长江引水二期输水管线工程。
试验段19＃顶管工作井。沉。井。
施。工。方。案。
二00五年六月十五日。
一、 工程概况：
长江引水二期输水管线工程为长江引水工程的重要组成部分，长江引水工程为一重大利民工程，社会影响大，意义不凡。本工程试验段19#顶管工作井为长江引水二期输水管线工程的一组成部分。该顶管工作井设计高度为11m，长13.
2m，宽9.2m为一方形沉井，设计井壁厚度为1.1m，局部顶端井壁厚度为0.
8m。整个沉井采用不排水下沉法施工。沉井混凝土采取分次制作浇捣，一次下沉，封底采取水下混凝土封底，沉井形式具体见附图一。
二、 施工顺序的确定：
根据本沉井的特点并结合现场实际，我们项目部经过认真分析研究后决定对本沉井采取以下施工顺序来组织开展施工。
a、确定沉井制作次数及每次制作高度→b、平整场地、铺砂垫层、浇筑砼垫层→c、沉井的制作→d、破砼垫层，不排水下沉→e、沉井封底。
三、 施工方法：
a、 沉井制作次数及每次制作高度的确定。
本工程沉井采取分次浇捣，一次下沉。根据设计，本沉井设计高度为11m，每次浇捣高度为：第一次制作浇筑高度为3.
9m，即沉井下沉后的-4.8m处，第二次制作浇捣高度为4.6m，即沉井下沉后的-0.
2m处，第三次制作浇捣高度为2.3m，即沉井下沉后的2.1m处。
沉井分次浇捣制作过程中，对于前后次制作时的施工缝，我们采取留量凸槽的施工处理方法，以防施工缝的渗水，凸槽尺寸为15cm高，20cm宽，具体见附图二。
b、 平整场地，铺筑砂垫层，并浇筑砼垫层。
考虑到本工程处于市郊，地表条件较好，根据地质勘察资料显示，本工程地面表层为一层80cm左右厚的填土层，其下为一层1.5m厚的粉质粉土层，根据此地质条件，我们准备将本工程沉井的超沉高度定于+4.00m处，即地表位置。
施工前，清除各种地表杂物，并将地表碾压密实。
地表清除铺填到位后，即可开展砂垫层与砼垫层的施工工作，考虑到本工程表面面层地质条件较好的现实情况，本工程砂垫层与砼垫层暂定尺寸如下：砂垫层采用1.5m宽，0.
8厚的环形垫层，砼垫层采用8cm厚，1.3m宽的环形垫层，具体见后面砂垫层与砼垫层的设计验算，详见附图二。
砂垫层施工时，采取开挖基槽的施工方法。基槽开挖深度为88cm深，宽1.5m，基槽采用人工开挖，基槽开挖到位厚，对基槽底部应进行夯实，并在槽底边测设置一条15cm深20cm宽的排水沟，并保证周围环形连通，并在环形四周两对角处设置两个集水井，集水井尺寸为90cm宽，1.
5m深，砂垫层采用颗粒级配良好的中粗砂，每层铺设厚度定为40cm，共分两层铺筑，采用振捣器灌水捣实，以保证其干密度大于1.5t/m。
砂垫层铺填密实到位后，即可将集水井当中的水抽干，开展砼垫层的施工，砼垫层采用c20米砼垫层，宽1.3m，沿沉井井壁刃脚中心线一周布置，垫层厚度取8cm。
c、 沉井的制作。
沉井的制作我们将从钢筋制作，模板施工及砼浇筑三大方面着手，来抓好沉井的制作质量：
1） 钢筋绑扎。
本沉井钢筋为φ16、φ18、φ20等几种规格钢筋，钢筋采用加工场地，机械成型，再人工用平板水推车运至现场，人工现场绑扎。
每节井壁竖钢一次绑扎到位，水平筋分段绑扎，垂直竖筋间距用有开口的木卡尺固定控制，水平筋间距间隔选择一批竖筋按等间距焊上短钢筋头控制。
2） 模板施工。
沉井井壁模板采用规格为1500（1000）×250×55的定型钢模板竖向组装，在刃脚内侧，井壁与隔墙连接处（预留筋处）采用标准木膜板，刃脚垫架上模板应分段（共分8段）安装，以便拆除。刃脚上部井壁模板采用钢模板。考虑浇筑速度快，一次性浇筑高度高，对模板产生很大侧压力。
用φ48mm双钢管作水平围檀，竖向用φ48mm双根钢管以φ14mm对拉螺栓固定。对拉螺栓纵横向间距均围55mm，下部设止水带与螺栓接触的一面满焊，相应的也在混凝土一面以小方木支顶，拆模后凿除小方木再用等强度优质砂浆修补。
内外模的接长，内外模采用利用下一节模板固定上一节模板的方法，循环向上。在砼浇和内外模支设时，在井壁内外应搭设排钢管脚手架。外壁脚手架设与地面上，内壁脚手架搭设于素砼垫层上。
对于井壁上预留管道孔为防止下沉时重量不等中心偏移和水泥流入井内。施工中采取在洞口内外预埋钢框。用钢板封闭向内填与孔洞重量相等的砂石料。
3） 砼浇筑。
按照设计要求，砼采用c25商品砼，抗渗等级sp6，水平运输采用砼顶搅拌车运输，垂直运输，采用泵车布料杆。浇筑采用水平分层平铺法，每层厚度控制在30～50cm。预埋浇筑完毕后，对称振捣，避免砼面高低相差悬殊，压力不均而产生基底不均匀沉陷，每层砼在2小时内浇筑完毕。
混凝土采用土工布覆盖浇水养护，待强度达100％后方可下沉。
d、 破砼垫层，不排水下沉。
1） 砼垫层的破除。
井壁砼强度到25％即可拆除，刃脚垫架强度达到100％后凿毛处理。破除后在专人指挥下分区、分段、依块对称同步进行，拆除方法是按砼垫层底部的砂垫层除去，垫层下空，利用土压泵或刃共重磅夯击使砼破碎。刃脚不应随即用砂和砂砾回填夯实，在刃脚外侧应夯筑成小堤，以承担部分井重量。
再凿除破碎另一段，破除垫层时要加强观测，注意下沉要均匀，发现情况及时处理。
2） 沉井下沉。
下沉采用不排水下沉方法进行，用水力冲射器冲刷土，用空气吸泥机吸泥。水利吸泥机抽吸水中泥土，，使其形成一定稠度的泥浆汇集至泥坑。然后用水泥吸泥机将泥浆抽出，从泥浆管排出井外。
冲击时，使喷嘴按顺序依次冲刷上下的土面。使刃脚底部冲成缺口，使之坍塌。取土冲击顺序为先中后四周，并刃脚留出上口，最后对称分层冲刷，不得冲击刃脚垫层以下的土层。
冲击时，应派潜水员定时下水摸清冲刷情况以确保对称均衡地取土，确保平稳下沉。必要时向井内注水以增加井内水位，确保井内外水压平衡。同时应保持井内水位高出井外1-2m，水源由附近河塘处设置两台12kw抽水机就近抽水，排泥浆用泥浆管接触离开沉井8m处泥浆池，经充分渗滤后，遗留泥浆结硬后外运。
3） 测量控制与观测。
沉井平面位置与标高的控制是在沉井四周的地面上设置纵横十字中心控制线和水准基点进行控制，沉井垂直度的控制实行在井筒内按等分标出垂直轴线，以吊锤对准下部标板进行控制，在取土下沉时，随时对观测垂直度长线锤距离墨线达50mm或四面标高不一致时，应及时纠正。沉井下沉的控制通常在井壁上的相应垂直的两个侧面上用白油漆或红油漆画出标尺，可用水平尺或水准仪来观测沉降，在沉井下沉过程中每天至少观测两次，可在取土中途和完工之后各观测一次，并做好记录，如有倾斜、位移或扭转应及时纠偏。
4） 沉井下沉倾斜、位移和扭转的预防和纠正。
沉井下沉过程中有时因工作方法不当或地下土质变化而出现倾斜、位移和扭转等情况，应加强观测及时发现并采取措施纠正，具体如下：
1）沉井倾斜，沉井倾斜产生原因有如下几种：
a、沉井刃脚下土质软硬不均匀。
b、拆刃脚垫架时，不对称拆除或未及时回填。
c、挖土未均匀对称进行。
d、刃脚下掏空过多，使沉井不均匀突然下沉。
e、井外弃土堆场对沉井一侧产生偏压。
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位移较多一侧反而加强取土，必要时配以井外射水或偏心压载都可使倾斜得以纠正。
2）位移产生的原因多由于倾斜导致，沉井载倾斜情况下下沉，则沉井后倾斜的自然位移，或在倾斜纠正的如倾斜一侧土质较松软的由于侧力作用有时也发生该方向相应产生一定位移。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相反方向倾斜，在方向下沉至刃脚中心线于设计中心线位置吻合时，再纠正倾斜。
3）沉井下沉过程过快或过慢，沉井下沉过快，产生原因多由于沉井遇软弱土层，发生流砂等。可采取减少取土速度增加井内水压等措施或井外壁遇土壁间填粗造材料，增加摩阻力，沉井下沉过慢产生原因主要是井壁与土壁间的摩阻力过大或井自重不够等原因造成，可采用气慕助沉法施工。
e、 沉井封底。
当沉井沉至设计标高，经2～3d下沉稳定（8h内不大于1mm）后，即可进行封底，本沉井采用水下封底。封底前首先应派潜水员检查坑底情况是否符合设计要求，并应清除基坑内集泥，达到规范要求后再进行水下砼的灌注，封底采用c20砼，用导管输送，浇筑前，应先根据潜水员检查的坑底情况算出砼方量，并取1.05的盈余系数，以保证砼能充分浇捣到位，砼浇筑过程中，导管离坑底的距离应再30cm左右，同时，第一次砼下放的方量经计算应大于2m，以防止砼浇筑时夹泥夹砂等现象发生，砼采用商品砼，以便水下砼有足够的流动性，砼的坍落度控制在15cm～18cm左右。
待水下砼强度达到7％以后，方可抽干井内的水，进行底板等结构施工。
四、 保证措施。
为了搞好本工程的质量，实现优良工程的质量目标，项目部决定由项目工程师牵头负责组织全体技术和管理人员熟悉图纸相关的技术规范和技术标准，深入细致地领会设计意图和要求达到的标准，提早做好测量桩点的放样与复核工作，贯彻内部质量管理制度，并据此对各项工程师的一切指令得到全面执行。同时，在沉井施工期间，对所有进场使用的成品、半成品、设备、材料、器具均主动向监理工程师提交产品合格证与质保书，使用前需按规定进行物理、化学试验，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备均符合设计和规范规定，以保证工程的质量。
在沉井施工期间，我们将组织一批曾参加类似工程施工的、经验丰富的技术管理人员进行指导施工。本着精干高效、分工合作、各负其责的原则，实行项目管理、负责工程的组织实施。施工组织机构及主要管理人员如下：
五、 力学验算。
a、 砂垫层计算：
沉井第一节制作重量通过砼垫层扩散至下卧层面上的应力小于地基土的容许承载力，即：
δ】≥go/（l+2hstgα）+rshs
go—沉井第一节单位长度制作重量。
l—砼垫层宽度。
hs—砂垫层厚度。
—扩散角、取22°30′
rs—砂的重度。
δ】—下卧层容许承载力。
go=10.725t/m
l＝1.3m
rs＝1.5t/m
δ】＝1.73mpa
1.73≥10.725/（1.3+2×hstg22.5°）+1.5hs
求得：hs≥0.78m
取hs＝0.8m
b、 沉井下沉计算。
下沉系数k1按规范要求在1.1～1.25之间方可下沉。
k1=（g-f）/rf
g—各施工阶段的沉井自重。
f—不排水下沉水的浮力。
rf—沉井侧面总极限摩阻力标准值。
g＝11580kn
f＝463.2kn
rf＝εqi hi ui
沉井施工施工方案
第一节施工工序流程。第二节施工方法和技术措施。第三节安全及环境保护保障措施。第一节施工工序流程。沉井施工包括沉井制作和沉井下沉及封底几个主要部分。沉井采取三次制作一次排水下沉 一般施工顺序为 施工准备 基坑开挖 抽排水 铺砂垫层 垫木 支刃脚内侧模板 绑扎刃脚钢筋 支刃脚外侧模板 浇筑刃脚砼 养护 ...
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沉井施工施工方案
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