泵房施工方案
第二部分:工程专项内容
一、泵站主体施工方案
主要内容:泵房沉井制作和下沉;进、出水闸门井;紧急排放闸阀井;场内排管;道路施工;泵房上部建筑;配电间辅助用房及其他附属设施施工。
(一)沉井施工 1、施工准备 1.1 勘察地质
在沉井施工地点钻探,了解该处地质(包括土的力学指标、地质构造、分层情况等)和地下水文情况以及地下埋设物、障碍物情况,绘制地质剖面图,为制定沉井施工方案提供可靠技术依据。
1.2 编制施工方案
根据工程结构特点、地质水文情况、施工设备条件及技术的可能性,编制切实可行的施工方案或施工技术措施,以指导施工。
1.3 整平场地
整平场地至要求标高,清除地上障碍物,并摸清和清除地面下3m 以内的地下埋设物。
1.4 修建临时设施
按施工总平面图布置,修建临时设施,修筑道路、排水沟、截水沟,安装临时水、电线路,安设施工设备,并试水、试电、试运转。
1.5 布设测量控制网
按设计总图和沉井平面布置要求设置测量控制网和水准基点,进
行定位放线,定出沉井中心轴线和基坑轮廓线,作为沉井制作和下沉定位的依据。
在原有建筑物附近下沉的沉井,应在原建筑物上设置沉降观测点,定期进行沉降观测.
1.6 技术交底
使施工人员了解并熟悉工程结构、地质和水文情况,了解沉井制作和下沉施工技术要点、安全措施、质量要求及可能遇到的各种问题和处理方法。
2、沉井施工流程 沉井施工主要程序为:
平整场地→测量放样→基坑开挖→井点铺设→砂垫层铺筑→素砼垫层制作→刃脚底模支设→沉井制作→沉井下沉→干封底→底板浇筑→内部结构施工→上部结构施工
沉井施工流程图
沉 井 施 工 流 程 图
3、沉井的制作
3号泵站沉井截面尺寸为10.5×6.0m 矩形,壁厚50cm ,底板厚度100cm ;沉井总高度为10.35米。混凝土强度等级为C25,抗渗等级S6。压力井为2.3×6m 矩形,壁厚50cm ,底板35cm ,顶板25cm ,高度4.47m 。
4号泵站沉井截面尺寸为16.3×13.3m 矩形,壁厚65cm ,底板厚度50cm ,设一道中隔墙,沉井总高度12.46m 。混凝土强度等级为C25,抗渗等级S6。压力井截面为13.3×2.4m 矩形,壁厚40cm ,底板50cm ,顶板30cm ,高度5.83m 。
5号泵站沉井截面尺寸为18.3×15.3m 矩形,壁厚65cm ,底板厚度50cm ,设二道中隔墙,沉井总高度11.4m 。混凝土强度等级为C25,抗渗等级S6。压力井截面为15.3×2.9m 矩形,壁厚40cm ,底板50cm ,顶板30cm ,高度6.18m 。
对于三座泵房沉井,我们均拟分三次制作,一次下沉,下沉到位后进行封底和内部结构施工。具体分节见下表。
底板待沉井下沉到位后制作,压力井待沉井下沉到位后二次开挖制作,顶板待沉井内部结构施工完毕后顺序施工。
三节沉井全部制作完毕,至少在第一节砼强度达到100%,其余砼强度达到70%后方可进行挖土下沉。
3.1 沉井制作顺序
主要步骤为:平整场地→测量放样→基坑开挖→砂垫层铺筑→素砼垫层制作→刃脚底模支设→钢筋绑扎→混凝土浇筑→养护→井壁接高→准备下沉
沉 井 制 作 流 程 图
3.2 基坑开挖
由于沉井施工范围中有近2m 的杂填土,因此我们决定先行开挖基坑,挖除地面杂填土。所挖基坑尺寸按设计沉井外包尺寸再外放3m ,确保砂垫层铺筑的宽度、井点安装以及沉井施工的场地要求。
根据设计要求的沉井起沉标高,基坑深度2米左右,具体视现场土质而定。基坑边坡按1:1放坡,并在周围设置护栏和上下爬梯。
⑴ 按设计沉井布置方位,进行测量、放样,确定基坑开挖的范围,按沉井的平面尺寸四周加工作面3m 。 ⑵ 开挖深度根据设计图纸要求以及现场土质情况。 ⑶ 基坑开挖完成后,按沉井基坑的布置图进行测量、放样、定位,刃脚及地梁有砂垫层处再根据设计要求的尺寸开槽至垫层底标高。
⑷ 基坑开挖完毕后,为避免原基坑边坡发生坍坡现象,基坑边坡按1:1放坡。
⑸ 沿基坑内四周设置盲沟,在基坑的四角各设置一个集水坑。以便及时排除坑内积水。
3.3 砂垫层及素砼制作 ⑴ 垫层厚度的确定
沉井在制作前必须要先开挖基坑,铺筑砂垫层,以确保沉井在制作前的稳定。砂垫层厚度应根据沉井制作的重量和地基承载力通过计算确定。
根据计算,砂垫层厚取1m ,采用抽槽铺筑的方法。基坑开挖深度2米,1:1放坡。素砼垫层为200mm 厚。
⑵ 施工控制要点
① 按设计要求的尺寸及标高在沉井井壁刃脚处和地梁的砂垫层处开挖沟槽,开槽后及时回填黄砂,防止沟壁坍塌,素砼垫层宽度为刃脚踏面宽度两边各增加15cm ,垫层砼标号暂定位C25。 ② 砂垫层施工采用分段分层振实法,待垫层槽内水基本抽干后马上回填黄砂,每回填30cm 厚黄砂振实一次,用平板振捣器拖振,振捣时要求重叠区域为1/3,并可适当洒水,使得砂层含水量达到20%左右,密实度达到98%以上。现场砂垫层密实度可用钎探法普查,即用长1960mm , 16圆钢,在距砂面约50cm 的垂直高度上自由下落,插入深度≤7cm 者为合格。
③ 回填时层与层之间应错开约1m ,拖振砂垫层时应注意不要扰动槽底和四周土体。
④ 素砼垫层厚20cm ,应根据有关规范要求立模、振捣、养护,素砼地坪标高必须准确,由测量找平、复测,相对高差值不大于±3mm 。
3.4 钢筋、模板、脚手架、混凝土施工要点参见前一章节『工程一般内容』
4、沉井下沉
4.1 沉井下沉前的准备工作
⑴ 清理沉井结构上的物件,嵌补好对拉螺栓的保护垫层孔,如有预留孔则采用砖墙+75mm 钢筋砼风封堵,砖墙内侧用16#槽钢焊接组成横梁或“十字”钢梁,以防砖墙在沉井时发生位移,砖墙外侧用水泥砂浆括糙、抹平,并涂刷环氧沥青防水。 ⑵ 沉井安装施工人员上、下行走扶梯,仓内根据实际情况安
放简易梯,在沉井下沉时,外井壁环梯踏步应随着井的下沉逐渐割除。
⑶ 回填基坑边与井壁之间的孔隙,回填材料可采用土和砂,填土和砂应分层、夯实。在沉井下沉前需再一次核查地质资料,确定沉井的下沉系数,经查验后,为确保沉井安全,在离井壁2m 的范围布置喷射井点管,井点管间距2.5m ,并保证在沉井下沉时能正常降水。
⑷ 在沉井的外壁中心轴线设沉井下沉高程控制点,喷制水准尺尺花,在东侧、北侧井壁上端喷制平面位移观察尺花,在施工区域可靠位置,布置后视水准点二只,后视方位二只,要求各控制点、基准点稳固可靠,并根据沉井降水的影响的情况随时进行复测、校正。刃脚踏面底标高必须严格复核。
⑸ 沉井采用喷射井点降水,排水下沉法,利用16T 履带吊抓斗挖土。
4.2 沉井下沉
⑴ 沉井下沉分为三个阶段。
分别为:初沉阶段;正常下沉阶段;终沉阶段。
⑵ 沉井下沉施工工艺流程
沉井下沉施工工艺流程图
⑶ 初沉阶段
① 首先凿除素砼垫层,素砼垫层的凿除流程为: 井壁外圈凿除→井壁内圈凿除
② 在凿除砼时应该对称施工,在凿除时原则上由周边向中心施工,凿除时由专人负责测量要求在此期间加强观察,当沉井发生倾斜时,应及时调整凿除位置,尽可能使沉井平稳的切入土中。 ③ 初沉时井的下沉系数较大,中心高、稳定性差,因此挖土一定要均匀、对称,首先挖井的中部,即自中央锅底,逐渐向四周扩大,严禁挖向刃脚,刃脚旁边始终保持土体完好。
④ 在该井的四方向控制点的高差容易偏大,必须要重视纠偏工
作,纠值的标准±50mm, 但当高差大于30mm 时,就应及时纠偏,利用不同的取土深度,对高处多取土,较低处少取土,调整井内刃脚踏面的土反力分布状况,使沉井改变倾斜状态,逐步过渡到竖直方向,为了下沉施工管理上的方便,预先对沉井进行分仓编号。
⑤ 初下沉阶段测量要求每间隔4小时测一次,平面位移每24小时测一次,当测量报单反映沉井偏差超限时,应及时向挖土人员发出指令,调整取土仓号或取土部位,但要控制好每仓之间的取土深度,一般取土底面高差不宜大于50cm 。当测量报单四方向高差较好时,则对称仓位取土继续保持正常状态下沉,但要控制好锅底的深度,一般限制挖土锅底深度不宜超过1m ,以防止沉井突然发生突沉事故,确实做到勤冲、勤测、勤纠冲土均匀,控制好高差。
⑷ 正常下沉阶段
① 在初沉阶段的末期,如沉井的各项技术指标良好,可增加沉井锅底深度,一般锅底深度控制在1.2m 左右,并且可加快挖土速度和数量,减少土反力来降低下沉时的阻力,提高施工进度。 ② 若在沉井的末期,沉井的四方控制点高差仍然很大,则按初沉阶段的纠偏要求进行调整,使沉井恢复正常的施工状况,在第二阶段的沉井过程中,四方向控制点的高差大于10mm 时即要求纠偏,纠偏时仓与仓之间的高差为1m 左右为宜,不得过大。刃脚下的土体一定要控制好,不宜冲该土体,如该处土体被破坏则极易差生涌土现象,同时井壁外圈喷射井点降水的水头深度要尽量保证,比刃脚踏面底3m 左右,稳定好井壁外边的土体,对井壁外边流失的土体应及时回填好。
③ 施工现场地下水位的具体状况不详,如地下有承压水,极易造成涌土、突沉和取土不沉等现象,给沉井工作带来一定的困难,因此在沉井前一定要搞清地下水位的情况,如有必要应及时召开现场会议,请各方专家讨论,以便及时采取相应的措施。
④ 作好沉井下沉的记录工作,画出下沉的速度图,为沉井终沉提供可靠的数据依据。
⑸ 终沉阶段
① 终沉初定刃脚踏面为警示标高,比设计高程抛高200mm 左右,当沉井的进尺到最后2m 时即进入终沉阶段,在终沉时,井点降水应满负荷工作,确保土体的稳定,挖土锅底形状由“凹”面逐步过渡到“凸”形反锅底,并且适当放慢取土速度和数量,严格按照均匀对称的原则进行布置挖土范围,当沉井四周控制点高差大于20mm 时,应及时纠偏,纠偏方法以调整各仓挖土深度为主,外刃脚土塞部分土体易涌进,不准冲挖,终沉阶段是沉井的关键时刻,故一定要加强观测,测量在最后阶段应每隔不少于1小时,提供一份测量报告,严格控制沉井的下沉速率。
② 一旦沉井刃脚踏面标高达到设计要求的标高并上抛20cm 后,应立即停止取土,用大石块抛填在刃脚下,测量人员密切注意观测,8小时内沉井下沉不大于10mm ,即为刹车成功,沉井施工到位后,测量要求每隔4~6小时观测一次四方向高差。
⑹井点降水
喷射井点降水是本次施工中一到关键的工序,因此必须确保在沉井施工中,井点的完好和正常降水,并要加强降水工作的管理,做到万无一失。
按照设计要求,三个沉井均在沉井外侧2m 设置间距2.5m 的喷射井点。
喷射井点降水的要求:
① 在沉井的初始阶段,水位要求降到标高-3.00m 左右(相对标高)。
② 在沉井正常下沉阶段,水位要保持与刃脚踏面低3~4m ,并随着沉井的下沉而不断变化。
③ 在沉井终沉阶段前1小时,要求降水设备满负载降水,水位基本上比刃脚踏面低4m 以上。
4.3 沉井封底和底板施工
本次沉井采用排水封底的方法
⑴ 将新老混凝土接触面凿毛和冲刷干净,对井底进行修整使之成锅底形,由刃脚向中心挖放射形排水沟,填以卵石作为滤水暗沟,在中间设2~3个集水井,深1~2m ,井间用盲沟相互连通,插入 600~800mm 四周带孔眼的钢管或混凝土管,或钢筋笼外缠绕12号铁丝,间隙3~5mm ,外包二层尼龙窗纱,四周填以卵石,使井底的水流汇集在井中用潜水泵排出,保持地下水位低于基底面0.5m 以下。
⑵ 封底一般铺一层200mm 厚碎石或卵石层,再在其上浇一层厚约15cm 的混凝土垫层,在刃脚上切实填严,振捣密实,以保
证沉井的最后稳定。达到50%设计强度后,在垫层上绑钢筋,两端伸入刃脚或凹槽内,浇灌上层底板混凝土。
⑶ 封底混凝土与老混凝土接触面应冲刷干净。
⑷ 浇筑应在整个沉井面积上分层,同时不间断地进行,由四周向中央推进,每层厚30cm ,并用振捣器捣实。
⑸ 混凝土采用自然养护,养护期间应继续抽水。待底板混凝土强度达到70%后,对集水井逐个停止抽水,逐个封堵。
⑹ 集水井的封堵方法:将滤水井中水抽干,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四周焊接封闭,上部用混凝土垫实捣平。
4.4质量检验标准
本工程施工质量检验标准参照有关《市政工程施工及验收规范》,中相关的规程验收,并达到该工程的设计图纸。技术文件、建设单位和监理等提出的要求和质量标准。
沉井制作允许偏差
沉井下沉允许偏差
沉井施工示意图
沉井施工平面示意图
喷射井点
(二)喷射井点降水施工方案
按照设计要求,本工程沉井下沉采用排水法下沉,井点降水。我们拟采用在沉井外侧打设喷射井点降水的施工方法。在沉井外侧2米范围内搭设喷射井点,井点管间距2.5m 。
1、喷射井点施工流程图
喷 射 井 点 施 工 流 程 图
2、施工要点
2.1 安装抽水泵组,一般位于集水总管的中部,集水总管铺设在
坚实地面上,并低于组合泵,同时应沿抽水水流方向有0.25%~0.5%的上仰坡度,以免空气留存在井管内。
2.2 井点管埋设用套管冲枪或钻机成孔,加水及压缩空气排泥,当套管内含泥量经测定小于5%时才下井管及灌砂,然后再将套管拔起。
2.3 喷射井点管安装前, 应对井点管逐根冲洗与检查,确认其完好后方可使用。
2.4 对长10m 以上的喷射井点管,宜用吊车进行下管。下井管时水泵应先开始运转,以便每下好一根井管,立即与总管接通(不接回水管),接着进行单根试抽排泥,并测定真空度,待井管出水变清后为止,地面测定真空度不宜小于93.3kPa 。
2.5 全部井点管沉设完毕后,再接通回水总管,全面试抽,然后让工作水循环进行正式工作。
2.6 各套进水总管均应用阀门隔开,各套回水总管也应分开。
2.7 刚开始使用井点时,开泵压力要小些(小于0.3MPa ),以后 再逐渐正常。
2.8 抽水时如发现井管周围有泛砂冒水现象,应立即关闭井点管进行检修。
2.9 井点管淤塞,可通过听管内水流声、手扶管壁感到振动、夏季期手摸管子冷热、潮干等简便方法进行检查。如井点管淤塞太多,严重影响降水效果时,应逐个用高压水反冲洗井点管或拔出重新埋设。
2.10 一般在抽水3~5d 后水位降落漏斗基本趋于稳定。正常出水规律是“先大后小,先混后清”, 如不上水,或水一直较混,或出现清后又混等情况,应立即检查纠正。
2.11 井点使用过程中,应保持连续不断地抽水,并备用双电源,以防断电。
2.12 工作水应保持清洁,试抽2d 后应更换清水,以减轻工作水对喷嘴及水泵叶轮等的磨损,一般经7d 左右即可稳定。
2.13 真空度是判断井点系统良好与否的尺度,应经常观测,一般应不低于55.3~66.7kPa ,如真空度不够,通常是由于管路漏气,应及时修理。
2.14 沉井下沉挖土过程中,必须加强对井点管的保护,特别是施工机具应注意避免碰撞和碾压井点管,同时沉井下沉应注意对井点管的监护,发现损坏及时进行修补。