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1、河南省南水北调受水区郑州供水配套工程施工4标段22号分水口门密垌泵站沉井工程专项施工方案郑州水务建筑工程有限公司2013年12月13日目录1. 工程概况22. 水文气象和工程地质状况23. 施工部署44. 沉井的制作方法与技术措施75. 沉井下沉观测措施176. 沉井下沉预防及治理措施197. 安全文明施工措施248. 冬、雨季施工方案349. 应急救援预案36河南省南水北调受水区郑州供水配套工程施工4标段22号分水口门密垌泵站沉井工程专项施工方案1. 工程概况22号分水口门密垌泵站为沉井式泵站，位于密垌村西总干渠左岸，主要向尖岗水库提水充库，口门处总干渠桩号SH(3)197+655.712，
2、供水目标为尖岗水库。基地占地面积11790m2，总建筑面积约706.5m2。沉井规模与构造：本工程的泵站沉井为钢筋混凝土圆形构筑物，内壁半径13m，外壁半径15.2m，壁厚2.2m，井筒内面积约530.66m2，基坑开挖为挖方19527m，井内挖方约9054m3。沉井总高度为24.176m，其顶面标高为133.00m（绝对标高，下同），刃脚底标高为108.824m。对照泵站室外地坪的设计标高136.00m，沉井的埋置深度为27.176m。沉井的构造要求为：3.00m厚C10素混凝土封底、2.70m厚钢筋混凝土底板。沉井混凝土强度等级为C30，抗冻等级为F100，抗渗等级为W4。钢筋混凝土保护层
3、： （1）构筑物的钢筋混凝土墙、板的保护层最小厚度为35mm，梁、柱的保护层为40mm。（2）底板下层的保护层最小厚度为40mm，底板其余部位的保护层厚度为35mm。2. 水文气象和工程地质状况2.1气象、水文气象：本区域属大陆性暖温带季风气候，多年平均降雨量为632mm，年内降雨分配不均匀。年内大部分降雨集中在夏季，7、8、9三个月的雨量占全年雨量的55；年际变化幅度也较大。无霜期200余天。历年最大冻结深度270mm。多年平均风速2.5m/s，最大风速可达24m/s。区域内多年平均气温为14.3，7月平均气温27.8，极端最高温度达43.3；1月平均气温为0.3，极端最低温度达17.9。水
4、文：供水工程输水管线沿途穿越交叉断面以上流域面积20km2以上及20km2以下的河流，随着交叉河流的河道特征、集流面积、地形、地貌的变化各有不同，河道洪水受降雨影响较大，且洪水历时较短，在枯水期径流较小。2.2地质概况（1）地质概况密垌泵站工程区地质结构为粘性土均一结构，按岩性可分为3个土体单元，现由上至下分述如下：人工填土（QS）：该层分布于地表，为填筑冲沟形成。大部分已挖除，现状主要存在于场地西部。厚度38m不等。第层黄土状重粉质砂壤土（alplQ3）：层厚9.010.6m。第层中粉质壤土（alplQ3）：层厚5.510.0m，层顶高程112.24114.14m。第层重粉质壤土（dlplQ
5、2）该层揭露最大厚度14.3m（未揭穿），层顶高程103.28107.00m。（2）工程水文地质评价设计泵站底板高程108.82m左右，基础主要位于第层黄土状重粉质砂壤土底部或第层中粉质壤土上部，边坡开挖深度12m左右。边坡岩性主要为黄土状重粉质砂壤土。场区预测平均水位、高水位均高于建筑物建基面，施工前应复测地下水位，如施工时地下水位高于基坑开挖坡角，应先进行排水，待地下水位降至坡角以下方可施工。场地工程地质条件一般，有放坡条件，根据建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）和水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008），结合影响场区边坡稳定的各种不利因素，进行工程地质类比，确定
6、施工临时边坡上部8米高宽比为1:1，下部4.65米高宽比为1:0.5。施工时禁止在周围施加堆载，并加强监测，确保施工安全。场区黄土状土具轻微中等湿陷性，设计时应根据其对工程的影响采取适当的处理措施。场区预测平均水位、高水位均高于建筑物建基面，施工前复测地下水位，根据地下水埋深情况确定是否需要采取排水措施；第层黄土状重粉质砂壤土和第层中粉质壤土，承载力标准值分别为130kPa和160kPa，可作为基础持力层，由于基础埋置较深，为补偿式基础，经深宽修正后承载力估算满足基底压力要求。建议设计部门再根据上部荷载情况进行地基稳定性和变形验算。（3）地质构造与地震工程区位于华北准地台（）黄淮海拗陷（2）西
7、南部，新构造分区属豫皖隆起拗陷区。本区域主体构造线方向为北西向或近东西向。据“南水北调中线工程近场区地震构造图”，近场区断裂构造主要有：尖岗断裂（F66）、老鸦陈断裂（F64）、须水断裂带（F62）及古荥断裂（F65）等。工程区处于豫皖地震构造区。据中国历史地震目录记载，本区附近地区近500年来发生有感地震7次，震中震级多为5级左右。根据国家地震局分析预报中心编制的南水北调中线工程沿线设计地震动参数区划报告及地震安全评价成果，场区地震动峰值加速度为0.10g，相当于地震基本烈度VII度。（4）土壤腐蚀性及其评价标段内场区土壤对钢结构具有中等腐蚀性，对混凝土具微腐蚀性。2.3沉井井壁摩阻力参数勘
8、察单位根据静力触探比贯入阻力Ps值、土性指标及特征，并参照有关规范要求，推荐了各层土的沉井井壁摩阻力参数如下表所示：层序土层名称静探Ps平均值（MPa）井壁摩阻力（KPa）1素填土不计粘质粉土1.59121淤泥质粉质粘土0.42122砂质粉土1.8320（5m以上为12）3淤泥质粉质粘土0.51152.4地质条件对沉井所产生的影响因素根据地质勘探报告的分析，本工程的有关地质条件对沉井工程将产生不利的影响。主要因素有：（1）在埋深15m范围内分布的土层为饱和2砂质粉土。根据有关规范要求，在抗震设防烈度为7度时，运用标准贯入试验判定，液化强度比为0.98,液化指数为0.71，属轻微液化。（2）由于
9、2砂质粉土层较厚，结构性差，透水性较强，沉井开挖时有可能造成流砂。为此，在沉井的设计和施工中充分考虑这一影响因素，尤其在施工过程中，采取必要的降水措施。（3）沉井的沉入深度处于3土体中。该层土体为淤泥质粉质粘土，饱和，流塑状态，压缩性高，承载强度较低，因此需要采取地基加固措施，以保证沉井的稳定和控制沉降量。3. 施工部署本工程施工工艺流程：场地平整基坑开挖第一次沉井制作第一次沉井下沉第二次沉井制作第二次沉井下沉沉井封底沉井底板制作沉井接高。本工程从业主指定电源接出，作为施工用电。发电机备用以便停电时供电，施工用水使用地下水或就近接出使用自来水。施工前期，尽快完成施工用水、电铺设及现场清理、施工
10、临时通道的铺设。3.1主要施工机械与机具配备计划根据各施工阶段的实际需要，合理选择、布置及使用施工机械，是加快施工进度、提高工效和保证施工顺利进行的必要条件。本工程沉井各阶段所配备的主要施工机械与机具详见下表：序号机械名称、型号数量使用部位功率KW1压密注浆设备与设施3套沉井底部地基加固302液压式挖掘机 住友LS2801基坑开挖、回填柴油机3电动蛙夯H-201型2土基及回填土夯实424砼汽车泵（R=36m）1沉井浇砼柴油机5自落式砼搅拌机（JG250）1砂浆和零星砼拌制56W-1001履带式挖机1井内挖土及垂直运输柴油机7电焊机BXI-3303施工全过程3x20KVA8插入式振动器 HZ6X
11、-508振捣砼81.59平板式振动器 PZ-5012振捣砼21.510钢筋切断机GJ5-40-1（QJ40-1）1钢筋制作成型311钢筋弯曲机GJ7-45（WJ40-1）1钢筋制作成型2.812钢筋调直机GJ4-14/4（TQ4-14）1钢筋制作成型413钢筋对焊机UN1-75型1钢筋对接100 KVA14潜水泵QS3225-4型25m3/h4井内排水42.515高压水泵8BA-18型，1.25MPa2沉井冲泥备用2416小型空压机（0.6MPa）2砼面凿除与清理253.2主要劳动力使用计划3.2.1劳动力组织的特点与一般工程不同，本工程为大型的沉井构筑物，工艺技术独特，专业性强，一般需要连续
12、地快速施工，因此劳动力组织具有以下特点：（1）井内土方开挖等作业均为专业性较强的施工项目，需要选择具有沉井施工经验的专业施工队伍进行施工。（2）根据沉井应连续施工的需要，与沉井有关的降水、挖土等劳动力应组成两班制，实行昼夜交接班作业。劳动力的投入量需要作相应的增加。（3）本工程的沉井为直径30.40m的圆形构筑物，制作的技术难度较大，尤其是钢筋与模板分项，操作技术要求高，因此劳动力的组织应选择具有类似工程施工经验的熟练技工。3.2.2主要工种的劳动力配备数量（1）钢筋工：60人（包括钢筋制作成型）（2）支模木工：45人（3）混凝土工：20人（4）泥工：10人（5）挖土工：28人（分两班作业）（
13、6）普工：12人（分两班作业）（7）测量工：2人3.3沉井各阶段主要工序的施工进度计划根据沉井工程的特点与分阶段组织施工的需要，各阶段主要工序的施工进度计划安排如下：（1）施工准备阶段：完成各项施工准备工作的时间需要10日历天。（2）沉井制作与下沉阶段：该阶段的作业进度控制计划为60日历天。其中主要工序的进度安排分别为：第一次沉井制作20天；沉井混凝土养护10天左右，满足沉井下沉设计强度的要求，第一次沉井下沉5天，第二次沉井制作10天；沉井混凝土养护10天左右，满足沉井下沉设计强度的要求；沉井下沉至设计标高需要5天。井壁上部接高在封底完成后混凝土达到一定强度后进行。（3）沉井封底与收尾阶段：该
14、阶段的作业进度控制计划为20日历天。主要工序的进度安排分别为：封底前的沉井稳定性观测10天；沉井封底5天；沉井内结构收尾5天。（4）余下井壁接高：该阶段的作业进度控制计划为40日历天。根据上述作业进度控制要求，沉井工程的施工周期约需要130日历天。如能采取相关的赶工措施，沉井的施工周期尚存在一定的压缩余地。3.4压密注浆地基加固方法3.4.1设计要求考虑到沉井持力层处在地质条件较差的3淤泥质粉质粘土层内，设计要求对该层土体采取压密注浆的加固措施。压密注浆加固的深度和宽度分别为：自沉井底标高123.50m处起，至3底部120.50处为止，深3m；注浆区域的宽度为直径36.4m，比沉井的外壁直径（
15、30.4m）扩大6m。为了保证3层的土体加固能满足沉井工程安全使用的需要，设计对压密注浆的加固措施明确了以下要求：（1）水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。（2）压密注浆的水泥用量为每m3控制为200250kg，水灰比应小于0.40.45，压密注浆的压力控制在0.20.5MPa。为了保证注浆效果，在试压密注浆时可掺加减水剂及水玻璃，具体掺量由施工时根据实际情况考虑。（3）压密注浆在沉井制作前进行施工。压浆顺序要求先在外围沿边进行，然后由外围向中间压浆。压密注浆孔应呈梅花形布置，孔距控制在8001000mm之间。（4）严格控制压密注浆的标高，以确保基础以下压密注浆的厚度。（5）注浆加固体
16、的28天静力触探比贯入度阻力应1.4 MPa。4. 沉井制作方法与技术措施4.1、沉井施工总体安排： 根据现场实际情况、征地范围及后来变更情况，无法按设计边坡开挖，故计划第一次土方开挖8m深，边坡放坡1:1；第二次土方开挖4.65米，边坡放坡1:0.5。由于边坡较陡，且上部8米是由建筑垃圾堆积而成，时常有砖渣掉落，为了施工安全考虑，经建管局、地质、设计、监理多方商议，决定采取喷浆支护对基坑边坡进行防护（施工具体情况见基坑喷浆支护施工方案）。然后进行第一次井壁制作，井壁制作到9.5m时，进行沉井第一次下沉。在井壁下沉到露出地面0.5m时进行第二次井壁制作，第二次井壁制作到13.5米后，进行沉井第
17、二次下沉，沉井下沉到设计高程后，进行封底、底板浇筑工作。最后对剩余13.88m的上部井壁进行制作；制作时，边制作边回填井壁外基坑。4.2、沉井施工工艺流程图（图1）图 1 沉井施工工艺流程图4.3作业条件沉井制作与下沉前，充分落实相应的作业条件，全面完成以下几方面的施工准备工作：（1）布置测量控制网。在现场要事先设置沉井中心线和标高的测量控制点，作为沉井定位放线和下沉观测的依据。（2）根据上述4.1要求完成了沉井基坑的开挖，并完成喷浆支护。基坑的开挖深度为沉井的起沉标高121.200。4.4刃脚支设形式沉井下部为刃脚，其支设方法取决于沉井的重量、施工荷载和地基承载力。为保证沉井制作时刃脚座在同
18、一平面上和便于浇筑第一节沉井。施工时在刃脚下铺设一层20cm20cm330cm垫木。垫木拼装后要进行荷载试验。4.5沉井制作的钢筋施工工艺（1）钢筋有出厂质量证明和检验报告单，并按有关规定分批抽取试样作机械性能试验，合格后方可使用。（2）根据施工图设计要求，钢筋工长预先编制钢筋放样单。所有钢筋均须按放样单进行下料加工成型。（3）钢筋绑扎必须严格按图施工，钢筋的规格、尺寸、数量及间距必须核对准确。（4）井壁内的竖向钢筋应上下垂直，绑扎牢固，其位置按轴线尺寸校核。底部的钢筋应采用与砼保护层同厚度的水泥砂浆垫块垫塞，以保证其位置准确。（5）井壁钢筋绑扎的顺序为：先立24根竖筋与插筋绑扎牢固，并在竖筋
19、上划出水平筋分档标志，然后在下部和齐胸处绑扎两根横筋定位，并在横筋上划出竖筋的分档标志，接着绑扎其它竖筋，最后再绑扎其它横筋。（6）井壁钢筋逐点绑扎，双排钢筋之间绑扎拉筋或支撑筋，其纵横间距不大于600mm。钢筋纵横向每隔1000设带铁丝垫块或塑料垫块。（7）井壁水平筋在联梁等部位的锚固长度，以及预留洞口加固筋长度等，均符合设计抗震要求。（8）合模后对伸出的竖向钢筋进行修整，在搭接处绑扎一道横筋定位。浇灌混凝土后，对竖向伸出钢筋进行校正，以保证其位置准确。4.6沉井制作的模板施工工艺模板分项是沉井制作过程中的关键工序，其设计选型、用料、制作及现场安装等方法直接关系到沉井的工程质量与施工安全。根
20、据本工程沉井施工的特点与要求，模板的工艺技术与施工方法作以下考虑：（1）模板的设计选型：井壁的外模板全部采用组合式的木模板，制作方便，便于施工。平面模板选取122244的规格，以满足圆形井壁的施工要求，竖向龙骨采用4090方木。井壁的内模板全部采用组合式的钢模板，安装方便，便于施工，平面模板选取450292的规格，以满足圆形井壁的施工要求，竖向龙骨采用100槽钢，刃脚部位采用非定型模板单独拼装、支设。围檩采用 25钢筋按弧度分段定制。模板之间的连接件采用配套的U形卡、L形插销、钩头螺栓及对拉螺栓等。（2）模板安装的工艺流程：位置、尺寸、标高复核与弹线刃脚支模井壁内模支设（配合钢筋安装）井壁外模
21、支设（配合完成钢筋隐检验收）模板支撑加固模板检查与验收。（3）模板的制作尺寸要准确，表面平整无凹凸，边口整齐，连接件紧固，拼缝严密。安装模板按自下而上的顺序进行。模板安装做到位置准确，表面平整，支模要横平竖直不歪斜，几何尺寸要符合图纸要求。（4）井壁侧模安装前，先根据弹线位置，用14短钢筋离底面50mm 处焊牢在两侧的主筋上（注意电焊时不伤主筋），作为控制截面尺寸的限位基准。一片侧模安装后应先采用临时支撑固定，然后再安装另一侧模板。两侧模板用限位钢筋控制截面尺寸，并用上下连杆及剪刀撑等控制模板的垂直度，确保稳定性。（5）沉井的制作高度较高，混凝土浇筑时对模板所产生的侧向压力也相应较大。为了防止
22、浇砼时发生胀模或爆模情况，井壁内外模板必须采用16对拉螺栓紧固。对拉螺栓的纵横向间距均为400mm。对拉螺栓中间满焊1001003钢板止水片。底部第一道对拉螺栓的中心离地250mm。（6）第一节沉井制作时，井壁的内外模板均采用上、中、下三道抛撑进行加固，以保证模板的刚度与整体稳定性。第二节沉井制作时，井壁外模仍按上述方法采用抛撑，井壁内模可采用井内设中心排架与水平钢管支撑的方法进行加固。并搭设脚手架。（7）封模前，各种预埋件或插筋应按要求位置用电焊固定在主筋或箍筋上。预留套管或预留洞孔的钢框应与钢筋焊接牢固，并保证位置准确。（8）模板安装前必须涂刷脱模剂，使沉井混凝土表面光滑，减小阻力便于下沉
23、。4.7沉井制作的混凝土施工工艺（1）混凝土浇筑采用汽车泵直接布料入模的方法。（2）浇筑混凝土前必须完成的工作主要有：钢筋已经隐检符合质量验收规范与设计要求；模板已安装并经过检查验收合格，模板内的垃圾及杂物已清理干净，模板已涂刷脱模隔离剂；沉井的位置、尺寸、标高和井壁的预埋件、预留洞等已经过复核无误；由专业试验室或混凝土制品厂提供的混凝土配合比设计报告已经审核批准实施；首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，进场混凝土进行配合比泵送工作性能鉴定，其工作性能满足设计配合比的要求。（3）混凝土浇筑分层进行，每层浇筑厚度控制在300500mm左右（振动棒作用部分长度的1.25倍）控制每层浇筑间隔时间，
24、不能出现冷缝。（4）混凝土捣固采用插入式振动器，操作要做到“快插慢拔”。混凝土必须分层振捣密实，在振捣上一层混凝土时，振动器应插入下层混凝土中5cm左右，以消除两层之间的接缝。上层混凝土的振捣应在下层混凝土初凝之前进行。（5）振动器插点要均匀排列，防止漏振。一般每点振捣时间为1530s，如需采取特殊措施，可在2030min后对其进行二次复振。插点移动位置的距离应不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为3040cm），振动器距离模板不应大于振动器作用半径的0.5倍，但不宜紧靠模板振动，且应尽量避免碰撞钢筋、预埋管件等。（6）为了防止模板变形或地基不均匀下沉，沉井的混凝土浇筑应对称、均衡下料。（7）
25、上、下节水平施工缝应留成凸形或加设止水带。支设第二节、第三节沉井的模板前，应安排人员凿除或清理施工缝处的水泥薄膜和松动的石子，并冲洗干净，但不得积水。继续浇筑下节沉井的混凝土前，应在施工缝处铺设一层与混凝土内成分相同的水泥砂浆。（8）混凝土浇筑完毕后采取保温养护措施（具体措施见冬季施工方案及大体积混凝土施工方案）。4.8沉井下沉方法与技术措施4.8.1沉井下沉的作业顺序安排下沉准备工作设置垂直运输机械设备挖土下沉井内外排水、降水边下沉边观测纠偏措施沉至设计标高核对标高、观测沉降稳定情况井底设盲沟、集水井铺设井内封底垫层底板防水处理底板钢筋施工与隐蔽工程验收底板混凝土浇筑井内结构施工上部建筑及辅
26、助设施回填土4.8.2地基承载力验算第一节沉井高度9.5m。沉井自重为：3.14（15.215.2-1313）9.525-1/22.22.53.1414.125=43222.49kN接触面面积垫木长度3.3米，根数357根，垫木断面2020cm，混凝土接触地面水平投影宽度0.577m。垫木面积：3.33570.2=235.62混凝土接触面积：3.1415.215.2-3.14(15.2-0.577) (15.2-0.577)=54.03总接触面积：235.62+54.03=289.65承载力计算：43222.49/289.65=149.22kPa160kPa(地基承载力建议值)故地基承载力满足
27、施工需要。4.8.2沉井下沉验算沉井下沉前，对其在自重条件下能否下沉进行必要的验算。沉井下沉时，必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力，其比值称为下沉系数K，一般应不小于1.151.25。井壁与土层间的摩阻力计算，通常的方法是：假定摩阻力随土深而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。计算方法见下图所示：5mH-5mHf沉井下降摩阻力计算简图沉井下沉系数的验算公式为：K=（Q-B）/（T+R）式中：K下沉安全系数，一般应大于1.151.25 Q沉井自重及附加荷载（kN）B被井壁排出的水量（kN），如采取排水下沉法时，B=0T沉井与土间的摩阻力（kN），T=D（H-2.5）fD
28、沉井外径（m）H沉井全高（m）f井壁与土间的摩阻系数（KPa），由2.3地质资料提供,取值20。R刃脚反力（kN），如将刃脚底部及斜面的土方挖空，则R=0本工程沉井的验算的条件为：沉井外径：30.40m沉井全高27.176m，分三节制作、二次下沉，第一节沉井高度9.5m。沉井自重为：3.14（15.215.2-1313）9.525-1/22.22.53.1414.125=43222.49kN井壁摩阻系数为：、1层土均为12KPa；2层土为20KPa，但5m以上为12KPa；3层土为15KPa。沉井下沉系数验算：K1=43222.69/3.1430.4（9.5-2.5）20=43222.69/1
29、3363.84=3.23第二节沉井高度4m。沉井自重为：3.14（15.215.2-1313）9.525-1/22.22.53.1414.125+3.14（1515-1313）425=60806.49kN井壁摩阻系数为：、1层土均为12KPa；2层土为20KPa，但5m以上为12KPa；3层土为15KPa。 沉井下沉系数验算：K1=60806.49/3.1430.4（13.5-2.5）20=60806.49/21000.32=2.9沉井的下沉系数满足安全验算要求。注：以上计算方法参照江正荣编著的建筑施工计算手册4.8.3沉井下沉的主要方法和措施（1）第一节沉井制作完成后，其混凝土强度满足沉井下
30、沉后方可进行刃脚垫架拆除和下沉的准备工作。 垫架抽取应对称抽取，先抽取一般垫架，预留8组定位垫架，在沉井下沉时让其自行脱落。（2）井内挖土根据沉井中心划分工作面，挖土应分层、均匀、对称地进行。挖土要点是：先从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖土厚度为0.20.3m，沿刃脚周围保留0.51.5m的土堤，然后再沿沉井井壁每23m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层，每次削510cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂时，沉井便在自重的作用下挤土下沉。（3）井内挖出的土方及时外运，不得堆放在沉井旁，以免造成沉井偏斜或位移。如确实需要在场内堆土，堆土地点设在沉井下沉深度2倍以外的地方。（4）沉井下沉过
31、程中，安排专人进行测量观察。沉降观测每8小时至少2次，刃脚标高和位移观测每台班至少1次。当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量。每次观测数据须如实记录，并按一定表式填写，以便进行数据分析和资料管理。（5）沉井时，如发现有异常情况，应及时分析研究，采取有效的对策措施：如摩阻力过大，采取减阻措施，使沉井连续下沉，避免停歇时间过长；如遇到突沉或下沉过快情况，采取停挖或井壁周边多留土等止沉措施。（6）在沉井下沉过程中，如井壁外侧土体发生塌陷，及时采取回填措施，以减少下沉时四周土体开裂、塌陷对周围环境造成的不利影响。（7）为了减少沉井下沉时摩阻力和方便以后的清淤工作，在沉井外壁采用随下沉随回填砂的
32、方法。（8）沉井开始下沉至5m以内的深度时，要特别注意保持沉井的水平与垂直度，否则在继续下沉时容易发生倾斜、偏移等问题，而且纠偏也较为困难。（9）沉井下沉近设计标高时，井内土体的每层开挖深度应小于30cm或更薄些，以避免沉井发生倾斜。沉井下沉至离设计底标高10cm左右时应停止挖土，让沉井依靠自重下沉到位。4.8.4井内挖土和土方吊运方法沉井内的分层挖土和土方吊运采用人工和机械相配合的方法。根据本工程的沉井施工特点，在沉井上口边配备塔吊一台，负责机械开挖井内中间部分的土方和将井内土方吊运至地面装车外运。井内靠周边的土方以人工开挖、扦铲为主，以此严格控制每层土的开挖厚度，防止超挖。井内土体如较为干
33、燥，可增配一台小型（0.25m3）液压反铲挖掘机，在井内进行机械开挖，达到减少劳动力和提高工效的目的。井内土方挖运实行人机同时作业，必须加强对井下的操作工人的安全教育和培训，强化工人的安全意识，并落实安全防护措施，以防止事故发生。I1II1100015004005002IV1III11234说明：1沉井刃脚 2边壁留置土堤 1、2、3、4削坡次序附图：沉井下沉开挖方法示意图4.9沉井封底的主要方法4.9.1干封底的技术措施当沉井下沉至距设计底标高10cm时，停止井内挖土和排水，使其靠自重下沉至或接近设计底标高，再经过23天的下沉稳定，或经观测在8天内累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底
34、。沉井干封底的施工要点和主要技术措施如下述：（1）先对井底进行修整使其形成锅底形状，再从刃脚向中心挖出放射形的排水沟，内填卵石成为排水暗沟，并在中间部位设23个集水井（深12m），井间用盲沟相互连通，井内插入600800mm、四周带孔眼的钢管或混凝土管，四周填以卵石，使井底的水流汇集在井中，然后用潜水泵排出，以此保证沉井内的地下水位低于基底面0.5m左右。（2）根据设计要求，封底由3米C20厚素混凝土，以及2.7米厚C30钢筋混凝土底板。封底混凝土垫层应振捣密实，以保证沉井的最后稳定。（3）垫层混凝土达到50%设计强度后，可进行底板钢筋绑扎。钢筋按设计要求伸入刃脚的凹槽内。新老混凝土的接触面应
35、冲刷干净。（4）底板混凝土浇筑时，应分层、不间断地进行，由四周向中间推进，每层浇筑厚度控制在3050cm左右，并采用振动器振捣密实。（5）底板混凝土浇筑后进行自然养护。在养护期内，继续利用集水井进行排水。待底板混凝土强度达到70%并经抗浮验算后，再对集水井进行封堵处理。集水井的封堵方法是：将井内水抽干，在套管内迅速用干硬性的高强度混凝土进行堵塞并捣实，然后上法兰盘用螺栓拧紧，或用电焊封闭，上部再用混凝土垫实捣平。4.9.2沉井封底后的抗浮稳定性验算沉井封底后，整个沉井受到被排除地下水向上浮力的作用，如沉井自重不足于平衡地下水的浮力，沉井的安全性会受到影响。为此，沉井封底后进行抗浮稳定性验算。沉
36、井外未回填土，不计井壁与侧面土反摩擦力的作用，抗浮稳定性计算公式为： K = G/F1.1式中：G沉井自重力（kN） F地下水向上的浮力（kN）验算条件：沉井自重为井壁和封底混凝土重量：3575.2225+156425=128480.50kN地下水向上浮力：由地质勘察资料得知，拟建场地的地下水位标高为114.52115.52（待定），沉井底标高为108.824，故验算浮力的地下水深度按5.7m考虑，则：F=3.14/430.402105.7=41352kNK=128480.50/41352=3.11根据上述计算可知，沉井封底后如停止降水，沉井自重将远大于以抵抗地下水的浮力。因此，沉井封底后，井
37、外的深井降水与井内的集水井排水可以停止。5. 沉井下沉观测措施5.1、监测目的1）为沉井周围环境进行及时、有效的保护提供依据。2）及时反馈信息，指导沉井下沉施工。5.2、监测项目1）沉井水平位移和垂直位移监测；2）路面、构筑物的沉降观测；3）沉井深层水平位移观测4）对施工场地内基坑、道路、地面建筑物进行巡视检查。主要包括以下内容：有无塌陷、裂缝及滑移。开挖后暴露的土质情况与岩土工程勘察报告有无差异。沉井开挖有无超深开挖。基坑周围地面堆载是否有超载情况。基坑周边建筑物、道路及地表有无裂缝出现。5.3、测点布置1）基准点：基准点设在沉井开挖变形影响范围以外，通视条件良好并便于保存的稳定位置。2）观
38、测点：沉井的水平位移和垂直位移观测点沿沉井周边布置，综合考虑，观测点间距取10m，水平位移观测点同时作为垂直唯一的观测点。观测点采用钢钉设置在沉井周围木桩上。5.4、监测方法及观测精度1）监测方法及精度要求：初始值：监测工作的准备工作在沉井下沉前完成。在至少连续三次测得的数值基本一致后，才能将其确定为该项目的初始值。垂直位移及道路沉降观测: 观测仪器采用日本索佳SOL30m数字水准仪。采用二级水准测量进行观测，其精度指标为：观测点测站高差中误差 0.5mm；附合闭合差 0.3mm( n为测站点)。水平位移：采用德国徕卡TS06全站仪建立坐标系统，通过直接观测点位坐标值来确定水平位移。观测点坐标
39、中误差不大于1.0mm。2）观测要求：同一项目每次观测时，宜符合下列要求：采用相同的观测路线和观测方法；使用同一监测仪器和设备；固定观测人员。5.5、监测频度1）水平位移监测：下沉前3步深度在5m以内，可每2d观测一次，下沉至5m以下及沉井下沉完成后一周内，每天观测一次。沉井下沉至封底后一周后无明显位移时，可适当延长观测周期，每510d观测一次。2）垂直位移及建筑物沉降观测：在下沉降水时和在沉井下沉过程中应每天观测一次。混凝土底板浇完10d以后，可每23d观测一次，直至底板施工完成。此后可每周观测一次至回填土完工。3）当出现下列情况之一时，进一步加强监测，缩短监测时间间隔，加密观测次数，并及时
40、向施工、监理和设计人员报告监测结果：监测项目的监测值达到报警标准；监测项目的监测值变化量较大或速率加快；基坑及周围环境中大量积水、长时间连续降雨、市政管线出现泄漏；沉井附近地面荷载突然加大；临近的建筑物或地面突然出现大量沉降、不均匀沉降或严重开裂。4）当有危险事故征兆时，应连续监测。5.6、监控报警沉井下沉监控报警值以累计变化量和变化速率两个值控制，累计变化量的报警指标不应超过设计限制。水平位移报警值设为25mm，水平位移速率报警值设为连续三日大于2mm/d。周围建筑物报警值以累计变形量、变形速率、差异变形量并结合裂缝观测确定。周围建筑物沉降报警值设为15mm，倾斜报警值设为10mm，倾斜速率
41、报警值设为连续三日大于1mm/d。当出现下列情况时，立即报警：周围建筑物砌体部分出现宽度大于1.5mm的变形裂缝；附近地面出现宽度大于10mm的裂缝；5.7、数据记录、处理及监测成果1）外业观测值和记事项目，必须在现场直接记录于观测记录表中。记录表中任何原始记录不得擦去或涂改，原始记录不得转抄。2）观测结果超过限差时，进行重测。3）对各周期的观测数据及时处理，选取与实际变形情况接近或一致的参考系进行平差计算和精度评定。4）对变形的分析将变形大小和变形速率结合起来，考察其发展的趋势，并做出预报。6. 沉井下沉预防及治理措施6.1、沉井下沉过快（1）现象沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况，施工
42、难以控制。（2）原因分析1)遇软弱土层，土的承载力很低，使下沉速度超过挖土速度。2)长期抽水或因砂的流动，使井壁与土的摩阻力下降。3)沉井外部土体出现液化。（3）预防措施1)发现下沉过快，可重新调整挖土，在刃脚下不挖或部分不挖土。2)在沉井外壁间填粗糙材料，或将沉井外的土夯实，增大摩阻力。（4）治理方法1)可用木垛在定位垫架处给以支承，以减缓下沉速度。2)如沉井外部土液化出现虚坑时，可填碎石处理6.2、下沉过慢（1）现象沉井下沉速度很慢，甚至出现不下沉的现象。（2）原因分析1)沉井自重不够，不能克服四周井壁与土的摩阻力和刃脚下土的正面阻力。2)井壁制作表面粗糙，高洼不平，与土的摩阻力加大。3)
43、向刃脚方向削土深度不够，正面阻力过大。4)遇孤石或大块石等障碍物，沉井局部被搁住，或刃脚被砂砾挤实。5)遇摩阻力大的土层，未采取减阻措施，或减阻措施遭到破坏，侧面摩阻力增大。6)在软粘性土层中下沉，因故中途停沉过久，侧压力增大而使下沉过慢或停沉。（3）预防措施1)沉井制作严格按设计要求和工艺标准施工，保持尺寸准确，表面平整光滑。2)使沉井有足够的下沉自重，下沉前进行分阶段下沉系数X的计算(X值应控制不小于110125)，或加大刃脚上部空隙。3)在软粘性土层中，对下沉系数不大的沉井，采取连续挖土，连续下沉，中间停歇时间不要过长。4)在井壁上预埋射水管，遇下沉缓慢或停沉时，进行射水以减少井壁与土层
44、之间的摩阻力。5)在井壁周围空隙中充填触变泥浆(膨润土20、火碱5、水75)或黄泥浆，以降低摩阻力，并加强管理，防止泥浆流失。（4）治理方法1)如因沉井侧面摩阻力过大造成，一般可在沉井外侧用0204MPa压力水流动水针(或胶皮水管)沿沉井外壁空隙射水冲刷助沉。下沉后，射水孔用砂子填满。2)在沉井上部加荷载，或继续浇筑上一节井壁混凝土，增加沉井自重使之下沉。3)将刃脚下的土分段均匀挖除，减少正面阻力；或继续进行第二层(深4050cm)碗形破土，促使刃脚下土失稳下沉。4)对于不排水下沉，则可以进行部分抽水，以减少浮力，借以加重沉井。5)遇小孤石或块石搁住，可将四周土挖空后取出；对较大孤石或块石，可用炸药或静态破碎剂进行破碎，然后清除。6)遇硬质胶结土层时，可使用炮车进行破除，再用抓斗抓出。7)如因沉井四壁减阻措施被破坏，应设法恢复。8)采用振动装置(振动锤或振动器)振动井壁，以减低摩阻力，但仅限于小型沉井使用。6.3、瞬间突沉（1）现象沉井在瞬时间内失去控制，下沉量很大，或很快，出现突沉或急剧下沉，严重时往往使沉井产生较大的倾斜或使周围地面塌陷。（2）原因分析1)在软粘土层中，沉井侧面摩阻力很小，当沉井内挖土较深，或刃脚下土层掏空过多，使沉井失去支撑，常导致突然大量下沉，或急剧下沉。2)当粘土层中挖土超过刃脚太深，形成较深锅底，或粘土层只局部挖除
