提升泵站施工组织设计方案

万顷沙镇污水处理厂中心站厂外管网工程

提升泵站

施 工 组 织 设 计

施工单位：广州建安集团有限公司

2010年7月1日

关于将提升泵站改为沉井施工方案的报告

致：业主、环保工程研究设计院、宏元监理公司

万顷沙镇污水处理厂中心站厂外管网工程中提升泵站原设计为首先做开挖，然后做基础，再做泵站结构。根据地勘资料提供的情况，该提升泵站基础为人工

填土层、淤泥、淤泥质粘土构成。由于提升泵站紧邻快速公路桩基，与周边公路相隔

较近，现场施工条件不允许大面积开挖提升泵站基础。考虑到本工程工期较短，不宜采用其他支护条件下开挖基础。如果能用沉井结构进行施工，将不会影响周边设施基础及满足业主要求的施工任务。

为此，我方在原设计的结构图中将泵站的结构改为沉井结构施工方案，增加了刃脚和临时支撑结构，以保证结构在下沉过程的安全。

附：1、沉井施工方案 2、沉井设计修改图纸3张

广州建安集团有限公司 2010年7月1日

沉井施工方案

1.1 概述

1.1.1 工程概况

本工程为万顷沙镇污水处理厂中一个提升泵站，尺寸为6.7m×6.4m×5.7m 沉井平面为口字形，沉井顶至刃脚的高度为6.5m。 1.1.2 地质条件 沉井入土深为6.5m，从上至下穿入土层为：人工填土层、淤泥、淤泥质粘土。 1.2 施工方案总体设想

沉井分2节下沉，第一节高度取3.8m。第一节下沉到位时，沉井嵌入土中趋于稳定。第二节高2.7m完成整个沉井的下沉。 1.3、劳动力设备及其他

劳动力计划表

1.4材料计划

混凝土采用商品混凝土，随时可供采购。钢筋等其他材料就近采购。

1.5、机械设备投入计

主要施工机械设备表

1.6、检测设备

根据本工程的特点，检测的主要有以下四类： 测量设备； 沉降观测设备； 砼强度的检测设备。 本工程的检测设备如下：

检测仪器明细表

1.7 主要施工方法 1.7.1 施工工艺流程

施工工艺流程如下框图所示。

施工工艺流程图

1.7.2 施工流程示意图

1.7.3 沉井下沉系数与下沉稳定系数计算

1.7.3.1 下沉系数计算

沉井分2段下沉，根据分段高度，穿越土层物理性质计算下沉系数，以确定 是否可以不加助沉措施自沉。 沉井下沉必须满足以下公式： K沉=（G－B）/T＞1.05

式中：K沉—下沉系数＞1.05； G—沉井自重（t）；

B—地下水对沉井的浮力（t）；

T—沉井壁与土体间的总摩阻力（t）。 1.第一节下沉系数K沉1计算：

G1=47.48t/3m=15.83t/m(根据井的结构布置计算确定，垫层基础开挖1m深) 排水下沉B=0 T1=f1·A1

f1—第一节外壁无台阶，井壁与软土摩阻力取1.0t/m2；

A1—下沉2.5m井外壁入土总面积=(6.7*2.5)*2+(6.4*2.5)*2=65.5m2； T1=1.0×65.5=65.5t

K沉1=（15.83－0）/65.5=0.24

结论：第一节开挖井内土不可自沉，需全部挖出刃脚。 2.第二节接高后下沉系数K沉2计算： G2=90.23/4.7=19.20t/m 排水下沉B=0 T2=f2·A2

f2—井壁下部无台阶， f2下取1.0t/m2；开挖部分为1米高， A2：A2=(6.7*2.1)*2+(6.4*2.1)*2=55.02m2； T2=55.02×1.0=55.02t/m

K沉2=(19.20－0)/55.02=0.35

结论：加高第二节后，下沉系数较第一节大,但仍不能满足自沉要求， 需全部挖出刃脚。

1.3.3.2 下沉稳定系数计算

沉井接高时由于荷载大量增加，入土沉井是否稳定需进行稳定系数计算，计 算公式如下：

K稳=（G－0.7B）/（T＋R1）＜1

K稳=（90.23-0.7*156.5）/(120.52+26.65)=-0.12＜1 结论：沉井的稳定系数小于1，该沉井稳定.

式中：G—沉井接高后总自重（t）； B—沉井受地下水的浮力（t）； T—计算时沉井井壁的摩阻力（t）；

R1—刃脚踏面及斜面下土的支承力（t）。 R1=U0［C＋n/2］Rj

式中：U0—沉井外壁轴线周长（m）； C—刃脚踏面宽度（m）；

n—刃脚踏面与井内土体接触面的水平投影（m）； Rj—刃脚下土的极限承载力（t/m2）。

1.第一节沉井在地面浇筑砼时的稳定计算： 第一节沉井置于地面，为了增加地基承载力，需开挖素填土基坑换填中粗砂，并在砂基上浇筑条形垫层基础，使重力通过垫层扩散，以满足下层土的承载能力。

K稳=（G1－0.7B）/（T1＋R1-1）＜1

式中：G1—9t，加上模板施工荷载按9.1t计算； B=0； T1=0；

R1-1—按下述计算。刃脚踏面以下为垫层基础，联体矩形沉井刃脚包括周边墙和井内隔墙下的刃脚，刃脚纵向总长度为0.8 m，换砂基坑深度0.7m，砼垫层宽0.5m，夯实中粗砂垫层的力扩散角取30°，如图1.7-1所示，基坑底宽为1.8m，换填后该层承载力取6.5t/m2， 计算得：

R1-1=47.48/7.86=6.04t/m＜6.5t/m2

1.8 降水施工

1.8.1 降水方案

潜水泵抽水,因为淤泥的渗透系数小,坑内基本无水.

2.沉井制作：

2.1、模板工程：

模板主要用2.5cm厚松木木板1.80cm厚胶合板，骨料用8×8松方木，ф48钢管支撑、

ф16内螺杆拉固在安装加焊止水片，焊缝必须严密不渗水，螺杆分布双向@400，连结池体两

侧模板外横排钢管拉紧固定，模板支撑前必须检查钢筋保护层是否准确，垫块是否牢固，预埋

孔洞、预埋铁件规格位置是否正确，为保证混凝土浇筑时模板不受变形，支模结束后必需严格

检查，浇筑时一定要有护模，并做好模板的验收工作。

（1）保证结构、构件各部位形状尺寸和相互间位置的正确；

（2）模板必须具有足够的强度、刚度和稳定性；

（3）模板接缝应严密，不得漏浆；

（4）便于模板拆除。

2.2、钢筋工程：

钢筋工程是保证整个构筑物结构安全的关健，施工应认真学习图纸，领会设计意图，在弄

清结构配筋的基础上进行钢筋抽样、翻样，确定使用部位，断料尺寸、规格数量，经复核无误

后交付加工制作，绑扎安装前根据图纸核对配料样本并检查已加工的钢筋是否齐全，避免造成

中途停工待料，安装时必须进行技术交底，明确绑扎顺序、方法及注意事项，钢筋绑扎时，设

专人管料、工长专人指挥安装。

（1）钢筋接头的技术要求：

根据本工程钢筋采用电焊和电渣压力焊及搭接，其搭接长度必须满足图纸设计要求和有关

施工规范规定进行施工。钢筋锚固与搭接必须满足要求外，要特别注意抗震要求。防雷接地应

按有关规定，在施工时做好防雷接地的钢筋焊接。

（2）钢筋绑扎、安装：

钢筋采用电渣压力焊，施工时竖筋要保证上下钢筋轴心不偏位，最多不大于2mm，电焊和

搭接的钢筋应按要求弯折保证轴心不偏、不允许未经弯折即绑扎安装、箍口应交错布置箍筋转

角与纵筋交叉点用十字绑扎扎牢或相互间扎成八字形斜绑扣，箍筋根据抗震要求加工成135°

弯钩。侧墙筋与水平筋网绑扎，相交点与拉结筋全部绑扎牢固，必须保证受力钢筋不产生位置

偏移，绑扎完后再挂上保护层垫块。

（3）钢筋安装质量检查：

①、根据设计图纸检查钢筋的型号、直径、间距根数是否正确；

②、检查钢筋接头位置及搭接长度、锚固长度及构造要求是否符合要求，同时绑扎接头受

力钢筋截面面积占受力钢筋截面积百分率应符合规范规定。受拉区不得超过25%，受压区不得

超过50%；

③、检查砼保护层垫块是否符合要求；

④、钢筋绑扎是否牢固，有无松动变形现象；

⑤、钢筋位置的允许偏差不得大于“建筑工程质量验评标准”的有关规定。

2.3、混凝土工程：

（１）混凝土入模前必须均匀、对称，以保证沉井下部所受荷载分布均匀而不至于倾斜，

同时有利于模板受力；

（２）混凝土入模前必须分层振实，分层高度以30～50cm为宜。用插入式振动棒对称振

捣，每次浇筑完后顶面一定要有水平，以使两次浇筑的接缝水平美观，砼顶面按有关规定处理

施工缝，在施工缝处安设钢板止水带或橡胶带等措施，以保证污水或地下水从施工缝处渗入或

厚同等标号水泥砂浆，以保证接头处不蜂窝麻面现象；

（３）浇筑终凝后立即采取浇水润湿养护，直到沉井沉入潮湿土中，以防温度差引起干缩

裂缝，影响砼质量和强度；

（４）沉井接高时的注意事项措施：

沉井接高前，需实测井内泥面标高，分析所挖出的土质及承载力，进行较为准确的下沉稳

定系数计算，若稳定系数大于1，沉井不稳定，需采用砂包加压重量，反算浇筑过程中沉井的

下沉量，并在上次沉井下沉时留足地面以上高度，防止超沉，使模板陷入地下而影响砼质量；

（５）沉井洞口施工：

①、沉井中进水管、出水管洞口，均采用在井壁上预留孔洞，并用钢封门封堵方法；

②、浇筑洞口段井壁砼时，将加工好的钢环，安装在洞口位置，并用测量定位，用钢支架

焊牢，周围的钢筋也可与预埋钢环焊接。井壁浇筑拆模后，在井外侧密封焊上圆形钢封门及加

劲槽钢，挡住沉井外侧的泥水，并承受泥水压水，沉井下沉就位后，进出洞口也就自然随之就

位。

3.沉井下沉：

3.1、下沉前的准备：

①、拆除模板将井壁、底梁与封底板连接部分混凝土打毛；

②、将预留孔洞全部临时封堵，应堵塞牢固，严密又便于拆除；

③、在井外壁上画出标尺和中心位置控制标志；

④、将沉井四周施工场地清理干净，便于施工机械作业；

⑤、设好照明及排水设施；

⑥、施工人员安排昼夜施工，直至沉到设计位置，中间不得停止。

3.2、沉井下沉：

沉井下沉是该工序的关键，下沉质量的好坏直接影响到沉井的质量，因此必须重视这项工

作，因考虑第一段下沉时刃脚落于淤泥层上，所以拟用一次制作一次下沉的方法进行施工，（即

等第一段井壁混凝土浇捣后混凝土强度达到设计强度的70%后进行沉井的下沉工作）。沉井下

沉采用挖泥下沉。沉井下沉的施工步骤为：

①、拆除刃脚的加固部分，为防止产生突沉造成沉井倾斜，拆除要分区、分组、依次对称

同步进行，直至加固部分全部拆除；

②、拆除后的空隙要边拆除边用粗砂填充夯实，并注意观测下沉是否均匀；

③、挖泥顺序应由中央向四周，刃脚部分暂不挖泥由刃脚切土下沉；

④、初沉阶段入土少不稳定，要随时进行中心位移和不均匀沉降测量，用观测数据指导泥，

沉井较高一侧可多，如仍不下沉，可刃脚下部，使沉井缓慢、均匀下沉，井位移向中心位置；

⑤、沉井入土基本稳定后可加速下沉；

⑥、沉井接近设计标高后进入终沉阶段，要放慢速度，勤测量，使沉井缓慢接近设计标高。

当比设计标高高50cm时，停止泥，扩大地基受力面积，防止沉井超沉。根据沉井下沉速度自

行确定填砌片石的时机；

⑦、若沉井因自重小于摩阻力还未沉到设计标高就不再下沉时，要采用减阻方法促沉，无

论采取任何措施，要确保沉井到设计标高。

4.沉井下沉施工可能遇到的问题及预防处理方法：

4.1、下沉困难（沉井被搁置或悬挂，下沉极慢或不下沉）：

（1）、原因分析：①、井壁与土壁间的摩阻力过大；②、沉井自重不够，下沉系数过小；

③、遇有地下管道、树根等障碍物；④、遇流砂、管涌；

（2）、预防措施及处理方法：①、继续浇筑混凝土重量，在井顶均匀加铁块或其他荷重；

②、挖除刃脚下的土；③、在井外壁装置射水管冲刷井周围土，减少摩阻力；射水管亦可埋于

井壁混凝土内；④、在井壁与土间灌入触变泥浆或黄土，降低摩阻力；泥浆槽距刃脚高度不宜

小于3m；⑤、清除障碍物；控制流砂、管涌。

4.2、下沉过快（沉井下沉速度超过挖土速度，出现异常情况）：

（1）原因分析：①、遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度；②、长

期抽水或因砂的流动，使井壁与土间摩阻力减小；③、沉井外部土体液化；

（2）、预防措施及处理方法：①、在刃脚下不挖或部分不挖土；②、加水增加浮力；③、

在沉井外壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，加大摩阻力，如沉井外部的土液化发生虚坑

时，可填碎石处理；④、减少每一节筒身高度，减轻沉井重量。

4.3、突沉：

（1）原因分析：①、挖土不注意，将锅底挖得太深，沉井暂时被外壁摩阻力和刃脚托住，

使处于相对稳定状态，当继续挖土时，土壁摩阻力达极限值，井壁阻力因土的触变性而突然下

降，发生突沉；②、流砂大量涌入井内；

（2）预防措施及处理方法：①、适当加大下沉系数，可沿井壁注一定的水，减少与井壁

的摩阻力；②、控制挖土，锅底不要挖太深；刃脚下避免掏空过多；③、在沉井梁中设置一定

数量的支撑，以承受一部分土反力；④、控制流砂现象发生。

4.4、倾斜：

（1）分析原因：①、沉井刃脚下的土软、硬不均；②、没有对称地抽除垫层或没有及时

回填夯实；井外四周的回填填土夯实不均；③、没有均匀挖土，使井内土面高差悬殊；④、刃

脚下掏空过多，沉井突然下沉，易于产生倾斜；⑤、刃脚一侧被障碍物搁住，未及时发现和处

理；⑥、排水开挖时，井内一侧涌砂；⑦、井外弃土或堆物，井上附加荷重分布不均，造成对

井壁的偏压；

（2）预防措施及处理方法：①、加强沉井过程中的观测和资料分析，发现倾斜要及时纠

正；②、分区、依次、对称、同步地抽除垫木，及时用砂或砂砾填夯实；③、在刃脚高的一侧

加强取土，低的一侧少挖土或不挖土，待正位后再均匀分层取土；④、在刃脚较低的一侧适当

回填砂石或石块，延续下沉速度；⑤、在井外深挖倾斜反面的土方，回填到倾斜一面，增加倾

斜面的摩阻力。

4.5、偏移：

（1）分析原因：①、大多由于倾斜引起的，当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜一

侧下部产生一个较大的压力，因而伴随产生一定位移，位移大小，随土质情况及向一边倾斜的

次数而定；②、测量定位差错；

（2）预防措施及处理方法：①、控制沉井不再向偏移方向倾斜；②、有意使沉井向偏位

的相反方向倾斜，当几次纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后

沿倾斜方向下沉，直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正；③、加

强测量的检查复核工作。

4.6、遇障碍物：

（1）分析原因：沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、地下沟道、圬工、管线、钢筋、树根

等，造成沉井搁置、悬挂，难以下沉；

（2）预防措施及处理方法：①、遇较小孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石或大块

石、地下沟道、圬工等，可用风动工具破碎成小块取出，钢管、钢筋、树根等可用氧气烧断后

取出。

5.沉井底梁、板施工：

沉井上部结构强度达到要求后，才能开挖井底淤泥，井底采用反压换填法施工，进行封底，

待封底砼强度达到规定后，抽干井内的水，处理封底砼顶面清除浮浆凿除受水影响砼面，新老

结合凿毛后，进行底板施工，待砼强度达到规定后，停止井内抽水。

6. 沉井下沉时测量控制及质量标准

沉井下沉前在四角测量标高并画出标尺刻度。拆除垫层初沉时进行垂直跟踪测量，随时报

告倾斜数据，指导挖土纠偏。

当下沉一定深度，嵌入土中正常下沉后，垂直度与下沉量监测每班进行两次，作好原始记录及时通知责任工程师。

沉井下沉误差垂直度应控制在1/100以内，刃脚终止标高误差10cm以内，井身位移10cm以内。

7. 沉井封底砼及底板施工

7.1 封底砼施工

当沉井下沉达到设计标高时，降水井一定要保持正常工作，保证基坑无水。吊车挖斗尽量挖除各隔仓中的泥土，使坑底标高达到与刃脚下口一致。挖斗不能挖到的靠刃脚部分的残土应人工清除，使刃脚部分斜面露出，并注意监测沉井是否有下沉。在沉井稳定的状态下，用泵送C20砼浇筑封底。

封底砼浇筑时，在基坑中埋设泄水管，以使降水失效时泄压，避免未达到强度的封底砼被地下水压力破坏。

7.2 底板施工

在封底砼达到强度并确认降水仍然正常的情况下，开始底板钢筋施工。与底板相连接的井内壁处预埋有钢筋螺纹套筒，绑扎底板钢筋时将其凿出并与底板钢筋连接。

底板连接处的井内壁应凿毛处理，浇筑底板砼之前应冲洗干净。底板与井内壁结合面上需安放一圈闭合的遇水膨胀橡胶，以防渗水。

8.隔墙和井壁上的预留洞口处理

浇筑砼时在沉井壁上有留出各种预留洞口，用钢板临时封堵，沉井下沉完成后可打井抽板，顶管洞口按顶管进洞需要采用钢结构处理。

施工负责人：

年 月 日