沉管井现场施工组织设计

蓬朗一区污水管道工程

沉

管

井

专

项

施

工

方

案

编制人：

审核人：

审批人：

目录

第一章工程概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1

第二章施工总体安排。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5

第三章施工组织保证措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8

第四章沉管井施工工艺。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 第五章施工技术保证措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。27 第六章文明施工措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

28

第七章安全施工措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

29

第八章环境施工措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

40

第九章应急救援措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

42

第一章工程概况

一、编制依据

1、《市政排水管道成品与半成品的施工及验收规程》

《市政排水管道工程施工及验收规程》

《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50286-2008）

《市政排水管渠工程质量检验评定标准》

2、《工程测量规范》GB50026-93

3、与本工程相关的其他行业标准、规范、规程等

4、现场踏勘情况

我公司通过认真学习和本工程设计施工图，并实地踏勘勒施工现场，在分析了各种影响施工因素及本工程施工特点后，结合我公司以往施工实际经验，编制了本专项深基坑沉管方案。

5、地方规范、标准、图集

概况

1、工程简

介

本工程分别位于马塘路、大通路、洪湖路、环娄路。设计管径采用DN300、

DN400、DN500、DN600管，本工程按设计图纸采用《给水排水标准图集》、《埋

地塑料排水管道工程技术规程》及《给水排水管道工程施工及验收规范》施工。

其中∮2400钢筋砼沉管井共计11座，∮1650钢筋砼沉管井共计32座，∮1200

钢筋砼沉管井共计44座，∮2000钢筋砼沉管井共计6座，深度为3~7m。我施

工单位根据现场井位测量及结合图纸设计标高，采用三节沉管井拼装施工，确

保施工安全及施工质量。

2、工程特点、施工示意图

∮1650、∮2400、∮2000、∮1200沉管井：本工程采用∮2400 F型钢承

口式钢筋砼管，Ⅱ级管，壁厚0.24m，每节长度2m，∮1650沉管井采用∮1650F

型钢承口式钢筋砼管，Ⅱ级管，壁厚0.19m，每节长度2m，∮2000沉管井采用

∮2000F型钢承口式钢筋砼管，Ⅱ级管，壁厚0.2m，∮1200沉管井采用∮1200F

型钢承口式钢筋砼管，Ⅱ级管，壁厚0.16m，施工断面图（1）、施工平面示意

（2）如下：

沉管井施工剖面图(1)

堆土区距

离基坑

大于8米

根据昆山

地区的地下水位比较高得情况，我项目部计划在施工之前对沉管井进行降水再施工，对这个基坑周围封闭维护。

利用基坑外围农田

堆放土方，土方离

基坑距离大于8米

堆土区

堆土区沉管井井点降水施工平面示意图（2）

3、工程地质状况

简介

本工程的地质勘探单位为江苏省地质勘察院。有关沉管井的岩土工程勘察情况如下述：

1）地形地貌及地下水

（1）施工现场现为绿化带，地势较为平坦，孔口标高-2.7~4.1m 之间

（2）本地区地下水类型主要为孔隙潜水，接受大气降水补给，据区域性水文地质资料判断，场地地下水对混凝土结构具有微腐蚀性。场地稳定地下水埋深0.6~1.6米左右。

2）地层特征

与本工程沉管井、钢板桩控制井相关得各土层的特征见下表所示：

3）、地基土的物理力学性质指标

勘察单位根据静力触探比贯入阻力P s值、土性指标及特征，并参照有关规范要求，对场内各土层的物理力学性质指标、原位测试数据进行分层统计，其结果见下表，供设计及施工参考：

4)、地质条件对工程的影响因素

根据拟建物的性质，结合场地的工程地质条件，本工程浅层为软土压缩性高，工程性质差。适宜管道穿越。但（4）层可塑状，强度较高，埋深较浅，厚度较大，可作为沉管井基础持力层。

第二章施工总体安排

一、工程施工准备工作

1、施工目标

1）质量目标：全部达到合格工程。

2）工期目标：严格按照施工进度计划和业主的要求。

3）安全施工目标：确保无伤亡，一般事故有控制指标。

4）文明施工目标：达到文明施工标准。

2、施工组织机构

3、劳

动力使用计划：

1)劳动力组织特点

与一般工程不同，本工程为沉管井构筑物，工艺技术独特，数量多，专业性强，一般需要连续地快速施工，因此劳动力组织具有以下特点：

（1）真空深井泵降水、压密注浆、井内土方开挖等作业均为专业性较强的施工项目，需选择具有技术的专业队伍组织施工。

（2）根据沉管井连续施工需要，与沉管井有关的降水、挖土等劳动力应组成两班制，实行昼夜交接班工作。劳动力的投入量需要相应

的增加。

（3）本工程的沉管井、工法井制作的技术难度较大，尤其是钢筋与模板分项，操作技术要求高，因此劳动力的组织应选择具有类似工

程施工经验熟练技工。

2）、主要工种的劳动力配备数量

配备安全员一名巡视工地现场、检查施工现场隐患、监督整改完成情况，配备电工1名，负责搭设、检查、维修日常用电情况，专业挖掘机驾驶员一名。二、施工总平面布置

1.为了不影响交通，不影响周边环境，不破坏路面，建议采用半封闭施工，施工场地全部采用彩钢板围挡起来，形成施工区域，对周边环境影响较小。施工道路与当地有关部门协调，利用原有得道路运输材料。

2.施工用电用水

1）现场用水安排

本工程用水就近采用民用，主要供应零星砂浆、混泥土的搅拌、闭氺实验等生产必须用水。穿越道路的供水管采用镀锌管并在管道两边用混泥土包裹保护，其他用水管的管材采用塑料软管，管子直径均为50mm。

2）现场用电安排

工程项目部采用居民的临时用电，施工现场用电采用发电机。现场施工用电均采用电缆敷设，电缆架空离地1m左右。根据各配电箱容量及远近选择相应的电缆型号。主要缆采用25m2的电缆，工程用电按三级配电三级保护的标准设置，所有用电设备均配漏电保护器。如发现现场的发电设备的发电量不能满足工程的需要，我公司将及时调整正确计算现场用电需要量增加设备。

3）生活区地点

在业主指定地点建设生活区。

第三章施工组织保证措施

1.虽然工期比较紧，但我公司坚持进度、质量、安全和现场管理的目标，成立精干高效的施工组织机构。

2.通过人、料、机的优化配置和施工全过程的严格管理，充分发挥管理人员的职工的积极性和创造性，为工程建设出谋划策，提高经济效益。

3.把责任心强、专业技术好的人充实到重要工程和关键工序去，实行奖勤罚懒，体现多劳多得的分配原则。

4.加强对职工道德教育和技术教育，实行人人讲管理，人人抓管理。

5.加强机械设备管理，使各类机械始终保持良好运行状态，充分发挥机械设备的作用，各机械实行持证上岗，机械管理责任道人。

6．加强材料管理，反对浪费材料，提倡节约材料光荣，浪费材料可耻。

7.坚持文明施工原则，加强现场文明施工，树立良好企业形象，文明施工要具体化，有专人管理，文明施工必须从每一分项工程，每一个工序抓起。

第四节沉管井施工工艺

一、沉管井简况

沉管井是用于深基础和地下构筑物施工的一种工艺技术，其原理是：在地面上或地坑内，先制作开口的钢筋混凝土筒身，待筒身混泥土达到一定强度后，在井内挖土使土体逐渐降低，沉管井筒身依靠自重克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉直至设计标高，然后经就位校正后再进行封底处理。

1、下沉方法：

沉管井方法有多种选择，如：排水下沉和不排水下沉；一次制作、一次下沉和分节制作、分节下沉等。根据本工程的特点和设计的具体要求，沉管下沉采用井内吊机配合人工取土，并派专人负责指挥。该方法可以在干燥的条件施工，挖土方便，容易控制均衡下沉，土层中的障碍物便于发现和清除，井筒下沉时一旦发生倾斜也容易纠正，而且封底的质量也可得到保证。

2、沉管井材料

为了保证施工工期、质量及安全性，结合设计图纸，我单位经过相关调查后，投标时已考虑购买昆山巴城预制厂生产预制的钢筋混凝土管F型Ⅱ级管。

3、沉管井降水

采用挖土下沉的施工方法，关键是选择合理可行的降水方法，使降水效果满足排水下沉的技术要求。根据本工程的沉管井施工特点分析，可供选择的井外降水方法主要有两级轻型井点降水、喷射井点降水、真空深井泵降水等。

经过上述方法的比较与论证，我公司决定选择井外真空深井泵与井内明排水相结合的降水方法。与其他降水方法相比，采用该方法降水不但施工方便、降水效果好，而且能有效防止3淤泥质粉土层可能发生的流砂或管涌等不良现象发生，以此保证沉管井施工的安全和顺利进行。

4、沉井节数要求

沉管井分节安装与分段下沉的要求是：沉管总高度不超过7米，共三节钢筋砼管，第一次安装1节，工2m，下沉至入土2.5~3m左右时，再安装第二节钢筋砼管，如此类推，直至下沉完毕。

二、沉管施工工艺

沉管施工的具体工艺流程如下，流程图如下图（4）

测量放样-上部卸土-压密注浆-管井降水-沉管（第一节）就位-取土下沉-沉管（第二、三节）就位-取土下沉-封底及底板施工-拖拉管施工-沉管封顶-窨井砌筑-回填土方-余方外运。

1、基坑测量放样

根据沉井设计图纸和工程地质报告所示的地质情况，基坑边坡采用1：1。整平场地后，根据沉井的中心坐标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。施工前，应根据设计图纸坐标及甲方提供的基准点和临时控制水准点，建立的控制点精度为±1mm。并应填写测量复核单，由甲方和监理认可，施工过程中控制点应加以保护，并应定期检查和复测。在沉井四周设置龙门桩，并用石灰粉划出。井中心轴线、基坑轮廓线，作为沉井制作和下沉定位依据。

1)了解施工现场情况

根据图纸，组织公司施工技术人员至现场进行实地踏勘。导线应根据总平面图布设，所选点位应选择净空地带，并应考虑便于使用、安全和长期保存。

2）施工测量及准备工作

根据甲方的交桩记录及有关工程的测绘资料，角度观测采用全圆测回发法进行，测回数及测量限差与方格网角度观测要求相同。检查施工现场的控制桩，导线点，水准点是否正确、松动等，并及时做好攀线桩的保护措施，若发现问题及时汇报。测放临时水准点时，闭合偏差必须≤12k1/2mm，达到精度要求，并报请监理复核通过后方可采用。

A、施工测量准备

对勘测设计部门的测量交底进行复核，复核结果经监理复核认可后方可使用。根据勘测院所交的导线桩按照施工要求加密控制网，为了保证控制网的可信性，将根据现场条件把控制点都选在施工作业范围外地势较高处，做到各控制点的通视性良好，符合施工需要。控制点选定后，经过实测和导线闭合的平差计算把整个工程范围内的控制点坐标定下来。

根据勘测设计部门提供的国家水准点进行施工用临时水准点的设置，临时水准点的设置距离以测高不加转点为原则，一般不大于200m。临时水准点必须与设计水准点复测闭合，其允许闭合偏差控制在±√Lmm（L为水准线长度公里数）。另外临时水准点设置在施工范围以外，不受施工影响的位置，并应坚固稳定，同时每隔一定时间对其进行复核，以免由于临时水准点的升降而影响施工质量。

做好测量标志的保护工作，作为长期使用的工程控制点将用混泥土。本工程高程测量控制网采用三、四等水准测量方法建立。水准网的绝对高程应从业主提供的高级水准点引测并联系于网中一点，作为推算高程的依据。

施工前要对施工区域地下管线进行探测，对遇到的地下管道时注意加以保护，另外在工作坑开挖时，要先开挖样洞，弄清管线位置后再进行施工。

B、沉管井的纠偏

纠正沉管井倾斜可以采取井内偏除土，井外偏除土、偏压重，井顶一侧施加水平力、在一侧的刃脚或隔墙下加支垫和枕木垛托住沉管井一侧等方法，必要时可以在沉管井一侧射水纠偏。

井内偏除土是在刃脚较高的一侧除土，刃脚较低的一侧不除土，使管井两侧的正面支承力和内摩阻力不平衡产生不均匀沉降，从而调整倾斜的主要方法。它在沉管井入土不深时比较有效，沉管井入土较深时效果较差。在软塑至流动状态的淤泥质中基本无效。

井外偏除土是在高刃脚侧井外挖槽除土，刃脚较低的一侧不除土或堆土，使沉管井两侧的外摩阻力不平衡产生不均匀沉降。挖槽深度越深越好，但因土方量很大，一般挖1.5~2m左右。这一方法多在沉管井入土较深时和其他方法共同使用。

在沉管井一侧的刃脚或隔墙下加设支垫，扩大这一侧沉管井的支承面积以减少其沉降量，也是纠正沉管井倾斜的有效方法。

2、上部卸土

经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。挖土采用1m3单斗挖掘机，并与人工配合操作。基坑底面的浮泥应清楚干净并保持平整和干燥，在底部四周设置排水沟与集水井相通，集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水而影响刃脚垫层的施工。

根据本工程沉管尺寸和地质情况，决定基坑底面尺寸、开挖深度及边坡大小，定出基坑平面的开挖边线。基坑直径比沉管大0.5m，以便留出沉管施工操作面。四周设排水沟、集水坑，使地下水位降至比基坑底低0.5m，底面浮泥应清除干净并保持平整和疏干状态。

3、压密注浆

（1）材料：

注浆液采用水泥和水玻璃双液型混合液，强度等级32.5（R）新鲜普通硅酸盐水泥，掺2%水玻璃，可掺10%~30%粉煤灰。水灰比不小于0.5.注浆配合比可根据现场的管水流量先稠后稀。

（2）注浆范围及注浆孔的布置：

沉管井刃脚以下3m，范围∮1.94m及侧壁沿管线方向压密注浆，注浆范围3×5m,深度以管中心标高为准上下各3m，加固洞外土体。注浆孔间距为10m，注浆时采用先外围后内部的注浆施工方式。详见施工图纸。

（3）注浆参数设计

注浆压力：设计为0.3~1.5Mpa，根据本土质暂定为0.4Mpa

扩散半径：1m

凝结时间：30S——60S(根据地质条件可做适当调整)

（4）注浆工艺

先用25mm镀锌钢管在设计范围内打注浆孔，呈矩形布置，间距1.0m，深度3m，注浆孔钻好后，注入浆液，每一注浆孔完成后，拔出注浆管。封堵注浆孔，进行下一注浆施工。

（5）注浆压力控制

施工时，若注浆压力不足，就达不到填充的目的；若压力过高，就可能引起基础受损或隆起，所以在注浆时要严格控制注浆注入的压力，注浆压力0.45 Mpa。

（6）注浆施工程序及人员组织

（7）机械设备及配置

（8）施工顺序

a．定位放线

按设计要求定孔位，反复量测孔距，误差不大于5cm，并准确侧量孔口地面高程。应经甲方、设计、监理多方面核验认可。

b．钻孔

采用SYB50/50液压注浆机，钻进过程中，须随时注意观察钻机的工作情况，钻孔垂直度偏差控制在0.5%范围内。

c．制浆

按设计要求制备浆液，并准确测量浆液比重。采用PO32.5普通硅酸盐水泥。根据地层条件，可以利用回浆与水泥料混合伴制水泥浆液，根据灰浆浆液比重适当调整水泥加入量。浆液比重控制在1.65~1.67.

d．注浆

注浆管插入设计标高后开始压浆，控制好深度，间距50cm再下插，直至注浆到设计标高，并且结合注浆压力表，发现压力一直很小的时候，开始减慢注浆速度，间隔20分钟再注入，严格按照设计要求控制。

e．冲洗

注浆管压浆结束后，应及时将管道冲洗干净，以防堵塞。

4、沉管井降水

根据设计要求，本工程的沉管井采用排水下沉和取土下沉的施工技术。采用该项技术的前提条件是落实沉管井内外的降水措施，确保沉管井过程不受地下水的影响，特别要防止3层土发生流砂情况。经对多种降水方案的比较论证，我公司认为采用井外深井降水与井内明排水结合的方法较为合理可行，尤其是深井降水，具有排水量大、降水深及平面布置干扰小等优点。有关的施工方法与技术措施如下述：

（1）深井布设位置与要求

根据有关深井降水的技术参数测算，沉管井外围应布置4口深度为15m的深井，每口深井的有效降水面积约为100m2，以此保证降水效果能满足排水沉管井和干封底的施工需要。深井布设的基本要求有：

1）在沉管井外围（离沉管井外壁4m左右）布设4口深井，每口深井的降水范围大致为四分之一的沉管井区域。

2）打设深井采用WK-1000旋挖钻机干钻法成孔，清水护壁。深井成孔的直径为500mm，井管直径为273mm，以瓜子片加粗砂为滤料。围填沥料应做到四周均匀，下料不能过快，防止局部沥料脱空而影响降水效果。

3）根据井深和沉管井区域土层的含水量，在井底0.5m以上设置一节长度为4m 的滤管，并在自然地面以下4m处设置一节长度为2m的滤管。深井泵吸水头应放在沥水管下口处沉砂管部位，以便有效地抽取地下水。

4）每口深井配置一台JC100-110深井水泵，排量为每小时10吨。深井泵电机座与井口连接处要垫好橡皮，并保证密封，防止漏气。真空泵与深井泵每2口连接为一组，配备一台2S-185真空泵，通过抽真空加大井内外的压力差，以此加快集水速度，提高降水效果。

（2）深井布置的工艺流程

为了保证施工质量，深井的布置打设应符合施工技术规范的要求，其工艺流程如下图所示：

（3）深井降水的进度安排

深井设置应在施工准备阶段完成。每安装完成一口井后即可进行验收。4口深井的设置时间应控制在2天左右。深井泵安装并验收后即可进行预降水。为了保证坑内的降水效果，沉管井前的预降水时间宜为5天左右。沉管井施工期间，降水应连续进行，降水深度应控制在沉管井底以下0.5~1m左右。降水周期应满足设计要求。

（4）沉管井内的明排水方法

在沉管井外部采用深井井点截水同时，在沉管井内部开挖明沟、集水井，采用潜水泵进行明排水，以此保证降水效果，井内明排水主要措施为：沉管井过程中，如发现井内土体湿陷，应在离刃脚周边挖一圈排水明沟，并设1个集水井，其深度应比地下水位低。明沟和集水井的深度应随沉管井挖土而不断加深，集水井内积水由高扬程的潜水泵排至沉管井外。井内明排水也可将抽水泵设在井壁上，一般需要在井壁上预埋铁件，焊钢操作平台安置水泵，或在井壁上吊木架安置水泵。如采用上述方法，水泵的抽水高度应控制在5m 以内。

5.安置沉管（第一节）就位

采用25 T 吊车起吊安装，第一节沉管必须大头朝下，安装第二节时必须在

第一节小头上安装止水橡胶圈。由于每个沉管井都用三节D2400企口管，所以两管连接前一定要将橡胶圈在接口处套好，然后再将第二节管节套上，要保证接口处完全密封，防止漏水，沉管井每一节就位剖面图（4）~（6）如下：

第三节就位图（6)

本工程

所用沉管型号有D1650，D2400,D2000,D1200,沉管施工前，我方派专人为沉管

打洞，洞口预留标高符合设计标高要求，无偏差，由监理抽样检查。

（8）人工在进行挖土施工时，禁止挖机操作和吊机下管同时进行施工

（9）沉管下沉过程中应随时观察，及时纠偏，使其均匀下沉。如发生沉降速度缓慢以及停止下降，我方将进行井周为浇澎润土，起到减阻作用，帮助沉管下沉。

2）沉管井下沉验算

沉管井下沉前，应对其在自重条件下能否下沉进行必要的验算。沉管井下沉时，必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力，其比值称为下沉系数K，一般应不小于1.15~1.25.井壁与土层间的摩阻力计算，通常的方法是：假定摩阻力随土深而加大，并且在5m深时达到最大值，5m以下时保持常值。取最深W-13作为验算沉管井。

计算方法如下附图（7）:

沉管井下沉系数的验算公式为：K=（Q-B）/(T+R)

式中：K-下沉安全系数，一般应大于1.05~1.25

Q-沉管井自重及附加荷载（KN）

B-被井壁排出的水量（KN），如采用排水下沉法时，B=0

T-沉管井与土间的摩阻力（KN），T=∏D(H-2.5)*f

D-沉管井外径（m）

H-沉管井全高（m）

f-井壁与土间的摩阻系数（KPa），由地质资料提供

R-刃脚反力（KN），如将刃脚底部及斜面的土方挖空，则R=0

本工程沉管井的验算的条件为：

沉管井外径：∮2.88m

沉管井全高6m，分三节安放、三次下沉

沉管自重为3.14*（1.44*1.44-1.2*1.2）*6*25=298.4KN

井壁摩阻系数为：（3）层土12Kpa

沉管井下沉系数验算：

K1=298.4/3.14*2.88*(5-2.5)*8=1.65

沉管井处于淤泥质粘土中，K取12，K1=1.65＞1.25

沉管井的下沉系数满足安全验算要求。

（3）沉管井下沉的主要方法和措施

1)沉管井制作完成后，其混凝土强度必须达到设计强度等级的100%后方可进行刃脚垫架拆除和下沉的准备工作。

2）井内挖土应根据沉管井中心划分工作面，挖土应分层、均匀、对称地进行。挖土要点是：先从沉管井中间逐渐挖向四周，每层挖土厚度为0.4~0.5m，沿刃脚周围保留0.5~1.5的土堤，然后再沿沉管井壁每2~3m一段方向逐层全面、对称、均匀地削薄土层，每次削5~10cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂时，沉管井便在自重的作用下挤土下沉。

3）井内挖出的土方应及时外运，不得堆放在沉管井旁，以免造成沉管井偏斜或位移。如确实需要在场内堆土，堆土地点应设在沉管井下沉深度2倍以外的地方。

4）沉管井下沉过程中，应安排专人进行测量观察。沉降观测每8小时至少2次，刃脚标高和位移观测每台班至少1次。当沉管井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量。每次观测数据均须如实记录，并按一定表式填写，以便进行数据分析和资料管理。

5）沉管井时，如发现有异常情况，应及时分析研究，采取有效的对策措施：如摩阻力过大，应采取减阻措施，使沉管井连续下沉，避免停歇时间过长；如遇到突沉或下沉过快情况，应采取停挖或井壁周边多留土等止沉措施。

6）在沉管井下沉过程中，如井壁外侧土体发生塌陷，应及时采取回填措施，以减少下沉四周土体开裂、塌陷对周围环境造成的不利影响。