鋼筋混凝土沉井開挖施工綜合技術(shù)方案一、工程概況與技術(shù)參數(shù)本工程為圓形鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)內(nèi)徑12m，井壁厚800mm，刃腳高度1.5m，總下沉深度28m。采用分節(jié)制作、一次下沉工藝，第一節(jié)井身高度6m，第二節(jié)8m，第三節(jié)14m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35P8抗?jié)B混凝土。地質(zhì)勘察顯示場地土層分布為：①素填土（厚1.2m）→②淤泥質(zhì)黏土（厚5.8m，含水量42%，內(nèi)摩擦角8°）→③粉細(xì)砂（厚7.5m，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=12）→④中風(fēng)化砂巖（持力層，承載力特征值300kPa）。地下水位埋深1.8m，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。二、施工準(zhǔn)備與資源配置（一）前期技術(shù)準(zhǔn)備地質(zhì)詳勘：沿沉井外周2.5m處布設(shè)6個(gè)勘察孔，深度至設(shè)計(jì)基底以下5m，采用XY-100型鉆機(jī)取芯，繪制詳細(xì)地質(zhì)剖面圖，重點(diǎn)標(biāo)注粉細(xì)砂層的埋深、厚度及滲透性指標(biāo)。測量控制網(wǎng)：建立三等導(dǎo)線控制網(wǎng)，設(shè)置4個(gè)永久性水準(zhǔn)基點(diǎn)，采用LeicaTS60全站儀進(jìn)行沉井軸線定位，誤差控制在±3mm內(nèi)。沿沉井四周設(shè)置8個(gè)沉降觀測點(diǎn)，初始觀測3次取平均值。專項(xiàng)方案論證：組織專家對(duì)降水方案、下沉穩(wěn)定性、應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行論證，重點(diǎn)驗(yàn)算淤泥質(zhì)黏土層中沉井的抗浮穩(wěn)定性及粉細(xì)砂層的滲透穩(wěn)定性。（二）現(xiàn)場準(zhǔn)備場地平整：清除地表植被及障礙物，采用20t振動(dòng)壓路機(jī)分層碾壓素填土至壓實(shí)系數(shù)0.93，場地排水坡度不小于2%。降水系統(tǒng)：在沉井外側(cè)3m處布設(shè)6口管井，井徑600mm，井深32m，配置Φ150mm橋式濾水管，填入級(jí)配碎石濾料。采用JQB-15型潛水泵持續(xù)降水，確保地下水位低于開挖面1.5m。臨時(shí)設(shè)施：搭建鋼筋加工棚（30m×8m）、模板堆放區(qū)（硬化處理+防雨棚）、混凝土輸送泵棚，設(shè)置200kW柴油發(fā)電機(jī)備用電源。（三）材料與設(shè)備配置材料要求：水泥：采用P.O42.5R水泥，進(jìn)場需提供堿含量檢測報(bào)告（≤0.6%）骨料：5-31.5mm連續(xù)級(jí)配碎石（含泥量≤1.5%），中砂（細(xì)度模數(shù)2.6-3.0，含泥量≤3%）外加劑：聚羧酸系高效減水劑（減水率≥25%），膨脹劑（限制膨脹率≥0.02%）鋼筋：HRB400E級(jí)鋼筋，力學(xué)性能符合GB/T1499.2標(biāo)準(zhǔn)主要施工設(shè)備：|設(shè)備名稱|型號(hào)規(guī)格|數(shù)量|技術(shù)參數(shù)||----------|----------|------|----------||液壓抓斗|XZ320|1臺(tái)|最大抓深50m，斗容1.2m3||長臂挖掘機(jī)|PC220-8|2臺(tái)|挖掘半徑9.5m，斗容1.0m3||混凝土輸送泵|HBT80C|1臺(tái)|理論輸送量80m3/h||振動(dòng)錘|DZJ90|1臺(tái)|激振力900kN||全站儀|LeicaTS60|1臺(tái)|測角精度0.5″，測距精度1mm+1ppm|三、井筒制作關(guān)鍵技術(shù)（一）地基處理與刃腳支設(shè)砂墊層施工：采用級(jí)配中砂鋪設(shè)3m寬環(huán)形墊層，厚度1.2m，分三層攤鋪，每層400mm，使用平板振動(dòng)器振搗密實(shí)，干密度≥1.65t/m3。墊層表面鋪設(shè)200mm厚C15素混凝土找平層，設(shè)置2‰排水坡度。刃腳模板體系：采用18mm厚酚醛覆膜多層板，50×100mm方木背楞（間距250mm），Φ48×3.5mm雙鋼管圍檁，M20對(duì)拉螺栓加固（橫向間距500mm，豎向間距400mm）。模板安裝允許偏差：軸線位移≤5mm，截面尺寸±10mm，垂直度≤3mm/m。刃腳鋼筋綁扎：主筋采用Φ25@150，分布筋Φ12@200，刃腳斜面增設(shè)Φ16@200加強(qiáng)筋。鋼筋保護(hù)層厚度50mm，采用定制混凝土墊塊（強(qiáng)度≥C35），梅花形布置（間距≤800mm）。（二）分節(jié)澆筑施工第一節(jié)井身施工：鋼筋工程：井壁內(nèi)外層鋼筋凈距400mm，采用Φ16@500鋼筋拉接，梅花形布置。鋼筋接頭采用直螺紋連接，等級(jí)I級(jí)，同一截面接頭率≤25%。模板工程：采用1500×3000mm大模板，面板厚度12mm，背楞采用8#槽鋼（間距600mm），支撐體系采用滿堂腳手架（立桿間距800×800mm，掃地桿距地200mm）?；炷凉こ蹋翰捎蒙唐坊炷?，坍落度控制在180±20mm，摻加粉煤灰（摻量20%）和礦粉（摻量15%）。使用布料機(jī)分層澆筑，每層厚度500mm，插入式振搗棒（Φ50）振搗至表面泛漿，振搗間距≤400mm，時(shí)間15-20s。養(yǎng)護(hù)采用覆蓋土工布+噴淋系統(tǒng)，保持表面濕潤≥14d。第二節(jié)、第三節(jié)施工：施工縫處理：清除表面浮漿，鑿毛露出石子，涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料（干膜厚度≥1.2mm），鋪設(shè)300mm寬同強(qiáng)度等級(jí)砂漿結(jié)合層。模板接高：采用可調(diào)式模板支撐，利用第一節(jié)井壁預(yù)埋的M24螺栓固定，接縫處粘貼5mm厚海綿條防漏漿。預(yù)埋件安裝：在井壁內(nèi)側(cè)每3m高度埋設(shè)Φ20吊環(huán)（承載力≥15kN），外側(cè)設(shè)置8個(gè)型鋼導(dǎo)向裝置，控制下沉偏差。（三）混凝土質(zhì)量控制配合比優(yōu)化：每立方米混凝土材料用量（kg）：水泥320，粉煤灰64，礦粉48，砂760，碎石1050，水165，減水劑6.4，膨脹劑32。初凝時(shí)間≥8h，終凝時(shí)間≤12h?？沽汛胧翰捎玫退療崴?，水泥用量≤350kg/m3控制混凝土入模溫度≤30℃，內(nèi)外溫差≤25℃預(yù)埋DTS分布式光纖測溫系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度場變化采用分層分塊澆筑，每段弧長≤6m，間隔時(shí)間≥72h四、沉井下沉施工工藝（一）下沉準(zhǔn)備工作刃腳墊層拆除：采用風(fēng)鎬分段對(duì)稱拆除砂墊層，每次拆除長度≤1.5m，拆除順序?yàn)橄葍?nèi)后外、先遠(yuǎn)后近，及時(shí)用級(jí)配砂石回填刃腳空腔。下沉試驗(yàn)：第一節(jié)混凝土強(qiáng)度達(dá)100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行試下沉，開挖深度0.5m，觀測8h，記錄下沉量及偏斜值，驗(yàn)證下沉系數(shù)（≥1.15）。（二）分層開挖工藝淤泥質(zhì)黏土層開挖（井深1.8-7.6m）：采用人工配合機(jī)械開挖，液壓抓斗在井內(nèi)布設(shè)4個(gè)開挖點(diǎn)，按“先中間后四周、分層對(duì)稱”原則施工，每層開挖厚度1.2m。刃腳處保留1.5m寬土堤，坡度1:1.5，采用小型挖掘機(jī)修整土坡，嚴(yán)禁超挖。每開挖0.5m進(jìn)行一次沉降觀測，當(dāng)傾斜率超過0.3%時(shí)，及時(shí)調(diào)整開挖順序。粉細(xì)砂層開挖（井深7.6-15.1m）：采用“預(yù)降水+分層階梯開挖”法，井內(nèi)設(shè)置4臺(tái)Φ100mm潛水泵，保持水位低于開挖面1m。開挖分層厚度減小至0.8m，刃腳處預(yù)留2m寬反壓土臺(tái)，采用級(jí)配砂石回填刃腳外側(cè)，形成“土塞效應(yīng)”防止流砂。配置輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)，在井壁內(nèi)側(cè)布設(shè)Φ32mm井點(diǎn)管，間距1.2m，真空度維持在65kPa以上。巖層開挖（井深15.1-28m）：采用淺孔爆破法施工，炮孔直徑42mm，孔深1.2m，間距0.8m×0.8m，梅花形布置。使用乳化炸藥（裝藥集中度0.3kg/m），毫秒延期雷管分段起爆，單響藥量控制在15kg以內(nèi)。爆破后采用液壓破碎錘修整井底，確保巖面平整度≤200mm/2m，巖基承載力檢測采用平板載荷試驗(yàn)。（三）下沉控制技術(shù)偏斜監(jiān)測與糾正：采用“五測法”監(jiān)測：軸線偏差（全站儀）、高差（水準(zhǔn)儀）、刃腳標(biāo)高（測繩）、井壁應(yīng)力（應(yīng)變計(jì)）、周邊土體位移（測斜儀）。當(dāng)傾斜率達(dá)0.5%時(shí)，采用“偏心壓重法”糾正：在高側(cè)井壁頂部堆放沙袋（重量50-100kN），同時(shí)在低側(cè)刃腳處超挖50-100mm。位移超過300mm時(shí)，采用“單側(cè)掏土+另一側(cè)支墊”法，利用200t千斤頂頂推調(diào)整，每次頂推量≤50mm。下沉速率控制：淤泥質(zhì)黏土層：控制日下沉量≤1.5m，間隔2h觀測一次粉細(xì)砂層：日下沉量≤0.8m，加密至1h觀測一次巖層：日下沉量≤0.5m，爆破后立即觀測接近設(shè)計(jì)標(biāo)高（3m范圍）時(shí)，改為人工開挖，控制下沉速度≤50mm/h五、封底與質(zhì)量驗(yàn)收（一）干封底施工基底處理：采用高壓水槍沖洗巖面，清除松動(dòng)巖塊及泥渣，局部凹陷處采用C20混凝土找平（厚度≥100mm）。在井底周邊設(shè)置8個(gè)集水井（Φ800mm），內(nèi)置Φ150mm排水盲管，待封底混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后封堵。鋼筋混凝土底板施工：鋪設(shè)150mm厚級(jí)配碎石墊層，碾壓密實(shí)后澆筑100mm厚C15素混凝土墊層。底板鋼筋采用雙層雙向Φ22@200，上下層間距300mm，設(shè)置Φ16@1000×1000mm馬凳筋?；炷练謮K澆筑，塊體尺寸6m×6m，采用跳倉法施工，間隔時(shí)間≥7d，縫寬20mm，采用遇水膨脹止水條+鋼板止水帶（3mm厚）防水構(gòu)造。抗浮措施：封底前驗(yàn)算抗浮穩(wěn)定性，當(dāng)?shù)叵滤×Τ^結(jié)構(gòu)自重時(shí)，采用深井降水維持水位低于底板1.5m。在底板施工完成后7d內(nèi)，保持降水系統(tǒng)運(yùn)行，直至混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)值。（二）質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)主控項(xiàng)目：混凝土抗壓強(qiáng)度：每組試塊強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)值1.15倍，同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度≥1.0倍設(shè)計(jì)值下沉總偏差：軸線位移≤1%H（H為下沉深度），傾斜率≤0.5%封底混凝土厚度：允許偏差+50mm，-0mm底板鋼筋保護(hù)層厚度：允許偏差+10mm，-5mm一般項(xiàng)目：井壁表面平整度：≤8mm/2m施工縫處理：表面密實(shí)，無滲漏預(yù)埋件位置偏差：≤10mm沉降觀測：最終沉降量≤20mm，差異沉降≤0.1%L（L為兩點(diǎn)距離）六、施工安全與環(huán)保措施（一）安全防護(hù)體系高空作業(yè)防護(hù)：井身外側(cè)搭設(shè)雙排腳手架（立桿間距1.2m，步距1.8m），滿掛密目安全網(wǎng)（網(wǎng)目密度≥2000目/100cm2）作業(yè)層設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，擋腳板高度180mm，腳手板采用防滑木板（厚度≥50mm）每3層設(shè)置一道水平安全平網(wǎng)，網(wǎng)寬≥1.2m，搭設(shè)長度≥2m基坑支護(hù)監(jiān)測：在沉井周邊5m范圍內(nèi)布設(shè)12個(gè)測斜孔，深度至砂層底面，采用CX-03測斜儀監(jiān)測土體位移，預(yù)警值≤50mm/天對(duì)周邊建筑物（距離15m內(nèi)）設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，監(jiān)測頻率1次/天，預(yù)警值≤3mm/天爆破安全控制：爆破振動(dòng)速度：周邊建筑物≤2.5cm/s，地下管線≤1.5cm/s安全距離：淺孔爆破≥200m，設(shè)置警戒崗哨，爆破前30min清場采用炮被覆蓋（5層草袋+2層鋼絲網(wǎng)），防止飛石距離≤50m（二）綠色施工措施揚(yáng)塵控制：施工現(xiàn)場出入口設(shè)置洗車平臺(tái)（8m×4m），配置高壓沖洗設(shè)備易揚(yáng)塵材料堆場采用封閉大棚（高度≥5m），設(shè)置霧炮機(jī)（覆蓋半徑30m）土方運(yùn)輸車輛采用密閉罐車，出場前沖洗輪胎，車廂頂部覆蓋篷布噪聲防治：破碎機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音棚（降噪量≥25dB）夜間施工（22:00-6:00）噪聲≤55dB，采用低噪聲設(shè)備，必要時(shí)設(shè)置聲屏障爆破作業(yè)選擇在白天進(jìn)行，提前3天公告周邊居民水循環(huán)利用：降水系統(tǒng)排出的地下水經(jīng)三級(jí)沉淀池處理后，用于場地灑水降塵、混凝土養(yǎng)護(hù)設(shè)置雨水收集系統(tǒng)，收集面積≥500m2，用于綠化灌溉七、應(yīng)急預(yù)案與風(fēng)險(xiǎn)管控（一）常見風(fēng)險(xiǎn)處置突沉事故處理：立即停止開挖，在沉井高側(cè)回填砂土（厚度1.5m），低側(cè)刃腳處設(shè)置鋼支撐（I20a工字鋼）采用雙液注漿（水泥-水玻璃）加固井周土體，注漿壓力0.5-1.0MPa，初凝時(shí)間控制在30-60s待沉降穩(wěn)定后（24h沉降量≤5mm），重新調(diào)整開挖順序，采用“小分層、快支護(hù)”方式施工流砂防治：當(dāng)粉細(xì)砂層出現(xiàn)流砂時(shí)，立即停止開挖，向井內(nèi)拋填級(jí)配碎石（粒徑5-30mm），形成反濾層啟動(dòng)備用降水系統(tǒng)，將地下水位再降低0.5m，必要時(shí)采用化學(xué)注漿（丙烯酰胺類漿液）加固砂層調(diào)整開挖方式為“中心島式開挖”，保留中心土墩（直徑5m），周邊分層階梯開挖井壁裂縫處理：表面裂縫（寬度＜0.2mm）：采用環(huán)氧樹脂漿液封閉，涂刷寬度≥200mm深層裂縫（寬度0.2-0.5mm）：沿裂縫走向鉆斜孔（孔徑42mm，深度≥裂縫深度2倍），采用高壓注漿（壓力2.0MPa）填充改性環(huán)氧樹脂貫穿裂縫：采用“騎縫鋼板+注漿管”復(fù)合處理，鋼板厚度8mm，螺栓間距300mm，注漿材料采用彈性聚氨酯（二）應(yīng)急資源配置物資儲(chǔ)備：搶險(xiǎn)注漿設(shè)備：2臺(tái)ZJB-6注漿泵，配套Φ50mm注漿管100m加固材料：I20a工字鋼20根，Φ200mm螺旋鋼管50m，沙袋2000個(gè)排水設(shè)備：Φ150mm潛水泵6臺(tái)，柴油發(fā)電機(jī)（200kW）1臺(tái)急救物資：擔(dān)架2副，急救箱2個(gè)，氧氣袋4個(gè)，應(yīng)急照明設(shè)備10套應(yīng)急組織：成立項(xiàng)目經(jīng)理為組長的應(yīng)急小組，下設(shè)搶險(xiǎn)組（15人）、技術(shù)組（5人）、后勤組（8人）與周邊醫(yī)院（距離3km）建立綠色通道，簽訂應(yīng)急救護(hù)協(xié)議每月組織1次應(yīng)急演練，重點(diǎn)演練突沉、流砂、觸電等事故處置流程八、施工進(jìn)度計(jì)劃與管理（一）關(guān)鍵線路控制進(jìn)度計(jì)劃：施工準(zhǔn)備階段：15d（含場地平整、降水系統(tǒng)安裝）井筒制作階段：45d（第一節(jié)15d，第二節(jié)12d，第三節(jié)18d）下沉施工階段：60d（淤泥質(zhì)黏土層15d，粉細(xì)砂層25d，巖層20d）封底與驗(yàn)收階段：30d（基底處理5d，底板施工15d，養(yǎng)護(hù)及驗(yàn)收10d）總工期：150d（含不可預(yù)見因素10d）進(jìn)度保障措施：采用BIM技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度模擬，每周召開進(jìn)度協(xié)調(diào)會(huì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整資源配置井筒制作與下沉施工搭接：第二節(jié)井身澆筑完成后3d開始第一節(jié)下沉配置備用設(shè)備：液壓抓斗1臺(tái)，混凝土輸送泵1臺(tái)，確保關(guān)鍵工序連續(xù)作業(yè)夜間施工：在下沉階段采用兩班制（6:00-22:00），配備足夠照明設(shè)施（二）成本控制措施