粗格栅间及进水泵房施工方案

粗格栅间及进水泵房施工方案

一、工程概况

粗格栅间及进水泵房为沉井结构施工，其结构为“T”字形结构，平面尺寸约为19.3m×9.4m，高度为15.87m(含刃脚)，第一节高5米，第二节高7米，第三节高3.87米。井壁厚600～700mm，底板厚度650mm，刃脚高度2.5m。

原设计沉井采用不排水下沉，水下混凝土封底法施工；井体采用三次制作，三次下沉。经变更改为排水法下沉，沉井周围施工高压旋喷桩形成一道止水帷幕(详见高压旋喷桩布置图)；井体采用三次制作，一次下沉的施工方法(即先制作前两节，下沉到位后封底，稳定后再接高第三节井体)。

现场地质情况复杂，沉井与地层情况对照展开如下：

沉井基础高程

刃脚基础高程

溶洞

灰岩

中粗砂

粉质粘土

砂土

粉质粘土夹砂

卵砾中粗砂为承压水层，地下水深为 3.5~5.0m。在沉井刃脚底部，灰岩层顶部发现岩溶洞。溶洞平面位置如下图：

沉井结构与地下溶洞对应平面位置

二、施工流程

沉井采用排水方法下沉，施工流程如下：

施工放样→旋喷止水围幕→溶洞处理→大口井→基坑施工→基础加固→沉井的刃脚砖模的砌筑→第一节沉井制作→第二节沉井制作→沉井下沉→沉井封底→第三节沉井制作接高→沉井内的墙、板、梁、柱、梯施工→上部结构施工。

三、施工方案及工艺

1.施工放样

测量人员进入现场后及时将现状地面高程测定并绘制出纵、横断面高程图表。按建设单位提供的桩点放线，经监理工程师验收合格后方可开工，施工期间作好桩点保护工作。

2.旋喷桩止水围幕施工

由于沉井侧壁及基础主要为含水层，且厚度较大，该地下水与陆水河河水水力联系密切，水量大。必须在卵砾中粗砂层内，采取水平隔渗措施，辅以井点降沉井

溶洞

水，避免下沉时基坑内涌水量过大，带来安全及质量事故。

经多方研究，确定采用高压旋喷桩水平隔渗。进水管道处，喷浆范围控制在21m以下，以免影响进水管道的顶进施工。

旋喷桩布置

采用直径1200mm旋喷桩，间距800mm双排水平布置。桩长为18.5m~20m。布置如下图：

旋喷桩施工：

工艺流程

钻机就位调

整

钻

架

角

度

钻

孔

插

管

打

管

试

喷

高

压

喷

射

注

浆

喷

射

结

束

拔

管

器

械

清

洗

泥浆的排泄处理

沉

井

粗格栅间及进水泵房高压旋喷桩布置示意图

旋喷桩施工流程图

施工工艺

A、钻机就位

将钻机就位对准孔位中心，并作水平校正。喷射注浆管的允许倾斜度不得大于1%，钻机安放偏差≤1.5％。

B、钻孔

采用地质钻机钻孔。孔位偏差不得大于50mm。

C、插管

钻孔完毕后拔出岩芯管，并将二重喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力一般不超过1Mpa。

D、喷射注浆

由下至上进行喷射注浆。在桩底喷射1min后，再按预定的喷射压力、喷浆量进行提升喷浆。发生故障时停止作业。如发现浆液喷射不足影响桩体直径时，应进行复喷。

喷射时，技术人员注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并做好记录，绘制作业过程曲线。

当浆液初凝时间超过20h时，应及时停止使用该水泥浆(正常水灰比1：1，初凝时间为15h左右)。

E、注浆管提升

深层喷射先喷浆后旋转和提升，以防注浆管扭断；钻杆的旋转和提升必须连续不中断，注浆管分段提升的搭接长度不小于100mm。旋喷过程中，冒浆量应控制在注浆量的20%以下。对需要扩大加固范围或提高强度的，可采取复喷措施，即先喷一遍清水，再喷一遍或两遍水泥浆。

F、冲洗

完工后迅速拔出注浆管，并用清水将管路冲洗干净。

G、移动机具

移动钻机进行下一根桩的施工。

3.溶洞处理

根据《赤壁市污水处理厂一期工程岩土工程详细勘查报告》、《赤壁市污水处

理厂厂内粗隔栅间及进水泵房岩土工程勘查报告补充说明》及《赤壁市污水处理厂厂内粗隔栅及进水厂房建址区岩溶物探勘察报告》显示在沉井范围内，地下17m~18m 处灰岩层内存在4个大小不一的溶洞，其中最大溶洞约为3m ×5×3.1m ，最小溶洞约为2m ×2m ×2m 。沉井刃脚底距溶洞距离约为80cm~150cm 不等。具体详见地质断面图及平面图。如下：

沉井地质断面图

沉井基础高程 刃脚基础高程

溶洞 灰岩

中粗砂

粉质粘土 砂土

粉质粘土夹砂

沉井

溶洞

沉井结构与地下溶洞对应平面位置

根据上图显示，沉井结构基础下持力层为卵砾中粗砂，持力层有效厚度为80cm~150cm，沉井结构刃脚踏面下存在的4个溶洞必须进行填充加固处理。由于现场地形情况较为复杂，经研究，采用钻孔后用C15混凝土灌实溶洞的处理方案。

4.施工降水、排水

采用大口井降水的方法降低地下水位，沉井按示意图标注的井位打井，大口井直径均为600毫米，沉井内设置大口井四眼、井外设置大口井六眼，井深18米，井内一眼为观测井。施工期间保持抽水不间断，观测井水位控制在高程15.4米以下。观测井设置在没有隔墙和地梁的位置。选用20米扬程的潜水泵抽水，集中一眼井内排出，为减小水泵抽水扬程，出水软管从沉井预留孔穿过。

5.基坑施工

沉井基坑为明开式，视观测井水位降至高程25.00米以下，再进行基坑的开挖工序。开挖前做好机械、车辆、卸地等一切准备工作。

选用日立1m3挖掘机，1：1放坡开挖。挖坑由南向北方向开挖，机械挖坑时底部留有200毫米土方由人工边修坡边清挖。挖出的土方全部装车外运，不可堆放在沉井基坑周围，以免发生塌方。人工清底整平后基坑底标高为26.0m(即从原地面向下降土4米)。

刃脚外侧面至基坑底边的距离取1.5米，以能满足施工人员绑扎钢筋及树立外模板为原则。

开挖好的基坑内，应做好排水工作，并应防止被雨水淹没，基坑边坡用水泥砂浆罩面，防止边坡被雨水冲蚀。在清除浮土后，应立即进行砂垫层的铺填工作。基坑四周挖排水沟，四角设置集水井，集水井的深度，较砂垫层的底面深30～50cm为宜，以防坑底的土层破坏或隆起。

6.基础加固

依据《赤壁市污水处理厂一期工程岩土工程详细勘查报告》，拟建区域天然地基承载力基本值为9～11吨/平方米。前两节沉井自重为1427.3吨，沉井刃脚踏面面积为19.55平方米，平均每一平方米承载73吨，由此可见沉井在下沉之前处在不稳定状态，为防止沉井在浇注过程中产生不均匀沉陷，必须对沉井重力作用面进行地基加固处理和加大踏面面积。