CN104563146A - 定直埋式雨污水泵站沉井工程施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定直埋式雨污水泵站沉井工程施工方法，包括定位放线、基坑开挖、刃脚支设、沉井制作、沉井下沉、沉井纠偏、沉井封底、底板浇筑等步骤。本发明能有效地指导工程施工，降低施工成本和难度，同时可减少对邻近建筑物、地下构筑物等障碍物的影响。适用于松软、不稳定、含水土层等复杂地基上直埋式泵站沉井的施工。

Description

定直埋式雨污水泵站沉井工程施工方法

技术领域

本发明属于沉井工程领域，特别涉及一种定直埋式雨污水泵站沉井工程施工方法，能有效地指导工程施工，降低施工成本和难度，同时可减少对邻近建筑物、地下构筑物等障碍物的影响。适用于松软、不稳定、含水土层等复杂地基上直埋式泵站沉井的施工。

背景技术

直埋式雨污水泵站一般均建在城区，地理空间狭小，且要达到与周边市容市貌协调一致，减少泵站内恶臭气体散发和设备运行的噪音，故泵站现越来越趋向地下式全封闭泵站。在淤泥质粘土、砂质粉土、粉砂土等松软、不稳定、含水土层地基上建设直埋式泵站，在设计上主体结构越来越多采用沉井。

现有技术中的雨污水泵站沉井施工方法，对邻近建筑物、地下构筑物等障碍物具有很大影响，施工难度大，成本高。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了定直埋式雨污水泵站沉井工程施工方法，能有效地指导工程施工，降低施工成本和难度，同时可减少对邻近建筑物、地下构筑物等障碍物的影响。

本发明采用以下技术方案：

定直埋式雨污水泵站沉井工程施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 定位放线：按设计总图和沉井平面布置要求，设置坐标控制点和高程控制点，用全站仪或经纬仪和水准仪进行定位放线，定出沉井中心轴线和基坑轮廓线以及水准点，作为沉井制作和下沉深度控制的依据；

(2) 基坑开挖；

(3) 刃脚支设：支设刃脚内模板、安装刃脚钢筋、支设刃脚外模板、浇筑刃脚混凝土；

(4) 沉井制作：支设井壁内模板、安装井壁钢筋、支设井壁外模板、浇筑井壁混凝土、养护、拆除模板脚手架；

(5) 沉井下沉：分组对称拆除沉井砖模或模板，采用挖掘抓斗机在沉井中间开始逐渐向四周挖土；当沉井下沉至中层时，开挖方式由中间逐渐向四周挖土改为先边后中的方式进行施工；当沉井下沉至岩面时，开挖顺序需先挖除岩层，再挖除软土，先挖两层后，形同锅底，沿沉井井壁每2～3米向刃脚方向逐层全面、对称均匀地削薄土层，每次削200～300mm，使沉井在自重作用下均匀垂直切土下沉，然后再重复上述程序；每次下沉深度不大于500mm；

(6) 沉井纠偏：沉井如发现偏斜，进行纠偏；

(7) 沉井封底：采用排水法封底，用砼泵直接向沉井内灌筑商品砼；

(8) 底板浇筑：先清除井内淤泥，凿除井内封底砼表面软弱层，残渣清出井外，并将表面清洗干净，用砼泵向沉井内灌筑商品砼。

本发明在施工工艺上采用了在沉井井筒分节浇筑、一次下沉。井筒浇筑前先开挖基坑并进行地基处理，在基坑中分节制作沉井。在基坑中制作沉井是基于土体强度低的特点，在施工中尽量减少基底以上的荷载，由于基坑的开挖使沉井的下沉高度减少，这不仅能加快施工的进度而且可降低施工的危险程度。

为了保证沉井顺利下沉,沉井下沉各阶段必须满足G≥KT。式中：G为沉井总重量(下沉力)，T为沉井总阻，K为下沉安全系数，一般要大于1.15-1.25。在砂质土中地下水位较高时，井内为明沟集水井排水，必要时可在井外采用轻型井点或自流式深井降水，确保排水下沉。

针对土质性能结构特点，在施工前对沉井预制的整体稳定进行验算，确定分节情况，再进行沉井下沉计算，确保沉井预制稳定、下沉顺利，避免失稳的发生。沉井下沉有条件时尽量采用排水下沉，干式取土。沉井封底混凝土浇筑前，采用塘渣回填，再按要求浇筑混凝土。无法采用排水下沉时，必须采用水下封底。清底主采取人工和机械结合的方法，将井底清干净，保证封底混凝土的质量，确保满足封底要求。

本发明具有以下优点：

1）、施工前对沉井的整体稳定进行验算，避免了施工过程中出现整体失稳的现象，不仅产生了一定的经济效益，而且产生了较大的社会效益。

2）、基坑开挖2m左右可减少沉井下沉的高度，沉井下沉越深施工的难度越大，危险程度越大；本项措施可减少工程成本2%左右。

3）、采用铺设沙垫层减少了方木的使用和抽垫，可节约工程成本1.5%左右。

4）、采用排水封底保证了混凝土的施工质量；采用排水挖土的施工方法加快了施工的进度，使工程较早的发挥经济效益和社会效益。

附图说明

图1-1、1-2、1-3分别是垫架法、砖垫座法、土胎模法沉井刃脚支设示意图。

图2是沉井井壁模板支设示意图。

图3是用水枪冲土、抓斗水中抓土示意图。

图4沉井封底示意图。

附图标记：1—刃脚；2—砂垫层；3—枕木；4—垫架；5—模板；6—砖垫座；7—水泥砂浆抹面；8—隔离层；9—土胎模；10—下一节沉井；11—预埋悬挑钢脚手铁件；12—组合式定型钢模板；13—钢楞；14—对立螺栓；15—100×3止水片；16—木垫块；17—顶撑木；18—钢管脚手架；19—水枪；20—胶管；21—多瓣抓斗；22—沉井；23—卵石盲沟；24—封底混凝土；25—底板；26—.砂浆面层；27—集水井；28—φ600~800mm带孔钢或混凝土管，外包尼龙网；29—法兰盘盖。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步详细描述。

具体实施方式

实施例1

本发明定直埋式雨污水泵站沉井工程施工方法和操作要点：

1、定位放线

按设计总图和沉井平面布置要求，设置坐标控制点和高程控制点，用全站仪或经纬仪和水准仪进行定位放线，定出沉井中心轴线和基坑轮廓线以及水准点，作为沉井制作和下沉深度控制的依据。

2、基坑开挖

根据地质条件和场地条件，为了加快工程进度，减少沉井实际下沉深度，解决首节沉井制作时地基承载力不足的矛盾，避免不均匀沉降。首节沉井制作前，应挖去地表回填土，并进行地基处理。

3、刃脚支设

沉井刃脚铺设方木（0.1m×0.2m×2.0m）作支承垫架的垫木，然后在其上支设刃脚及井壁模板，浇筑砼。地基上铺设砂垫层，可减少方木数量，将沉井的重量扩散到更大的面积上，避免制作中发生不均匀沉降，同时易于找平，便于铺设方木和抽除。图1-1、1-2、1-3分别是垫架法、砖垫座法、土胎模法沉井刃脚支设示意图。

4、沉井制作

由于沉井总高度和总重量都比较大，重心高。为保证制作时沉井的稳定性，并结合内部框架施工工艺要求综合考虑，采取分三节制作一次下沉的施工方案。

（1）模板支设

沉井模板采用木模板，支撑系统和脚手架系统采用φ38×3.5钢管支设，不设垂直施工缝，在上下节分节处设通长水平钢止水施工缝，钢板厚3m，宽500mm，内外模板间设采用φ12钢筋作对拉螺栓，间距300×600。拉杆钢筋加设止水钢片，制成止水拉杆。井壁支模时先支内模后支外模，一次支模高度比拟设水平施工缝高300mm。第一节沉井模板支撑系统及其脚手架系统落在地基土层上，第二、三节沉井模板操作及支撑脚手架系统采用悬挑支设。支设方法如下：支设井外壁模板时，模板系统及脚手架系统(双排脚手架)均落在活动钢支架上，在制作前一节沉井时在沉井侧壁上部设置预埋钢板，拆模后将预制好的钢支架焊在预埋钢板上，作为后一节沉井壁模板支撑系统及操作脚手架的承力支架。图2是沉井井壁模板支设示意图。

(2)钢筋绑扎

沉井钢筋采用人工绑扎。竖向钢筋采用电渣压力焊连接，水平钢筋采用绑扎搭接，搭接长度及接头的间距按设计图纸和施工规范执行。

(3)混凝土浇筑

采用2台37米臂长泵车配12台混凝土运输搅拌车进行浇捣。将沉井分成若干段同时对称均匀分层浇筑，每层厚300mm～500mm，防止地基不均匀下沉，产生倾斜；沉井分节处水平施工缝接缝时，应先凿毛并进行冲洗处理，再继续浇筑下一节，并在浇筑前先铺一层30mm厚砂浆(与同混凝土配合去掉石子) ；井壁止水带安装要牢固紧密，止水带不得有缝隙孔洞。

5、沉井下沉

（1）下沉方案

根据地下水和土质情况及施工条件，沉井下沉采用排水法下沉。沉井所穿过的土层透水性较低，地下涌水量不大，不会因排水而产生流砂，或因排水造成井周地面过大沉降时，因而采用排水挖土下沉法施工。排水下沉可以再干燥的条件下施工，挖土方便，容易控制均衡下沉，土层中的孤石等障碍物易于发现和清除，下沉时一旦发生倾斜容易纠正。

（2）沉井的下沉

地下水位以上土层及砂石垫层采用人工挖掘下沉。沉井沉至地下水位后，井外降水效果不好时，必要时井内注水采用空气吸泥不排水下沉法，并用抓土机配合取土。用不排水法下沉时，应注意保持井内水位高出井外水位1~2m。

（A）沉井每层挖土量较大，挖土采用机械与人工配合进行；

（B）分组对称拆除沉井砖模或模板至刃脚斜面内400mm。

（C）采用挖掘抓斗机在沉井中间开始逐渐向四周挖土，每层挖土厚0.4～0.5m，沿刃脚周围保留1.5m土。当沉井下沉至中层时，开挖方式由中间逐渐向四周挖土，改为先边后中的方式进行施工。

（D）挖土时着重注意先挖隔仓，减少梁底地基反力。

（E）当沉井下沉至岩面时，开挖顺序需先挖除岩层，再挖除软土。

（F）先挖两层后，形同锅底，集中人力沿沉井井壁，每2～3米一段向刃脚方向逐层全面、对称均匀地削薄土层，每次削200～300mm，使沉井在自重作用下均匀垂直切土下沉，然后再重复上面程序。每次下沉深度不能大于500mm，发现沉井倾斜后，应立即停止倾斜方向挖土，加快对面方向挖土，以防加剧倾斜，并按此纠正倾斜。在井顶上压钢锭，钢锭重量根据具体情况，经计算确定。在沉井较高一侧的井外壁插入数根管子，由此压入膨润土泥浆，使该侧井外壁摩阻力减少。

（G）沉井在下沉过程中，可能出现井筒倾斜、沉井位置偏移等情况，出现时应立即分析原因，进行纠偏。

（H）在沉井开始下沉和将沉至设计标高时，周边开挖深度应小于30cm，避免发生倾斜。尤其在开始下沉5m以内时，其平面位置与垂直度要特别注意保持正确，否则继续下沉不易调整。在离设计深度20cm左右应停止取土，依自重下沉至设计标高。图3是用用水枪冲土、抓斗水中抓土示意图。

6、沉井纠偏

根据工程的施工条件及土质情况，如发现偏斜，视具体情况分别对策。

（1）始入土较浅时，如发生倾斜，只需在刃脚和一侧进行人工挖土，在刃脚低的一侧保留交款的土埂适当填砂；

（2）入土较深时，如采取排水法施工，可在刃脚高一侧随着沉井的下沉逐渐纠正偏差，纠偏位移时，可故意使沉井向偏位方向倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直到沉井底面中轴线与设计中轴线的重合或接近，再纠正倾斜，直到调整到容许范围内，除此之外还可采用井外射水，井内边除土边纠偏，以增加偏土压来纠偏。

（3）沉井位置如发生扭转，可在沉井的两对角除土，另外两对角填土，借助刃脚下不相符的土压力所形成的扭矩，使沉井在下沉进程中逐步纠正到位。

所有偏差在下沉到设计标高2m以上时，基本纠正好，然后谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高50cm以内时，不允许再有超出允许范围的偏差。

7、沉井封底

（1）沉井下沉到设计标高后，根据规范要求24小时累计下沉量不大于10mm，方可进行封底工作。采用排水法封底，即用砼泵直接向沉井内灌筑商品砼。

（2）清理基坑底浮泥及其它杂物，刃脚部位要清洗干净。

（3）封底砼浇筑要对称均匀，分格浇筑，先四周后中间。封底结束后，向井内注水到一定高度，从封底至砼达到设计值时，且沉井能满足抗浮要求时，方可将井内水抽除进行底板砼浇筑。图4沉井封底示意图。

8、底板浇筑

（1）底板浇筑前先清除井内淤泥，凿除井内封底砼表面软弱层，残渣清出井外，并将表面清洗干净。

（2）对可能存在的渗漏处，严密封堵，避免渗水影响底板质量。

（3）底板与各墙板连接处表面预先凿毛，并先冲洗干净。

（4）浇筑底板同样采用商品砼，其浇筑顺序及方法与封底砼相同。

（5）底板钢筋制安时，应预留隔墙钢筋；待底板砼达到设计强度后，再进行隔墙钢筋绑扎及立模、浇筑。

施工过程中的质量控制：

①施工工序质量控制。按施工规范、标准进行质量的控制，每道工序完成后应进行检查，合格后并经监理工程师同意后方可进行下一工序的施工。

②模板拼装方法。模板采用定型小钢模竖向插花拼装，支模采用内支外拉法，内外模间用Φ14mm止水拉杆螺栓对拉，间距0.6MΧ0.6M~0.90M梅花形布置。

③竖向主筋焊接工艺措施。竖向主筋采用电渣埋弧焊接工艺，该工艺焊接的钢筋接头光滑饱满，且所有力学性抽检试件均高于手工电弧试件。

④水平施工缝的处理。沉井处于松软土质地段，对施工缝的处理要求高。施工采用6cm高，宽度为井壁厚度1/3的凸缝，在第二次浇筑时确保凿除施工缝位置的浮浆。

⑤沉井下沉控制。沉井采用八点以方向和坐标双控法控制沉井下沉，将东南西北（下方）四个主控点的下沉以时间和标高的坐标系绘制成下沉速率曲线，以此来指导控制沉井稳定均匀地下沉。在下沉时，全过程采取每一个小时测量下沉高程一次，并根据实地不定时的测量结果，分析沉井下沉偏差情况，采取相应纠偏措施。根据下沉速率曲线分析沉井最高下沉速度和平均下沉速度。

⑥沉井封底及底板施工。沉井清底主要采取人工和机械结合的方法，将井底清干净，保证达到封底要求。沉井封底采用50cm厚块石垫层。在沉井下沉到设计标高后，沉井底部出现局部管涌现象时，采用编织袋灌碎石、鹅卵石进行垫层铺填。

采用本发明直埋式雨污水泵站沉井工程施工方法，能保证沉井施工过程顺利，达到了小投入、高效果的要求，工程质量的各项指标均达到设计和规定的要求。能有效地指导工程施工，降低施工成本和难度，同时可减少对邻近建筑物、地下构筑物等障碍物的影响。适用于松软、不稳定、含水土层等复杂地基上直埋式泵站沉井的施工。

Claims (1)

1.定直埋式雨污水泵站沉井工程施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 定位放线：按设计总图和沉井平面布置要求，设置坐标控制点和高程控制点，用全站仪或经纬仪和水准仪进行定位放线，定出沉井中心轴线和基坑轮廓线以及水准点，作为沉井制作和下沉深度控制的依据；

(2) 基坑开挖；

(3) 刃脚支设：支设刃脚内模板、安装刃脚钢筋、支设刃脚外模板、浇筑刃脚混凝土；

(4) 沉井制作：支设井壁内模板、安装井壁钢筋、支设井壁外模板、浇筑井壁混凝土、养护、拆除模板脚手架；

(5) 沉井下沉：分组对称拆除沉井砖模或模板，采用挖掘抓斗机在沉井中间开始逐渐向四周挖土；当沉井下沉至中层时，开挖方式由中间逐渐向四周挖土改为先边后中的方式进行施工；当沉井下沉至岩面时，开挖顺序需先挖除岩层，再挖除软土，先挖两层后，形同锅底，沿沉井井壁每2～3米向刃脚方向逐层全面、对称均匀地削薄土层，每次削200～300mm，使沉井在自重作用下均匀垂直切土下沉，然后再重复上述程序；每次下沉深度不大于500mm；

(6) 沉井纠偏：沉井如发现偏斜，进行纠偏；

(7) 沉井封底：采用排水法封底，用砼泵直接向沉井内灌筑商品砼；

(8) 底板浇筑：先清除井内淤泥，凿除井内封底砼表面软弱层，残渣清出井外，并将表面清洗干净，用砼泵向沉井内灌筑商品砼。