土中0.7m，掩埋导管需混凝土量：
12123
V3.14r2h3.14321=9.42m3
33
导管内砼柱与导管外水压平衡所需砼量砼柱高：
16.010
24
=6.67m
Hw—浇筑砼面至水面高度（m）
w—井内混合液或泥浆重度（kN/m3）
c—砼拌合物重度（kN/m3）
导管内需砼量：
V-h1-3.14d?
=6.67-3.140.32=0.47m3
44
故首灌放量为：
3
V=9.420.47=9.89m3
即为混凝土首灌最小用量。
3、每根导管应设球塞，控制砼下沉时井内水从导管挤出，损害
砼的质量。
水下砼的坍落度应控制在18-20cm,浇筑过程保持砼管充
满度。
4、水下砼封底的浇筑顺序须从低处开始，逐渐向导管周围扩大。
每根导管的砼须连续浇筑，直到完成不间断。
随着砼浇筑不断提升导管，并须使导管底部始终埋在砼内1.0m左右。
各导管间砼浇筑面平均上升速度不小于0.25m/h,砼面均匀。
5、首灌必须保证导管没入混凝土中，随时测控导管没入深度，探测必须从两个不同方向进行，以免误测。
6、在封底混凝土达到设计强度值前，须保持井内外水位相等，
以免封底混凝土承受水压，影响封底效果。
凿除。
7、底混凝土按水下混凝土进行施工，所有凸出设计标高部分须
&水下混凝土达到设计强度后，方可进行井内抽水，抽干后不得有渗水现象，否则应予修补。
检查井底无渗漏，即可施工钢筋砼底板。
井内开始抽水时，井外地下水位必须降至地面下3.0m（抗浮计算得出），待上部土建结构全部完成后方可停止降水。
十二、进度计划
1、施工进度计划见附表。
在施工过程中考虑同进场管道协调，
在进水泵房封底后下沉进场井，并完成封底和底板浇筑。
待进水泵房混凝土底板完成后自围墙外接收井向进水泵房顶进，穿过进场井并从进水泵房取出顶管机头，然后再施工内部隔墙、平台和顶部梁板。
2、进度保证措施：
监控进度计划的执行情况，掌握形象进度，发现问题及时处理。
对控制工期的各项工序明确工期目标，制定奖惩措施，并根据工期目标的完成情况及时作出对下一工序目标的调整。
⑴、劳动力配置保证措施：
做好充分的后备人员预备工作，确保特殊情况时及时到位。
施工关键工序、部位必要时
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