一种大体积泵站沉井施工方法

文档序号:1885533 发布日期:2021-11-26 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 一种大体积泵站沉井施工方法 (Open caisson construction method for large-volume pump station ) 是由 张显杨 郭浩 金玲玲 金华 于 2021-09-08 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种大体积泵站沉井施工方法,涉及沉井施工技术领域。该大体积泵站沉井施工方法主要包括如下施工步骤:定位放线→井点降水→挖刃脚土方→换填砂垫层→垫层施工→制作刃脚→绑扎钢筋、加止水钢板→立模→浇筑混凝土→绑扎井壁钢筋→固定预留口→接头处止水钢板焊接→立模→浇筑井壁混凝土→绑扎井壁钢筋→接头处止水钢板焊接→立模→浇筑井壁混凝土→养生→模板拆除→沉井内挖土→沉井下沉→浇封底混凝土→绑扎底板钢筋→底板浇筑→养生→调坡层浇筑、泵基座浇筑→检修平台施工→顶板施工。该大体积泵站沉井施工方法通过刃脚结构上施工结构以及施工工艺的改进,可以有效降低大体积泵站基础建设难度。(The invention discloses a large-volume pump station open caisson construction method, and relates to the technical field of open caisson construction. The open caisson construction method of the large-volume pump station mainly comprises the following construction steps: positioning and paying-off → well point dewatering → cutting edge earthwork → sand changing and filling cushion layer → cushion layer construction → cutting edge manufacturing → binding reinforcing steel bar, water stop steel plate adding → vertical mold → pouring concrete → binding well wall reinforcing steel bar → fixed reserved opening → water stop steel plate welding at joint → vertical mold → pouring well wall concrete → binding well wall reinforcing steel bar → water stop steel plate welding at joint → vertical mold → pouring well wall concrete → curing → template dismantling → soil in the open caisson → open caisson sinking → pouring bottom sealing concrete → binding bottom plate reinforcing steel bar → bottom plate pouring → curing → slope layer pouring, pump foundation pouring → maintenance platform construction → roof construction. According to the open caisson construction method of the large-volume pump station, the foundation construction difficulty of the large-volume pump station can be effectively reduced through the improvement of the construction structure and the construction process on the blade foot structure.)

一种大体积泵站沉井施工方法

技术领域

本发明涉及沉井施工技术领域,具体为一种大体积泵站沉井施工方法。

背景技术

随着城市雨污水管网的建设发展,雨污水泵站施工规模越来越大,大体积泵站基础建设难度增大,泵站基础施工采用沉井基础形式安全可靠,因此,发明了一种大体积泵站沉井施工方法。

于是,本申请人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验,针对现有的结构及缺失予以研究改良,提供一种大体积泵站沉井施工方法,以期达到更具有实用价值性的目的。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种大体积泵站沉井施工方法。解决了大体积泵站基础建设难度增大的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种大体积泵站沉井施工方法,包括如下步骤:

S1:制作沉井结构;

S2:在沉井结构第一节制作后,将沉井结构中心和轴线的控制点引到结构的底梁和井壁上,同时在沉井结构的四角布置沉降观测点,沉井沉井上部结构制作可运用井体的控制点进行测放结构的平面尺寸和控制井体制作的垂直度;

S3:基坑刃脚铺设垫层,并在其上部浇筑混凝土垫层;

S4:在混凝土垫层上铺设砂垫层;

S5:第一层砂垫层铺设后,在砂垫层上沿四周刃脚设置集水井,并接真空泵,施工期间应连续抽水,防止砂垫层浸泡在水中;

S6:模板施工;

S7:内外模的稳定采取竖向和横向分节支设,对拉螺杆加固可根据情况做调整,但不超过80cm。每根对拉螺杆设置一道止水钢片,沉井下沉前割除外侧对拉螺杆并用水泥砂浆抹平,减小沉井下沉阻力;模板施工时,应根据结构轴线,弹出模板尺寸线,要求做到尺寸准确,拼缝严密;

S8:混凝土浇筑前所有预留洞口的套环内用十字交叉钢管撑起,拆除模板后随即拆除钢管,并用水泥砂浆砌砖添实洞口;

S9:拆除预留孔洞内的模板,拆模时应避免振动和碰伤孔壁,应能保证混凝土表面不发生塌陷和裂缝;

S10:施工缝处理;

S11:在沉井上、下节井壁间施工缝可设置止水钢板,分节两层混凝土钢板分别埋深15cm,钢板接头严格按焊接要求焊接牢固密实,施工缝凿毛,并用水冲清,充分湿润,不得有积水,沉井接高前,施工缝进行凿毛冲洗干净,使骨料外露,并用同标号水泥砂浆接浆,厚度1-2cm;

S12:混凝土浇筑,开始浇筑时,为了保证导管底部立即被砼堆包围埋住,坍落度可适当减少,导管插入砼内深度一般控制在1m以上,当漏斗已达到最大高度不能再提升时,可拆卸上部的短管,以缩短导管的长度,为此,当导管内的砼下降到预备拆卸的管节下口时,迅速降低导管,使砼停止从导管内流出,然后进行拆除工作;

浇筑临近结束,可采用流动性较大的砼,并适当增加导管埋在砼内的深度。砼表面标高已达到设计标高,并多浇筑10-20cm。在水下砼浇筑过程中,应经常不断测量水下砼面的上升情况,以及扩散半径和施工进度,并根据测量资料控制导管的埋入深度。

S13:井点降水;

S14:埋设护口管,护口管底口应插入原状土层中,管外应用粘性土填实封严,防止施工时管外返浆,护口管上部应高出地面30cm-50cm;安装钻机:机台应安装稳固水平,大钩对准孔中心,大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线;钻进开孔时吊紧大钩钢丝绳,轻压慢转,钻进过程中要确保钻机的水平,以保证钻孔的垂直度小于1%,成孔施工采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆比重控制在1.15~1.20,当提升钻具或停工时,孔内必须压满泥浆,以防止孔壁坍塌;

S15:清孔换浆:为了保证成孔中在含水层部位不形成过厚的泥皮,当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆,钻进至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底50cm,进行冲孔,清除孔内杂物,同时将孔内的泥浆密度逐步调至接近1.05,孔底沉淤小于30cm,返出的泥浆内不含泥块为止;

S16:下井管:井管可选用无砂混凝土管,下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器或找中器,以保证滤水管能居中,下井管过程应连续进行;填砾:填砾前应用测绳测量井管内外的深度,两者的深度值均不能浅于沉淀管的深度以上50cm,填砾过程中应随填随测砾料的高度;

S17:洗井:清除井壁上的泥皮,并把深入到含水层中的泥浆清洗干净,恢复含水层的孔隙;洗井应在下完井管、填好滤料后立即进行;

S18:沉井从下沉开始到下沉结束,分为初沉、中沉、终沉三个阶段;

S19:初沉时井的下沉系数大、重心高、稳定性差,因此取土要均匀、对称,取土时,先取中部土,后取周边土,井内要将土体取成深0.5~1.0m的浅锅底,然后再取周围的土体,刃脚下的土始终高于中间的土面,在该阶段控制点的高差容易偏大,应及时纠偏,对高处多取土,对低处少取土,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,逐步过渡到垂直方向。初沉阶段测量要求每隔30分钟测一次,平面位移每2小时测一次,当测量报单反映沉井偏差超限时,应及时调整取土部位,但要控制好井内的取土深度,一般取土底面高差不宜大于50cm,当测量报单四角高差较好时,则对称取土继续保持正常状态下沉,但要限制挖土锅底的深度不宜超过1.0m,以防沉井发生突沉事故,应做到勤取、勤测、勤纠、取土均匀,控制好高差,确保沉井在初沉阶段能够进入正确的平面位置;

S20:初沉阶段末期,由于沉井下沉已形成一定的土塞,侧向阻力较大,纠偏因难,四角控制点的高差大10cm,即要求纠偏,纠偏时井内挖土高差小于1m为宜,不得过大,刃脚下的土塞一定要控制好,特别是外侧井壁刃脚下土塞必须控制好,该土体被破易产生涌土,所以挖靠井壁时,锅底位置应控制好,稳定好井壁外圈的土体,同时对井壁外圈流失的土体应及时回填好;

S21:沉井下沉离设计标高2m左右时就进入到终沉阶段,这时要严格控制井内土体高差,以防止井内土过多挖除,导致井的突沉和超沉,取土锅底形状由“凹”面逐步过度到“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布置挖土范围,基本以纠偏为主,测标下沉趋势和自沉惯量,测量30分钟一次,高差控制10cm以内,随着沉井继续下沉,可采用大石块抛填刃脚下,并逐渐形成挤土下沉,待沉井离设计标高50cm时需停止取并观察6小时,一般以每小时1cm左右的速度将沉井慢慢进入设计标高,确保沉井平稳,沉井进入设计标高后需继续观察,待沉井全部稳定,以8小时内沉井下沉不大于1cm,即可进行沉井封底;

S22:封底准备:导管上部应用2-3节长度为1m左右短管组成,导管提升后便于拆卸,其余部分导管为减少接头漏水现象,可用长导管组成,其最下部一节底端不应带有法兰盘,以免破坏水下砼和管端部的防水效果,导管内壁表面应力求光滑,误差应小于±2mm,导管应有足够抗拉强度,能承受导管自重和盛满砼后的总重量,拼接后试验拉力不小于上述总量2倍;

S23:清基:沉井在下沉距设计标高2m时,结合封底土塞高度,确保砼封底厚度,并用空气吸泥机清除井内锅底浮泥,并将井墙、底梁等与封底砼接触处冲洗干净。

优选的,所述S5中砂垫层的厚度、回填高度及承载力要求通过计算确定。

优选的,所述刃脚支设可采用砖垫座,混凝土垫层上部支设刃脚模板,刃脚与砖垫座间抹水泥砂浆,干铺油毡一层,然后即可绑扎钢筋,浇筑混凝土。

优选的,所述S6施工时应单面挂线,随着浇筑混凝土的增高要随时用靠尺校正平整度、垂直度:检查模板根部与控制线的关系是否为符合要求,控制线一般距墙边线30cm至50cm;用钢筋或木方把线坠挑出,使线坠垂点至控制线;用盒尺量取模板上口及中间至垂线的距离,距离等于下部距离则模板垂直。

优选的,所述刃脚砖砌胎模待砂垫层上素砼垫层达到一定强度后,根据井位在垫层上精确测放沉井平面位置,砌砖时应用低标号水泥砂浆,并确保刃脚斜面平整,用石灰和少量水泥拌和物粉刷砖砌胎模,砖砌胎模应预留沉井井壁模板拉杆螺丝的孔位。

优选的,所述结构混凝土浇筑以轴线中心或底梁中心开始向四周扩散,最后浇筑井壁;在钢筋密集区泵管无法伸下的位置,可采用面层钢筋先移位,让泵管伸下,待混凝土面上升一定高度后再恢复;混凝土布料要求合理分配、均匀、对称,防止在浇捣过程中产生冷缝。

优选的,所述混凝土浇筑采用分层法施工,每层厚度不大于50cm,上、下层混凝土要呈阶梯形,并保证上、下层混凝土浇捣时间间隔不大于混凝土的初凝时间;振捣混凝土时,应注意控制振捣棒的插入时间和插入位置的间距,要快插慢拔,均匀排列,在振捣上层混凝土时应插入下层15cm左右,以消除二层之间的接缝。

优选的,所述在浇捣结构混凝土时应在井壁上布置沉降观察点,在浇捣过程中和养护期间进行观测,及时掌握沉井下沉量和倾斜量。

优选的,所述沉井刃脚边一般应保留lm宽左右的土堤,使沉井刃脚处挤土下沉,以减少对井周土体的扰动程度,只有当沉井中部土体全部冲除而还不下沉时或纠偏时才可适当冲除刃脚处土体,但严禁掏刷刃脚踏面外侧土体。

优选的,所述S12中漏斗先盛满坍落度较大的砼,然后将球塞慢慢下放一段距离。浇筑时割屡绳索或粗铁丝,同时迅速不断向漏斗内灌入混凝土,此时导管内和球塞,空气和水受混凝土重力挤压由管底排出,砼在管底周围堆成圆锥状,半导管下端埋入砼内。

附图说明

图1为本沉井施工工艺流程图;

图2为垫层及刃脚结构示意图;

图3为沉井立模示意图。

图中:1、素混凝土垫层;2、砂垫层;3、井壁;4、刃脚;5、对拉螺杆;6、模板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3,一种大体积泵站沉井施工方法的具体实施步骤如下:

在沉井结构第一节制作后,将结构中心和轴线的控制点引到结构的底梁和井壁上,同时在结构的四角布置沉降观测点,沉井上部结构制作可运用井体的控制点进行测放结构的平面尺寸和控制井体制作的垂直度。

为防止沉井不均匀下沉而引起井身裂缝、变形等问题,基坑刃脚铺设垫层,并在其上部浇筑混凝土垫层;为防止地下水及雨水对砂垫层质量产生影响,第一层砂垫层铺设后,在砂垫层上沿四周刃脚设置集水井,并接真空泵,施工期间应连续抽水,防止砂垫层浸泡在水中;垫层厚度、回填高度及承载力要求通过计算确定。

刃脚支设可采用砖垫座,混凝土垫层上部支设刃脚模板,刃脚与砖垫座间抹水泥砂浆,干铺油毡一层,然后即可绑扎钢筋,浇筑混凝土。

模板施工工艺流程:测量放线→刃脚内侧模板支护→脚手架搭设→钢筋绑扎→模板安装、加固→复核梁模尺寸、位置→混凝土浇筑→养生→第二段钢筋绑扎→螺杆就位→内模就位→固定内模→外模就位→固定外模→复核梁模尺寸、位置→混凝土浇筑→养生→第三段重复第二层工序。

内外模的稳定采取竖向和横向分节支设,对拉螺杆加固可根据情况做调整,但不超过80cm。每根对拉螺杆设置一道止水钢片,沉井下沉前割除外侧对拉螺杆并用水泥砂浆抹平,减小沉井下沉阻力;模板施工时,应根据结构轴线,弹出模板尺寸线,要求做到尺寸准确,拼缝严密。

为防止预留洞口变形,混凝土浇筑前所有预留洞口的套环内用十字交叉钢管撑起,拆除模板后随即拆除钢管,并用水泥砂浆砌砖添实洞口。

施工时应单面挂线,随着浇筑混凝土的增高要随时用靠尺校正平整度、垂直度:检查模板根部与控制线的关系是否为符合要求,控制线一般距墙边线30cm至50cm;用钢筋或木方把线坠挑出,使线坠垂点至控制线;用盒尺量取模板上口及中间至垂线的距离,距离等于下部距离则模板垂直。

预留孔洞内模板的拆除,应能保证混凝土表面不发生塌陷和裂缝,拆模时应避免振动和碰伤孔壁。

刃脚砖砌胎模待砂垫层上素砼垫层达到一定强度后,根据井位在垫层上精确测放沉井平面位置,砌砖时应用低标号水泥砂浆,并确保刃脚斜面平整,用石灰和少量水泥拌和物粉刷砖砌胎模,砖砌胎模应预留沉井井壁模板拉杆螺丝的孔位。

结构混凝土浇筑以轴线中心或底梁中心开始向四周扩散,最后浇筑井壁。在钢筋密集区泵管无法伸下的位置,可采用面层钢筋先移位,让泵管伸下,待混凝土面上升一定高度后再恢复。混凝土布料要求合理分配、均匀、对称,防止在浇捣过程中产生冷缝。

施工缝处理,在沉井上、下节井壁间施工缝可设置止水钢板,分节两层混凝土钢板分别埋深15cm,钢板接头严格按焊接要求焊接牢固密实。施工缝凿毛,并用水冲清,充分湿润,不得有积水,沉井接高前,施工缝进行凿毛冲洗干净,使骨料外露。并用同标号水泥砂浆接浆,厚度1-2cm。

混凝土浇筑采用分层法施工,每层厚度不大于50cm,上、下层混凝土要呈阶梯形,并保证上、下层混凝土浇捣时间间隔不大于混凝土的初凝时间;振捣混凝土时,应注意控制振捣棒的插入时间和插入位置的间距,要快插慢拔,均匀排列。在振捣上层混凝土时应插入下层15cm左右,以消除二层之间的接缝。

在浇捣结构混凝土时应在井壁上布置沉降观察点,在浇捣过程中和养护期间进行观测,及时掌握沉井下沉量和倾斜量。

井点降水:井点测量定位→挖井口、安护筒→钻机安装、就位→钻孔成孔→底砾垫层→吊放井管→井管与孔壁间的砾石过滤层→洗井→井管内下设水泵、安装抽水控制电路→试抽水→降水井正常工作→降水完毕封井。

埋设护口管:护口管底口应插入原状土层中,管外应用粘性土填实封严,防止施工时管外返浆,护口管上部应高出地面30cm-50cm;安装钻机:机台应安装稳固水平,大钩对准孔中心,大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线;钻进开孔时吊紧大钩钢丝绳,轻压慢转,钻进过程中要确保钻机的水平,以保证钻孔的垂直度(小于1%),成孔施工采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆比重控制在1.15~1.20,当提升钻具或停工时,孔内必须压满泥浆,以防止孔壁坍塌。

清孔换浆:为了保证成孔中在含水层部位不形成过厚的泥皮,当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆。钻进至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底50cm,进行冲孔,清除孔内杂物,同时将孔内的泥浆密度逐步调至接近1.05,孔底沉淤小于30cm,返出的泥浆内不含泥块为止。

下井管:井管可选用无砂混凝土管,下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器(找中器),以保证滤水管能居中。下井管过程应连续进行;填砾:填砾前应用测绳测量井管内外的深度,两者的深度值均不能浅于沉淀管的深度以上50cm,填砾过程中应随填随测砾料的高度。

洗井:清除井壁上的泥皮,并把深入到含水层中的泥浆清洗干净,恢复含水层的孔隙;洗井应在下完井管、填好滤料后立即进行;

沉井从下沉开始到下沉结束,分为初沉、中沉、终沉三个阶段。

初沉时井的下沉系数大、重心高、稳定性差,因此取土要均匀、对称。取土时,先取中部土,后取周边土,井内要将土体取成深0.5~1.0m的浅锅底,然后再取周围的土体,刃脚下的土始终高于中间的土面。在该阶段控制点的高差容易偏大,应及时纠偏,对高处多取土,对低处少取土,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,逐步过渡到垂直方向。初沉阶段测量要求每隔30分钟测一次,平面位移每2小时测一次,当测量报单反映沉井偏差超限时,应及时调整取土部位。但要控制好井内的取土深度,一般取土底面高差不宜大于50cm,当测量报单四角高差较好时,则对称取土继续保持正常状态下沉,但要限制挖土锅底的深度不宜超过1.0m,以防沉井发生突沉事故,应做到勤取、勤测、勤纠、取土均匀,控制好高差,确保沉井在初沉阶段能够进入正确的平面位置。

初沉阶段末期,由于沉井下沉已形成一定的土塞,侧向阻力较大,纠偏因难,四角控制点的高差大10cm,即要求纠偏。纠偏时井内挖土高差小于1m为宜,不得过大。刃脚下的土塞一定要控制好,特别是外侧井壁刃脚下土塞必须控制好,该土体被破易产生涌土,所以挖靠井壁时,锅底位置应控制好,稳定好井壁外圈的土体,同时对井壁外圈流失的土体应及时回填好。

沉井下沉离设计标高2m左右时就进入到终沉阶段,这时要严格控制井内土体高差。以防止井内土过多挖除,导致井的突沉和超沉。取土锅底形状由“凹”面逐步过度到“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布置挖土范围,基本以纠偏为主。测标下沉趋势和自沉惯量,测量30分钟一次,高差控制10cm以内,随着沉井继续下沉,可采用大石块抛填刃脚下,并逐渐形成挤土下沉。待沉井离设计标高50cm时需停止取并观察6小时,一般以每小时1cm左右的速度将沉井慢慢进入设计标高,确保沉井平稳。沉井进入设计标高后需继续观察,待沉井全部稳定,以8小时内沉井下沉不大于1cm,即可进行沉井封底。

沉井刃脚边一般应保留lm宽左右的土堤,使沉井刃脚处挤土下沉,以减少对井周土体的扰动程度。只有当沉井中部土体全部冲除而还不下沉时或纠偏时才可适当冲除刃脚处土体,但严禁掏刷刃脚踏面外侧土体。

封底准备:导管上部应用2-3节长度为1m左右短管组成,导管提升后便于拆卸,其余部分导管为减少接头漏水现象,可用长导管组成,其最下部一节底端不应带有法兰盘,以免破坏水下砼和管端部的防水效果,导管内壁表面应力求光滑,误差应小于±2mm,导管应有足够抗拉强度,能承受导管自重和盛满砼后的总重量,拼接后试验拉力不小于上述总量2倍。

清基:沉井在下沉距设计标高2m时,结合封底土塞高度,确保砼封底厚度,并用空气吸泥机清除井内锅底浮泥,并将井墙、底梁等与封底砼接触处冲洗干净。

当降水效果不佳时采用水下封底,施工时导管底距井底土面30-40cm,在导管顶部布置3m3左右的漏斗以确保浇筑进的下料需要。在漏斗的颈部安放球塞,并用绳索或粗铁丝系牢。球塞安放时球塞中心应在水面以上,在球塞上部先铺一层稠水泥砂浆,使球塞润滑后,再浇砼。

漏斗先盛满坍落度较大的砼,然后将球塞慢慢下放一段距离。浇筑时割屡绳索或粗铁丝,同时迅速不断向漏斗内灌入混凝土,此时导管内和球塞,空气和水受混凝土重力挤压由管底排出,砼在管底周围堆成圆锥状,半导管下端埋入砼内。

开始浇筑时,为了保证导管底部立即被砼堆包围埋住,坍落度可适当减少。导管插入砼内深度一般控制在1m以上为宜,当漏斗已达到最大高度不能再提升时,可拆卸上部的短管,以缩短导管的长度。为此,当导管内的砼下降到预备拆卸的管节下口时,迅速降低导管,使砼停止从导管内流出,然后进行拆除工作。

浇筑临近结束,可采用流动性较大的砼,并适当增加导管埋在砼内的深度。砼表面标高已达到设计标高,并多浇筑10-20cm。在水下砼浇筑过程中,应经常不断测量水下砼面的上升情况,以及扩散半径和施工进度,并根据测量资料控制导管的埋入深度。

沉井砼底板达到设计强度后,停止抽水,集水井应用素砼填满,然后带螺栓孔的钢盖板和橡皮垫圈盖好,拧紧与法兰盘上的所有螺栓,集水井的上口标高,应比钢筋砼底板顶面标高低20-30cm,待底板完成后再用素砼找平。

沉井的制作高度不宜使重心离地太高,以不超过沉井短边或直径的长度为宜。

刃脚高差控制:下沉前将沉井刃脚标高引到沉井上部稳固的地方,下沉时根据高差的大小控制取土顺序和深度,以此来达到对刃脚高差的控制

为了确保工程结构的测量定位工作的精度,测量采用全站仪和水准仪进行测量放样与复核。沉井结构将根据设计坐标放样,定出刃脚、底梁中心线,依据中心线放样定出井壁边线,用墨线弹出。校核每仓的结构尺寸及对角线尺寸是否符合要求,确定无误后进行下一道工序施工。在沉井结构第一节制作后,将结构中心和轴线的控制点引到结构的底梁和井壁上,同时在结构的四角布置沉降观测点,沉井上部结构制作可运用井体的控制点进行测放结构的平面尺寸和控制井体制作的垂直度。

井点降水施工:1、测放井位:降水井均匀分布到沉井四周,井口高出地面。如果现场施工过程中遇到障碍或受到施工条件的影响现场可做适当调整。2、埋设护口管:护口管底口应插入原状土层中,管外应用粘性土填实封严,防止施工时管外返浆,护口管上部应高出地面30cm~50cm。3、安装钻机:机台应安装稳固水平,大钩对准孔中心,大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线。4、钻进成孔:做好钻探施工描述记录,确保滤水管的安放位置能够有效的进水。钻进开孔时吊紧大钩钢丝绳,轻压慢转,钻进过程中要确保钻机的水平,以保证钻孔的垂直度,成孔施工采用孔内自然造浆,当提升钻具或停工时,孔内必须压满泥浆,以防止孔壁坍塌。5、清孔换浆:下井管前的清孔换浆工作是保证成井质量的关键工序,为了保证成孔中在含水层部位不形成过厚的泥皮,当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆。钻进至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底50cm,进行冲孔,清除孔内杂物,孔底沉淤小于30cm,返出的泥浆内不含泥块为止。第一次清孔换浆是成井质量得以保证的关键,它将直接影响成井质量,因此施工时清孔换浆工作没有达到规定的要求绝不允许进入下一道工序的施工。6、下井管:下管前必须测量孔深,孔深符合设计要求后,开始下井管,下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器,以保证滤水管能居中。下井管过程应连续进行,不得中途停止,如因机械故障等原因造成孔内坍塌或沉淀过厚,应将井管重新拔出,扫孔、清孔后重新下入,严禁将井管强行插入坍塌孔底。7、填砾:填砾前应用测绳测量井管内外的深度,两者的深度值均不能浅于沉淀管的深度以上50cm。填砾过程中应随填随测砾料的高度。填砾工序也应连续进行,不得中途终止,直至砾料下入预定位置为止。8、洗井:清除井壁上的泥皮,并把深入到含水层中的泥浆清洗干净,恢复含水层的孔隙;洗井应在下完井管、填好滤料后立即进行,一气呵成,以免时间过长,护壁泥皮逐渐老化,难以破坏,影响渗水效果。绝不允许搁置时间过长或完成钻探后集中洗井。9、安泵试抽:成井施工结束后,应及时下入潜水泵,铺设排水管道、电缆等,抽水与排水系统安装完毕,即可开始试抽水。10、排水:洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明沟内,通过排水沟将水排入场外预设的排水沟渠中,场地四周的排水管道应定时清理,确保排水系统的畅通。

基坑开挖结束后,经验收合格,及时铺筑砂石垫层,为了保证砂垫层质量,砂垫层采用中粗砂,分层铺筑,用平板振动器振实。

在模板拼装前,先搭脚手架,支架底铺设垫板,支架邻边与井壁的最大距离为40cm,另外剪刀撑加强,以保证支架稳定,保证拼缝严密,不漏浆,实时控制模板垂直度及平整度。立模前,必须复核井壁、框架梁的结构边线尺寸,复核结构各部位的相对位置,符合要求后立模。

应将沉井分成若干段,同时对称均匀分层浇灌,以免造成地基不均匀下沉或产生倾斜,混凝土应一次连续浇灌完成,第一节混凝土达到80%设计强度方可浇筑第二节。

沉井从下沉开始到下沉结束,分为初沉、中沉、终沉三个阶段,下沉施工应按“先中后边、分层对称破土、先高后低、及时纠偏”的原则进行操作,沉井刃脚边一般应保留1m宽左右的土堤,使沉井刃脚处挤土下沉,以减少对井周土体的扰动程度。只有当沉井中部土体全部冲除而还不下沉时或纠偏时才可适当冲除刃脚处土体,但严禁掏刷刃脚踏面外侧土体,沉井过程中采用机械配合人工的出土方式,挖掘机在较为空旷的地方作业,边角处采用人工开挖,出土利用汽车吊和卷扬机将渣土运送至地面。

封底:导管底距井底土面30-40cm,在导管顶部布置3m3左右的漏斗以确保浇筑进的下料需要。在漏斗的颈部安放球塞,并用绳索或粗铁丝系牢。球塞安放时球塞中心应在水面以上,在球塞上部先铺一层稠水泥砂浆,使球塞润滑后,再浇砼。漏斗先盛满坍落度较大的砼,然后将球塞慢慢下放一段距离。浇筑时割屡绳索或粗铁丝,同时迅速不断向漏斗内灌入混凝土,此时导管内和球塞,空气和水受混凝土重力挤压由管底排出,砼在管底周围堆成圆锥状,半导管下端埋入砼内。在开始浇筑时,为了保证导管底部立即被砼堆包围埋住,坍落度可适当减少。在水下砼浇筑过程中,导管的提升也是一处关键问题,做到慢提快落,导管插入砼内深度一般控制在1m以上为宜,当漏斗已达到最大高度不能再提升时,可拆卸上部的短管,以缩短导管的长度。为此,当导管内的砼下降到预备拆卸的管节下口时,迅速降低导管,使砼停止从导管内流出,然后进行拆除工作。等漏斗内继续装漏砼后,方可将导管提高恢复浇筑工作。在浇筑工作快要结束时,可采用流动性较大的砼,便不应改变水灰比,并适当增加导管埋在砼内的深度。砼表面标高已达到设计标高,并多浇筑10-20cm,然后将导管从砼内拔出,并冲洗干净。在水下砼浇筑过程中,应经常不断测量水下砼面的上升情况,以及扩散半径和施工进度,并根据测量资料控制导管的埋入深度

底板:待封底混凝土达到设计强度后,方可抽水。底板施工前对封底混凝土与底板接触面上浮灰及底板槽口清洗干净,然后按设计要求进行钢筋绑扎施工,对预埋接驳器进行清理和底板预留插筋整形、扳直、焊接、绑扎等。钢筋在绑扎时,保证刃脚钢筋与底板钢筋的连接、上下两层钢筋的间距,并将刃脚混凝土的表面凿毛露出石子,便于刃脚混凝土与底板混凝土的结合。待底板钢筋工程经验收合格后,进行底板浇筑,底板混凝土浇捣完成后及时养护,确保其表面不露白,并应防止阳光及温差的剧烈变化,以免底板出现收缩裂缝,影响沉井的施工质量和使用功能

其中井点降水工艺具体如下:

A、测放井位:降水井均匀分布到沉井四周,距离井外壁8米。井口高出地面。如果现场施工过程中遇到障碍(如桩位等)或受到施工条件的影响现场可做适当调整。

B、埋设护口管:护口管底口应插入原状土层中,管外应用粘性土填实封严,防止施工时管外返浆,护口管上部应高出地面0.30m~0.50m。

C、安装钻机:机台应安装稳固水平,大钩对准孔中心,大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线。

D、钻进成孔:降水井开孔孔径为φ400mm,一径到底。做好钻探施工描述记录,在钻进过程中,如发现实际地质情况与勘察时提供的资料不一致时需及时通知设计人员,并对井的结构进行及时调整,确保滤水管的安放位置能够有效的进水。钻进开孔时吊紧大钩钢丝绳,轻压慢转,钻进过程中要确保钻机的水平,以保证钻孔的垂直度(小于1%),成孔施工采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆比重控制在1.15~1.20,当提升钻具或停工时,孔内必须压满泥浆,以防止孔壁坍塌。

E、清孔换浆:下井管前的清孔换浆工作是保证成井质量的关键工序,为了保证成孔中在含水层部位不形成过厚的泥皮,当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆。钻进至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m,进行冲孔,清除孔内杂物,同时将孔内的泥浆密度逐步调至接近1.05,孔底沉淤小于30cm,返出的泥浆内不含泥块为止。第一次清孔换浆是成井质量得以保证的关键,它将直接影响成井质量,因此施工时清孔换浆工作没有达到规定的要求绝不允许进入下一道工序的施工。

F、下井管:井管为φ400mm无砂混凝土管,井管进场后,应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。下管前必须测量孔深,孔深符合设计要求后,开始下井管,下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器(找中器),以保证滤水管能居中。下井管过程应连续进行,不得中途停止,如因机械故障等原因造成孔内坍塌或沉淀过厚,应将井管重新拔出,扫孔、清孔后重新下入,严禁将井管强行插入坍塌孔底。

G、填砾:填砾前应用测绳测量井管内外的深度,两者的深度值均不能浅于沉淀管的深度以上50cm。填砾过程中应随填随测砾料的高度。填砾工序也应连续进行,不得中途终止,直至砾料下入预定位置为止。最终投入滤料量不应少于计算量的95%。

H、洗井:清除井壁上的泥皮,并把深入到含水层中的泥浆清洗干净,恢复含水层的孔隙;洗井应在下完井管、填好滤料后立即进行,一气呵成,以免时间过长,护壁泥皮逐渐老化,难以破坏,影响渗水效果。绝不允许搁置时间过长或完成钻探后集中洗井。

I、安泵试抽:成井施工结束后,应及时下入潜水泵,铺设排水管道、电缆等,抽水与排水系统安装完毕,即可开始试抽水。电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中损坏,因此,现场要在这些设备上进行标识。

J、排水:洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明沟(渠)内,通过排水沟(渠)将水排入场外预设的排水沟渠中,场地四周的排水管道应定时清理,确保排水系统的畅通。

降水井封堵

A、停泵

在封井前,按照封盖顺序依次对深井进行停泵。

B、深井回灌及微膨胀混凝土施工

钢管套施工完毕后,采用石子、中砂(砂石配合比采用3:7)对深井进行回灌,离底板以下1m范围内浇筑C20干拌混凝土,上部200mm采用C25砼浇注至井口,然后封闭井口。

C、安装法兰盖施工

①、对预埋钢板及螺栓进行除锈,用角磨机打磨至钢板面,刷聚氨酯防水涂料一遍。

②、根据管法兰盖板的大小和螺栓眼制作橡胶垫圈,橡胶垫圈厚度为5mm。③、将事先制作好的橡胶垫圈套入钢套管的螺栓上,再放入管法兰盖,用套筒扳手对称交错拧紧螺母(双螺母)。保证法兰盖板密封严密,不漏气。

D、微膨胀混凝土施工

①、在确认法兰盖板密封严密验收合格后,将钢套管内清理干净,盖板上部内浇筑C45P8微膨胀混凝土

其中模版施工工艺如下:

(1)工艺流程:测量放线→刃脚内侧模板支护→脚手架搭设→钢筋绑扎→模板安装、加固→复核梁模尺寸、位置→混凝土浇筑→养生→第二段钢筋绑扎→螺杆就位→内模就位→固定内模→外模就位→固定外模→复核梁模尺寸、位置→混凝土浇筑→养生→第三段重复第二层工序。

(2)所有模板和支撑钢管均采用人工运输到各施工点。

(3)模板施工时,应根据结构轴线,弹出模板尺寸线,要求做到尺寸准确,拼缝严密。

(4)为防止预留洞口变形,混凝土浇筑前所有预留洞口的套环内用十字交叉钢管(Φ48×2.7mm)撑起,拆除模板后随即拆除钢管,并用水泥砂浆砌砖添实洞口。

(5)模板的拆除方法按常规,一般情况下在浇捣混凝土后12小时后进行。

(6)拆下的模板、木楞、支撑钢管、扣件等按规格进行分类整理、维修和堆放,以便下次使用。

模板制作与加工

整个工程使用的模板均在木工加工场制作定型模板,统一编号后,涂刷隔离剂后运至现场拼装。模板加工前,应先对进场的材料进行检查验收,确认板材厚度一致,板面光滑平整,木方经压刨机双面压光,使其厚度一致;面板裁口顺直,并涂刷防水胶封口。

在模板加工过程中,模板长边方向木枋伸出模板一个模板厚度,背肋安装时统一与模板错开150mm,以便装配模板时上下接头错开搭接,提高装配精度,减少拼装缝隙。

根据翻样图进行切割拼装,不得使用脱胶、空鼓、边角不齐、板面翘曲、板面腹膜不全的板材,板材切割时使用裁板机弹线后一次切割成型,以便在安装时做到拼缝平整密靠。

模板安装

模板在加工场加工好后,按编号运至使用地点安装模板安装要注意以下几点:

(1)模板表面均应涂刷隔离剂,选用的隔离剂不影响结构外露表面的美观。

(2)模板表面必须平整清洁,几何尺寸要求准确,拼接严密,不得漏浆。所有拼缝均粘贴海绵条,使拼缝搭接处接口严密,防止漏浆。

(3)模板重复使用前,清除表面混凝土残渣,对损坏的模板进行修整、更换,并重新粘帖海绵条。

(4)对结构复杂安装难度大的模板工程,应做好翻样工作,绘制附有安装编号、尺寸及组装位置的示意图。

(5)安装的模板必须具有足够的强度、刚度和稳定性,保证结构外形尺寸所规定的精度和结构在空间位置上的准确性。

(6)固定在模板上的预埋件及预留孔洞均不得遗漏,视埋件大小采用多只M4螺栓固定在模板上,其它非模板面的埋件可用附加钢筋固定在主筋上或预埋型钢来固定预埋件,预埋件的位置、表面平整度、标高必须符合设计及规范的要求,并达到顺直、平整、规则、观感质量一流的要求。

(7)所有特殊形式的模板将根据设计尺寸制成固定式模板。

(8)预埋件安装

①、小型埋件安装:在结构施工中,埋设的小型埋件定位采用在埋件上连接两根φ12螺杆,穿过模板后用螺帽固定。

②、大型埋件安装:设备安装要求需安装大型的预埋铁件,采用大型辅助框架进行大型预埋铁件的安装定位。

③、预埋螺栓安装:预埋螺栓安装采用辅助定型钢架固定、螺栓微调工艺安装。

(9)模板支撑采用建筑用扣件钢管支撑体系。

(10)模板垂直度的控制措施

1)测量人员在结构上放出轴线及水平标高线,施工人员根据图纸、依据轴线弹好边线。

2)施工时应单面挂线,随着浇筑混凝土的增高要随时用靠尺校正平整度、垂直度。模板垂直度、平整度检查方法:

①、检查模板根部与控制线的关系是否为符合要求(控制线一般距墙边线300mm或500mm);

②、用钢筋或木方把线坠挑出,使线坠垂点至控制线;

③、用盒尺量取模板上口及中间至垂线的距离,距离等于下部距离则模板垂直;

模板拆除

(1)模板拆除时间应根据混凝土标号、浇筑顺序及受力情况确定,模板及支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求,当设计无具体要求时,应符合规范的规定,即:不承重的侧面模板,应在砼强度能保证其表面和棱角不因拆除模板而受损坏时,方可拆除;钢筋砼结构承重模板,在砼强度达到设计强度的75%以上,方可进行模板拆除;水下和水位变动区现场浇注的砼构件拆模时间应适当延长。

(2)预留孔洞内模板的拆除,应能保证混凝土表面不发生塌陷和裂缝,拆模时应避免振动和碰伤孔壁。

(3)已拆除模板及支架的结构,在混凝土强度符合要求后,方可承受全部使用荷载;当施工荷载所产生的效应比使用荷载更为不利时,必须经过核算,加设临时支撑。

(4)拆除后的模板及时清除粘结的灰浆、污垢,对变形和损坏的模板进行整形和修理,并进行保养,分类存放,注意养护,防止变形开裂,以提高模板使用次数。模板禁止不清理、维修和保养而继续使用。

3.6.6模板安装要求

(1)立模前,必须复核井壁、框架梁的结构边线尺寸,复核结构各部位的相对位置,符合要求后立模。

(2)刃脚砖砌胎模待砂垫层上素砼垫层达到一定强度后,根据设计井位在垫层上精确测放沉井平面位置(用墨斗弹出井壁及隔墙内外边线),进行砖胎模施工,砌砖时应用低标号水泥砂浆,并确保刃脚斜面平整,用石灰和少量水泥拌和物粉刷砖砌胎模,砖砌胎模应予留沉井井壁模板拉杆螺丝的孔位。

(3)架立模板

模板工程注意以下几点:

模板拼装按模板的翻样图施工,模板要由脚手架提供操作立模条件,预埋件及穿墙洞应在内模架立后完成,并应确保其位置、标高、轴线的正确。

模板采用15mm厚高强胶合板,在预留洞、井壁底板位置等特殊部位采用木模,拼装的木模其表面应进行刨光,拼缝严密平整,不漏浆,所有模板表面平整,符合规范要求。围檩立筋采用Φ48钢管,拉杆螺栓采用Φ16mm圆钢,中间设置止水片,周边焊接,拉杆螺丝设置水平间距35cm,垂直间距35~80cm不等。为防止浇砼时爆模应加强支撑及模板接缝处检查,所有拼缝及模板接缝处要逐个检查嵌牢,防止漏浆,模板架立好后请监理进行验收,验收重要是平面尺寸和断面尺寸,平整度,预埋件、穿墙洞等项目。

综上所述,该大体积泵站沉井施工方法通过刃脚结构上施工结构以及施工工艺的改进,可以有效降低大体积泵站基础建设难度。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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