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文檔簡介

1、 排 放 口 施 工 技 術 研 究摘要:本文以*污水處理廠排放口工程施工為例,介紹水中鋼套箱預制沉井,浮運沉放沉井的施工方法及施工工藝,以供類似工程施工借鑒。關鍵詞:水下開挖;井體制作;井體浮運、沉放;管道安裝1、工程概況*污水處理廠污水排放口位于奉化江內(nèi)離岸20m,井體外徑5.6m、井壁厚40cm,高度為8.85m,下沉深度為11.35m,安裝砼護坦板的構筑物;排放口主要作為生活、生產(chǎn)污水經(jīng)污水處理廠設備處理達到排放標準后排放到河流的洞口。奉化江河水深6m,河床表層為殘坡積含角礫亞粘土,呈硬塑狀,下伏侏羅統(tǒng)強、中風化泥質(zhì)粉砂巖(屬軟性巖體)。地下水不發(fā)育,主要為孔隙水和基巖裂隙水。(排放口

2、立面圖)2、施工方案選擇理由綜合考慮以下因素,本工程采用浮運沉放沉井(箱)施工方案。2.1、采用筑島法施工對河道的環(huán)境、航運影響較大。2.2、采用筑島法施工工期長,施工投入大,筑島法施工施工預算為308萬元,而采用整體預制浮運沉放沉井(箱)法實際施工預算為128萬。2.3、在奉化江中圍堰、筑島施工難度較大,不可預見的因素較多,施工質(zhì)量、工期均難以保證。3、整體預制浮運沉放沉井(箱)法施工方案及主要技術參數(shù)本工程采用整體預制浮運沉放沉井(箱)施工方案,水中預制,結(jié)合地質(zhì)勘測報告地質(zhì)條件,施工時采用“挖泥船大開挖水下基槽(坑);水上預制沉井;水上浮運沉井;就位沉放沉井;水下固定沉井;連接水下管道;

3、基槽(坑)的安裝砼護坦板保護的施工方案”。3.1基坑開挖施工3.1.1施工準備水下土石方開挖前,收集必要的水位資料、地形資料及地方管理資料,了解回淤情況以及有無地下構筑物,確定采用合理經(jīng)濟的開挖方式。水下基槽開挖前對所開挖范圍的水下地形進行測量。施工前應對擬開挖溝槽進行放樣,包括溝槽底邊線、中線、起止斷面浮標等,同時在江兩岸設置管道中線、邊線導標和控制樁。在江兩岸設置水準點,并設水位尺,用以觀測施工過程中水位變化情況。施工前必須報海事、水利、航管等有關部門,辦理相關手續(xù)并經(jīng)有關部門批準。3.1.2水下開挖水下基槽開挖采用1艘1m3抓斗挖泥船,棄泥配備1艘200-400匹拖輪,2艘280m3開底

4、泥駁。水下基槽開挖,在挖泥船垂直管軸線移動的每一個斷面上采用橫挖法施工,抓斗下放位置要重疊。采用階梯式施工成坡。3.1.3水下基槽開挖測量水下基槽開挖定位:挖泥船定位采用陸上設置挖泥導標及岸上用全站儀或經(jīng)緯儀進行測量、校核、檢查。水下基槽開挖高程控制:通過設立的水尺掌握水位,由水位和槽底水深換算出基槽底高程,船上測量人員通過對水深的測量來挖制槽底高開挖高程。3.1.4溝槽開挖質(zhì)量檢查溝槽成型應保證質(zhì)量,這是順利沉放的關鍵。嚴格控制挖槽(坑)寬度和深度,開挖時經(jīng)常校正船位,按已設定的挖泥標志施工,同時及時正確通報水位,定期檢查水尺,挖槽(坑)時經(jīng)常檢測挖泥深度,查看有無超挖、欠挖現(xiàn)象,并按規(guī)范要

5、求檢查槽(坑)底寬、坡度是否符合要求。嚴格控制槽底平整度。在施工中主要是通過對超深和欠挖的嚴格控制來控制泥面平整度。開挖完成后,通過檢測發(fā)現(xiàn)泥面平整度不夠,可以通過潛水員水下整平。3.2基礎墊層及平整如果水下基坑開挖后出現(xiàn)大面積的超深現(xiàn)象,采用碎石或粗砂墊層,由潛水員在水下平整至設計標高。根據(jù)奉化江當?shù)卦牧蟻碓吹奶攸c,擬選用砂作為墊層材料。墊層的厚度根據(jù)基槽(坑)開挖的超挖深度來實地調(diào)整。潛水員水下整平,采用刮尺并探摸測量能夠確保水下墊層沒有高于刮尺平面和低于刮尺平面的漏墊情況。由于拋填工作均在水上進行,墊砂時采用挖泥船將運砂船上的砂用泥斗慢慢地放置到需墊位置,由潛水員在水下進行檢查指揮進行

6、。3.3水利堤塘的保護為了避免對堤塘的破壞設置12根直徑40厘米的ph管樁作防護樁,管樁的單根長度為10米,打樁前還必須探明原安裝管道的實際位置,防止管樁打設時碰到管道。3.4井體制作由于現(xiàn)場條件的限制,井體擬采用在異地加工制作。由于井體制作后重量較大,制作完成后一般的起重機械較難起吊,因此考慮在陸上加工鋼浮箱,然后將浮箱吊放至水上,在浮箱內(nèi)制作井體。箱體的制作場地是個關鍵,我們根據(jù)現(xiàn)場附近的條件綜合考慮選擇決定在寧中過江管工地江東側(cè)岸邊進行。因為該處陸上平整,可用于制作鋼護筒;而堤外岸坡較陡,離岸不遠處水深較深可在近岸水面澆筑井體。3.4.1井體鋼浮箱制作井體的砼采用在鋼護筒內(nèi)干施工,因此鋼

7、護筒的制作總高度在施工最高水位以上。鋼護筒采用鋼板制作,內(nèi)部設置鋼支撐。由于筒體的高度過高擬采用分三層制作。在第一層制造完畢后(包括鋼底板),即可吊入水中準備澆筑砼,然后加高鋼護筒,共計分三次澆筑。3.4.2護筒內(nèi)澆砼底板及井壁首先,為加強井體底部的剛度,先澆40厘米的砼底,澆筑井底砼時可以不放置鋼筋,而將原底部的加固用的角鋼支撐澆筑在里面。然后再在井內(nèi)扎鋼筋、立內(nèi)模板、澆筑井壁及頂板砼。為保證砼的澆筑質(zhì)量和施工方便我們擬采用鋼板作為井內(nèi)澆筑的內(nèi)模。砼澆筑完成后作為內(nèi)外模的鋼板將不予拆除,使之成為井壁的一部分。用鋼板作為模板的好處有:增加了井壁的剛度;在水面澆筑砼時由于受力不平衡,井體可能傾斜

8、,鋼模板可以承受一定的側(cè)向力;整體鋼模板,增加了模板的嚴密性保證砼的澆筑質(zhì)量。井頂板采用整體現(xiàn)澆,而在頂板適當位置預留進出人孔,預留孔的直徑可設為1000mm,預留孔部位設置單法鋼管。 3.5井筒浮運、沉放在井內(nèi)壁砼澆筑完畢后,拆除井內(nèi)施工設施后,封密井體。用拖船將井體拖運至現(xiàn)場,準備沉放。在井體至現(xiàn)場就位準確,固定后,澆筑井體內(nèi)素砼及流槽砼。井內(nèi)砼澆筑完成,復核井體的位置,在確認位置精確后,向井內(nèi)注水使井體下沉并對基礎產(chǎn)生較大的壓力。在此期間由施工船嚴格控制井壁沉放的平面位置及預留孔的角度。萬一在沉放過程中出現(xiàn),偏位、傾斜、扭轉(zhuǎn)等情況時及時停止下沉。必要時抽水起浮,糾正后重新沉放。井體的浮運

9、時必須注意安全,因為進體的高度較在而又是一個園柱體,必須對浮運時可能出現(xiàn)的問題作出詳細的分析;浮運時不僅要考慮施工船只的安全,也必須考慮浮運對通航的影響,因此實施該項作業(yè)時需向海事部門聯(lián)系取得他們的幫助,必要時,由護航船只進行護航。井體的沉放宜選擇小潮汛,低潮位時進行,界時水流的流速較小且水位較低易于沉放測量和糾偏。井體的沉放時須有起重船配合,必要時可以糾正位置。由于奉化江內(nèi)大型的起重船不能進入,若起重船不能勝任時,可以通過加設其他浮筒等措施加以解決。沉放測量定位是個關鍵所在,必須加以重視。測量的平面位置用經(jīng)緯儀前方音交會法;高程的控制測量采用水準儀。3.6沉放后第一次回填:在井體沉放至設計標

10、高后,馬上進行固定處理。采用中粗砂回填至進水預留孔下部位置(-6.5米左右)。回填采用分層均勻進行,防止不均勻回填對井體產(chǎn)生不均勻壓力?;靥畈捎米ザ肥酵谀啻哪喽穼⒒靥钌奥胤湃腩A定的位置,隨時進行測量,并及時調(diào)整回填的位置?;靥顣r宜在低潮位時進行,界時井體對下部基底的壓力較大,對施工時井體的穩(wěn)定和施工后井體的穩(wěn)定都有好處。3.7鋼護筒的拆除鋼護筒拆除分三部分,一是高于設計砼井體頂板以上部分;二是井水預留孔位置;三是出水格柵所在位置。由于都在施工水位以下,因此均需由潛水員配合完成。高于井體頂板位置的第一部分,因為是用dn1000法蘭連接,可直接拆除法蘭螺栓,用起重船將上部護筒吊除,即可。在將

11、上部護筒拆除,井內(nèi)其他工作全部完成后需用盲板將dn1000預留孔封住。進水預留dn2200孔位置,沉放前采用二道防水措施。第一是井內(nèi)壁的鋼護筒,第二是dn2200法蘭前的鋼盲板。井內(nèi)壁的鋼護筒主要是防止浮運過程中萬一出現(xiàn)水面碰撞事件,影響鋼盲板的止水效果。在沉井浮運到位,井內(nèi)工作完成準備下沉時由氣割人員在井內(nèi)將內(nèi)壁鋼板割除。dn2200的盲板則由潛水員水下拆除。在出水格柵的鋼護筒由潛水員從井內(nèi)下水進行水下割除。因為在沉井沉放之前,我們已經(jīng)可將不銹鋼格柵安裝好,而利用內(nèi)壁的鋼護筒止水,所以只要將內(nèi)壁的鋼護筒割除后就可以了。3.8 dn1800鋼管安裝首先對安裝鋼管位置的基槽進行水下平整處理,鋼管

12、采用直接伸入井體內(nèi),而后在預留孔口進行封堵,在井壁外部加設鋼壓板(鋼管沉放前預先套在鋼管外側(cè),直徑2.2米左右)。在防汛堤外側(cè),沉管與原頂管采用鋼哈弗接頭。3.9恢復河床及安裝砼護坦板在水下管道安裝完成后,對管道基槽進行回填,同時對井體外側(cè)進行回填平整處理。在沉井出水口2500范圍安裝砼護坦板。3.10主要技術參數(shù)沉井(箱)參數(shù)井體外徑5.6m,井體內(nèi)徑5m,井壁40cm,井身高8.85m。鋼筋混凝土比重ph=2.4t/m3;水的比重pw=1t/m3;鋼護筒鋼板=6mm;浮筒參數(shù)浮筒直徑2.2m,長筒8m,短筒6m,鋼護筒鋼板=10mm;沉井(箱)可浮運性檢算: g 沉井自重力(t); fj

13、水向上對井體的浮力(t)。 ft 水向上對浮筒的浮力(t)。 g(2.8*2.8*3.14-2.5*2.5*3.14)*8.85*2.4+2.5*2.5*3.14*2.4*2.8=237.9tfj3.14*2.82 * 6.85*1168.6t (入水深度6.5m)ft3.14*1.12*(6+8)*2106.4tft + fj g(可以)故知,沉井可以浮運。3.11監(jiān)控量測挖泥船定位采用陸上設置挖泥導標及岸上用全站儀或經(jīng)緯儀進行測量、校核、檢查,對水下基槽開挖定位:。通過設立的水尺掌握水位,由水位和槽底水深換算出基槽底高程,船上測量人員通過對水深的測量來挖制槽底高開挖高程。沉放測量的平面位置

14、用經(jīng)緯儀前方音交會法;高程的控制測量采用水準儀,平面位置、標高、預留管道口位置調(diào)整采用浮箱、拖船配合。4、施工注意事項1、施工前,收集水位資料、地形資料及地方管理資料,了解回淤情況以及有無地下構筑物,確定采用合理施工作業(yè)時間。2、溝槽開挖實時測量控制很關鍵,測量結(jié)果隨時反饋到開挖操作員手中按照測量結(jié)果進行修正,嚴禁超挖、防止欠挖。確保開挖位置的準確性和平整度滿足規(guī)范要求。3、基礎墊層必須采用碎石進行整平,潛水員用刮尺檢測碎石墊層平整度,確保平整度滿足規(guī)范要求。4、箱體的制作是個關鍵,選擇熟練的焊工進行施焊確保焊縫的密封性。5、井體砼澆筑亦分節(jié)進行,而且要與箱體接縫錯開最少50cm。6、井體的浮運時必須注意安全,因為進體的高度較在而又是一個園柱體,必須對浮運時可能出現(xiàn)的問題作出詳細的分析;浮運時不僅要考慮施工船只的安全,也必須考慮浮運對通航的影響,因此實施該項作業(yè)時需向海事部門聯(lián)系取得他們的幫助,必要時,由護航船只進行護航。7、在井管沉放過程中施工船嚴格控制井壁沉放的平面位置及預留孔的角度,利用浮筒上手拉葫蘆調(diào)整井管的垂直度,確保滿足規(guī)范要求。5、施工效果按此方案施工,2006.10.10日完成排放口工程全部工作。經(jīng)核算采用整體預制浮運沉放沉井(箱)比采用傳統(tǒng)的筑島法施工節(jié)約施工成本180萬元整,筑島法施

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