混凝土沉井接高施工方案.docx
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混凝土沉井接高施工方案
混凝土沉井接高施工方案
一、概述
1、工程概况
混凝土沉井高32m，分6个节段，节段划分为2×7m+6m+4.4m+1.6m+6m，两节7m高的节段结构尺寸同钢沉井标准节段，往上6m+4.4m高的节段结构尺寸较标准节段向四周各加宽1m，顶部1.6m+6m有承台部分较6m+4.4m节段向四周各加宽2.2m（见图1）。
图1混凝土沉井结构示意图
混凝土沉井采用翻模法施工，混凝土浇注总方量为29228m3，钢筋1616.9t。
共6个节段分6次浇筑，第一、二节浇筑7m，第三节浇筑6m，第四节浇筑4.4m，第五节浇筑1.6m，第六节浇筑6m。
2、水文条件
桥位区施工期流量、流速见表1。
桥位区施工期流量、流速表表1
流量
（m3/s）
12000
20000
30000
43000
65000
80000
91000
行近流速（m/s）
0.80
1.00
1.20
1.50
1.96
2.38
2.81
河段内水位在潮汐的作用下，每日有2涨2落的变化，水文数据如下：
◇多年最高潮位：
6.13m（1983年国家高程，下同）
◇多年最低潮位：
-1.11m
◇最大潮差：
2.92m
◇平均高潮位：
3.88m
◇平均低潮位：
-0.26m
◇落潮流速：
洪水期1.5m/s，中水期1.0m/s，枯水期0.5m/s。
3、气象条件
泰州大桥位区位于长江下游东部接近长江口区，属亚欧大陆东部亚热带季风气候。
呈现四季分明、冬冷夏热、春温多变、雨热同季、冬夏长而春秋短、灾害性天气种类多而且频繁发生的特点。
扬中、泰兴累年各月主要气象要素分别见表2。
扬中、泰兴累年各月主要气象要素值表表2
项目
泰兴
扬中
8
9
10
11
12
年
8
9
10
11
12
年
平均气温（℃）
27.3
22.9
17.2
11
4.7
15.3
27.2
22.8
17.2
11
4.8
15.3
降水量（mm）
138.5
93.7
54.6
54.3
30.6
1030
135.3
97.3
55.5
57
31.3
1062
平均风速（m/s）
2.7
2.6
2.5
2.6
2.6
2.8
2.9
2.7
2.6
2.8
2.7
3
相对湿度（%）
84
82
78
77
75
79
85
83
78
76
74
78
雨日数（≥0.1mm）
11.6
10.6
9.3
8.6
7.1
124.4
11.1
9.8
8.3
7.8
6.3
117.3
暴雨日数（≥50mm）
0.5
0.4
2.4
0.6
0.4
0.1
0.1
3.4
雾日（天）
4.2
4.1
5.7
4.7
4.6
48.3
1.6
3.1
5.1
4.4
4
34.4
雪日（天）
0.2
1.3
9.6
0.2
1.4
9.8
雷暴日（天）
7.5
2.5
0.4
0.2
31
7.7
2.7
0.4
0.3
0.1
32.3
大风日（≥8级）
1
0.5
0.4
0.7
0.8
10.5
1.5
0.6
0.6
0.9
0.8
11.9
高温日数（≥35℃）
2.7
0.4
8.8
1.9
0.2
6.1
低温日数（≤0℃）
2
13.1
52.2
2
12.6
49.3
蒸发量（mm）
184.3
138.9
116.3
78.7
56
1453
177.1
131.8
109.3
77
56.3
1392
泰州大桥位于东亚季风区，盛行风向随季节的变化十分明显。
全年以东北东和东风为最多，频率达10%；东南东风次之，频率为9%；东南风居第三位，频率为8%。
临时码头年平均风速为2.8~3.0m/s。
各月的平均风速以3、4月最大达到3.4~3.5m/s，10月份最小为2.5~2.6m/s。
7~8扬中台风大风以上过程次数和频率见表3。
扬中台风大风以上过程次数和频率表（1959～2005）表3
月份
台风
大风以上
大风
强风
无大风
次数
次数
频率
次数
频率
次数
频率
次数
频率
7
18
7
38.9
5
27.8
2
11.1
11
61.1
8
40
24
60.0
10
25.0
14
35.0
16
40.0
9
26
15
57.7
3
11.5
12
46.2
11
42.3
10
7
4
57.1
2
28.6
2
28.6
3
42.9
11
1
0
0
0
0
0
0
1
100.0
合计
92
50
20
30
42
泰州大桥接近长江口，地处北亚热带季的北缘，一年四季兼受西风带、副热带高压和热带天气系统的影响，气候复杂，灾害性天气频繁，灾种多、发布广、成灾率高。
洪涝、干旱、连阴雨、暴雨、台风、寒潮、雷暴、冰雹、霜冻、大雪、大风和浓雾等时有发生。
二、混凝土沉井接高主要施工方法
1、混凝土沉井接高施工的总体安排
当钢沉井隔舱混凝土浇筑完毕、下沉到位、施工缝处理后（此时钢沉井保留干舷高度3.5m），开始混凝土沉井接高施工。
首先进行钢筋制安，钢筋采用分节、分片制作，整体吊安；模板采用翻模法，断面1次浇注到位，根据沉井接高与下沉的顺序逐段施工；沉井混凝土采用两艘混凝土拌和船拌制，拖泵泵送，经由泵管——中心集料斗——溜槽——承料斗——导管——混凝土入舱，两艘拌和船分别布置在沉井两侧，向沉井供应混凝土。
其浇筑布置见图2，图3。
图2混凝土浇筑布置示意图
图3中心集料斗布置示意图
2、混凝土沉井接高施工工艺及设备
2.1、施工工艺流程
2.2、混凝土沉井接高施工
按沉井接高与下沉的顺序，采用翻模方法逐段进行混凝土沉井的接高施工，其施工步骤如下：
2.2.1、钢筋施工
钢筋采用分片整体加工、安装，根据沉井混凝土分节高度和尺寸，钢筋拟采用分舱定尺规格生产。
①钢筋加工、运输
钢筋在后场加工车间按标准化生产，在骨架胎模上分节、分片制作，根据运输、起吊设备性能，单节钢筋网片尺寸约为7*7m（6m），并设置必要的型钢骨架以加强钢筋骨架的整体强度，型钢骨架的分段同钢筋网片，单块最大重量不大于15t（见图3）。
加工好的钢筋骨架按安装要求分节、分类编号，根据前场需要，用平板车运至临时码头，由码头桅杆吊吊上运输船运至沉井施工现场。
图3钢筋网片型钢骨架布置图
②钢筋连接
混凝土沉井最大钢筋为Ф16mm，采用绑扎连接或按设计要求焊接，每个断面接头数量不大于50%，接头位置满足规范及设计要求。
帮扎接头的搭接长度应大于35d，焊接接头的焊缝长度双面焊应大于5d，单面焊大于10d。
③钢筋安装
钢筋安装采取整体接长安装工艺。
钢筋按沉井混凝土分节高度和分舱尺寸进行配置，在车间进行分片加工，与型钢骨架连结成整体骨架，整体骨架重量控制在塔吊起吊能力15t内，然后现场采用整体吊安。
采取整体接长安装工艺可以保证混凝土沉井施工进度要求，同时质量也容易得到保障。
对首节钢筋安装，其底部插入钢沉井内1m，处于悬空状态（钢沉井顶部预留2m），需在钢沉井顶部预留孔，将钢筋网片的钢筋伸入孔内，型钢骨架焊结在钢沉井顶部来固定钢筋网片。
④钢筋制安的质量要求
钢筋的级别、根数、直径和间距均应符合设计要求，帮扎和焊接的钢筋网片和骨架不得变形、松脱和变形，钢筋位置的偏差应满足表2的要求。
钢筋位置允许偏差表2
检查项目
允许偏差（mm）
受力钢筋间距
两排以上排距
-5，+5
同排
-20，+20
横向水平钢筋
0，-20
钢筋骨架尺寸
长
-10，+10
宽、高或直径
-5，+5
弯起钢筋位置
-20，+20
保护层厚度
-10，+10
2.2.2、模板施工
①模板配置
根据沉井每断面1次性浇筑到位，模板配置上第一、二层混凝土沉井竖向配置1m+5m+1m的模板（混凝土沉井模板主要是外壁模板圆弧部分半径有变化，直模板相同），第三至第六层混凝土沉井部分尺寸加大，另配8块外壁圆弧模板，内隔墙、外壁直模板利用原模板，底模用第一、二层混凝土沉井施工时使用的直模板进行改装，模板使用流程见图4。
图4a7m+7m节段时模板使用流程
图4b6m+4.4m节段时模板使用流程
图4c1.6m+6m节段时模板使用流程
图4沉井模板使用流程示意图
②模板结构
分沉井外壁模板结构和内隔墙模板结构，其结构平面布置见图5。
图5沉井模板平面配置示意图
井外壁翻模系统：
面板采用大块刚性钢模板，围檩采用桁架结构，同时可作施工操作平台用。
围檩与面板采用螺栓连接或焊接，内外侧模板之间采用对拉螺杆连接，内外侧模板可分成8—12个单元（单块最重约8t），每个起重单元必须满足在起重设备最大吊重内，其结构布置见图6、7、8。
图6混凝土沉井外壁模板结构示意图一
图7混凝土沉井外壁模板结构示意图二
图8混凝土沉井外壁模板结构示意图三
内隔墙翻模系统：
较外壁模板相同，由大块钢模板和桁架结构组成，其结构布置见图9。
图9混凝土沉井内隔墙模板结构示意图
在第一节沉井钢筋接长后，开始进行翻模系统安装，安装、拆除顺序按翻模工艺流程中的顺序进行，在沉井下沉时应将翻模系统拆除，防止对模板系统造成损坏。
③模板加工、运输
模板加工在后场加工车间或专业生产厂家进行，为了方便运输，沉井外壁模板的侧模分成20套加工，弧形模板分成24套加工；内隔墙模板分成24套加工，操作平台单独加工，现场用螺栓连接。
模板的加工制作严格按照设计图纸进行，加工的模板面板平整，面板间接缝严密、不漏浆，保证结构物外露面光洁，线条流畅。
加工完成的模板需在加工场地进行试拼，经检验达到设计及规范要求后，再拆散运至现场。
运输利用平板车及运输船进行。
④模板安装
钢筋施工完成后，开始进行模板安装，先安装面板，再安装围檩或骨架及操作平台，用对拉螺杆及外部支撑进行固定。
模板安装时需注意：
模板安装前，仔细检查其表面是否干净，涂抹的脱模剂是否均匀。
模板的安装严格设计要求的顺序进行。
严格控制模板拼装精度，保持模板在整个施工中光洁、平整，模板安装牢靠且与设计尺寸的误差满足规范要求。
对安装到位的模板固定牢靠，避免混凝土浇筑过程中模板移位。
尽可能避免在模板附近进行焊接作业，若必须焊接时，在模板方向用薄铁皮作保护，确保焊渣不溅落到模板上。
模板安装完成后，对其平面位置、顶部标高、节点联接及纵横向稳定性进行检查验收，合格后方可使用。
⑤模板拆除、保养
在混凝土浇筑完毕达到一定强度后，方可拆除模板，拆除下来的模板要整齐堆放并及时保养。
严格控制拆模时间，模板在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆摸而受损坏时进行拆除（拆除前先对试件作抗压试验）。
冬期混凝土施工期间，在混凝土达到要求的抗冻强度前作好养护工作，防止内外温差过大。
对拆下的模板及时检查、修复，清理模板表面，并涂刷脱模剂保养，以备下次使用。
模板表面避免重物碰撞和敲击，严禁用尖利的硬物刮刻木模表面。
⑥模板加工、安装的质量要求
模板应按设计要求进行制作、安装，其制作、安装精度应满足表3及表4的要求。
模板制作允许偏差表3
检查项目
允许偏差（mm）
外形尺寸
长和高
0，-1
肋高
-5，+5
面板端偏斜
<±0.5
连接配件的孔眼位置
孔中心与面板间距
-0.3，+0.3
板端中心与板端间距
0，-0.5
沿板长、宽方向的孔
-0.6，+0.6
面板局部不平
1.0
板面和板侧挠度
-1.0，+1.0
模板、支架安装允许偏差表4
检查项目
允许偏差（mm）
模板标高
-15，+15
轴线偏位
15
模板相临两板表面高差
2
模板表面平整
5
支架
纵轴的平面位置
30
标高
-10，+20
2.2.3、混凝土浇筑
混凝土入仓要分层进行，浇注中控制好每层浇注厚度，每层厚度不大于30cm以便工人振捣作业；振捣时应注意振捣棒头插入砼的间距、深度与作用时间，防止漏振和过振，保证砼密实度。
若控制不好，会影响砼的内在质量。
混凝土浇注要连续进行，中间因故间断不能超过前层砼的初凝时间，混凝土浇注到顶面，应按要求修整、抹平。
混凝土布料时，按一定的平面距离布设串筒，控制其倾落高度不超过2m，确保混凝土不发生离析，同时避免因倾落高度过大使混凝土溅到上层模板上而造成混凝土表面缺陷和色差。
混凝土按30cm厚度分层和一定顺序和方向浇筑。
防止混凝土表面出现明显的分层界面线，在泵管出口处加接三通，增加了出料口，缩短上、下层混凝土浇筑间隔时间，在振捣上层混凝土时振捣捧插入下层混凝土50～100mm，使上下层混凝土融为一体。
混凝土振捣使用插入式振捣器，移动间距不超过振捣器作用半径的1.5倍，与侧模保持50～100mm的距离，振捣时间一般控制在30s左右，振捣棒快插慢拔，保证了混凝土振捣密实，不得出现漏振、欠振或过振。
振捣模板附近的混凝土时，既要振捣好，又不得碰撞模板和埋设好的预埋件、绑扎好的钢筋，尤其是靠近模板的钢筋。
为减少混凝土表面气泡，混凝土浇筑过程中采用二次振捣工艺（特别是模板附近），即第一次振捣在混凝土布料后进行，第二次振捣在保证混凝土内在质量的前提下进行，一般是在下一层混凝土入仓前完成。
为防止混凝土松顶而影响混凝土的内在和外观质量，每次混凝土的顶层在初凝前进行二次振捣，并清除振捣后产生的表面浮浆。
为减小每次混凝土顶部与其它部位的色差，适当减小每次最上层混凝土的坍落度。
同时稍微超浇，以便在清除表面浮浆、凿除混凝土松散层后不影响施工接缝的处理。
混凝土浇筑完成初凝后及时洒水养护，使混凝土表面始终保持潮湿状态。
混凝土浇注完毕终凝后开始洒水养护，在混凝土顶上覆盖土工布，并使土工布保持潮湿，模板未拆除前向模板表面洒水降温。
模板拆除后，在混凝土表面喷洒养护剂进行养护，直至达到养护时间。
2.2.4、混凝土沉井施工缝的处理
本混凝土沉井施工缝对防水要求较高。
沉井有纵向、横向施工缝，施工缝采用人工凿毛方式进行处理，凿除表面砂浆及松散混凝土，露出新鲜混凝土粗骨料的1/3，并用高压水冲洗干净。
2.2.5、混凝土的技术性能
混凝土沉井标号为C30，主要采用泵送干浇筑混凝土，其配合比、原材料及拌和物的技术性能要求如下：
混凝土初始塌落度：
18～20cm；初始扩展度：
50cm；
混凝土2h坍落度：
16～18cm；2h扩展度：
40～50cm；
混凝土凝结时间：
15～20h；
混凝土拌和物工作性良好，无离析和骨料堆积现象；
混凝土拌和物无泌水，有良好的填充性和间隙通过性；
其配合比须严格试配，坍落度控制在16～18cm，初凝时间不小于18小时并根据施工季节，输送高度等实际情况的变化进行调整，以确保混凝土施工质量。
2.3、砼沉井施工中的质量通病及其防治措施
2.3.1、外壁粗糙、鼓胀
1）现象
沉井浇筑混凝土脱模后，外壁表面粗糙、不光滑，尺寸不准，出现鼓胀，增大与土的摩阻力，影响顺利下沉。
2）原因分析
①模板不平整，表面粗糙或粘有水泥砂浆等杂物未清理干净，脱模时，混凝土表层被粘脱落。
②采用钢模板，未刷或局部漏刷隔离剂，拆模时，表皮被钢模板粘结脱落。
③模板接缝、拼缝不严密，使混凝土中水泥浆流失，而使表面粗糙；或混凝土振捣不密实，部分气泡留在模板表面，混凝土形成粗糙。
④筒壁模板局部支撑不牢，或支撑刚度差，或支撑在松软土地基上；浇筑混凝土时模板受振，或地基浸水下沉，造成局部模板松开外壁鼓胀。
⑤混凝土未分层浇筑，振捣不实，漏振或下料过厚，振捣过度，而造成模板变形，筒壁表面出现蜂窝、麻面或鼓胀。
3）预防方法
①模板应经平整，板面应清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。
②模板接缝、拼缝要严密，如有缝隙，应用油毡条、塑料条、纤维板或刮腻子堵严，防止漏浆。
③模板必须支撑牢固，支撑应有足够的刚度；如支撑在软土地基上应经加固，并有排水措施，防止浸泡。
④混凝土应分层均匀浇筑，严防下料过厚及漏振、过振，每层混凝土均应振捣至气泡排除为止。
4）治理方法
井筒外壁粗糙、鼓胀主要是增大了下沉摩阻力，影响下沉，应加以修整。
即将粗糙部位用清水刷洗，充分湿润后，用素水泥浆或1：
3水泥砂浆抹光。
鼓胀部分应将凸出部分凿去、洗净，湿润后亦用素水泥浆或1：
3水泥砂浆抹光处理。
2.3.2、井筒裂缝
1）现象
井筒制作完毕，在沉井壁上出现纵向或水平裂缝，有的出现在隔墙上或预留孔的四角。
2）原因分析
①沉井井壁浇筑混凝土时，未对称均匀浇筑，致使沉井在浇筑砼时出现不均匀沉降造成井筒裂缝。
②拆模时末按对称均匀拆除，或拆除过早，强度不够，使沉井局部产生过大拉应力，而导致出现纵向裂缝。
③沉井筒壁与内隔墙荷载相差悬殊，内外侧水头差过大，沉陷不均，产生了较大的附加弯矩和剪应力造成裂缝；而洞口处截面削弱，强度较低，应力集中，常导致在洞口两侧产生裂缝。
④矩形沉井外壁较厚，刚度较大，而内隔墙相对较薄、较弱，因温度收缩，内隔墙被外壁约束而出现温度收缩裂缝。
3）预防措施
①沉井井壁浇筑混凝土时，应严格按确定方案对称均匀浇筑，并适当控制浇筑速度，砼面应同步、对称缓慢均匀上生。
②严格控制砼沉井的拆模强度，大型沉井应达到设计强度的100％，小型沉井达到70％，并需均匀对称拆除。
③严格控制沉井筒壁内外侧水头差在设计要求范围内；对沉井孔洞薄弱部位，应在四角增设斜向附加钢筋加强。
④矩形沉井在外壁与内隔墙交接处应适当配置温度构造钢筋。
4）治理方法
①对表面裂缝，可采用涂两遍环氧胶泥或再加贴环氧玻璃布，以及抹、喷水泥砂浆等方法进行处理。
②对缝宽大于0.1mm的深进或贯穿性裂缝，应根据裂缝可灌程度采用灌水泥浆或化学浆液（环氧或甲凝浆液）的方法进行裂缝修补，或者采用灌浆与表面封闭相结合的方法。
缝宽小于0.1mm的裂缝，可不处理或只作表面处理即可。
2.3.3、井筒歪斜
1）现象
井筒浇筑混凝土后，筒体出现歪斜现象，影响沉井下沉的垂直度控制。
2）原因分析
①沉井处的地质强度不均，分布不均，或未均匀吸泥，致使筒体混凝土浇筑后产生不均匀下沉。
②沉井一次浇筑高度过大，重心过高，易于产生歪斜。
③沉井制作质量差，刃脚不平，井壁不垂直，刃脚和井壁中心线不垂直，使刃脚失去导向功能。
3）预防措施
①细了解沉井处的地质，如有强度不均或软硬不均地质，应采取相应处理方法。
A
②井应控制一次最大浇筑高度在12m以内，以保持重心稳定。
③格控制模板、钢筋、混凝土质量，使井壁外表面光滑，井壁垂直。
各部尺寸在规范允许偏差范围以内。
4）治理方法
井筒已歪斜，可在开始下沉时，采取在歪斜相反方向，刃脚较高的部位的一侧加强吸泥，在歪斜的方向较低的一侧少吸泥来纠正。
2.4、混凝土沉井施工设备
1、混凝土拌合船
混凝土生产结合混凝土沉井施工情况，采用两艘水上拌合船（见图10）生产，该船其实际混凝土生产能力可达120m3/h，具有强大的混凝土生产输送能力，其技术参数及工作性能参见其主要技术性能参数表。
水上搅拌船主要技术参数：
理论生产能力120m3/h
船长L85.80m
型宽B23.40m
型深D5.45m
设计吃水ds3.20m
结构吃水dg3.60m
石料舱容积：
1000m3
图10混凝土搅拌船
因混凝土一次性灌注方量较大，拌合船自身的混凝土原材料储量有限，需边灌注边补充原材料。
2、井壁塔吊
井壁塔吊采用中升25100动臂式塔吊，见图11，共配置4台。
塔吊布置在沉井外格舱上。
塔吊基础设置在钢沉井隔舱内壁，塔吊并随混凝土接高而顶升。
埋置于混凝土沉井格舱内的塔吊塔身部分不考虑拆除。
图11中升25100动臂式塔吊
中升25100动臂式塔吊主要性能参数：
工作幅度:
3m～30m；
吊重量：
最大25t，最小14t；
起升速度：
30m/min；
最大自由高度：
76m；
标准节尺寸：
6m×2.7m×2.7m；
回转速度：
0～0.6r/min；
变幅速度：
4min；
功率：
190kW；
工作风速：
20m/s；
非工作状态允许最大风速：
42m/s。
三、资源计划
混凝土沉井在夹壁混凝土施工完成后立即进行施工，计划从2008年3月初开始施工，至2008年10月完成。
混凝土沉井施工人力资源计划见表4。
船机设备计划见表5。
人力资源计划表表4
序号
工种
数量
1
技术主管
1
2
工长
3
3
技术员
5
4
试验员
2
5
质检员
2
6
安全员
2
7
电工
3
8
起重工
10
9
电焊工
16
10
混凝土工
50
11
机械工
10
12
普工
40
合计
144
船机设备计划表表5
序号
船机名称
规格型号
单位
数量
备注
1
水上搅拌船
120m3/h
台
2
2
泵管
Φ125
米
650
3
潮差补偿器
台
4
4
发电机
400KW
台
1
5
塔吊
25100动臂式
台
4
6
驳船
400t
艘
2
7
运输船
800t
艘
2
8
交通船
艘
3
9
电焊机
台
16
四、质量、安全、环保措施
4.1、质量保证措施
⑴所用水泥、砂、石、水、粉煤灰及添加剂的质量规格必须符合有关规范的要求。
按规定的配合比施工。
⑵保证人员配备的齐全，布料人员、木工、电工、杂工应一应俱全，且全部在现场值班，各自坚守自己的岗位。
⑶浇筑混凝土前，应对泵管、预埋件（检测仪器）进行检查，当检查符合要求后方可浇筑混凝土。
在混凝土浇筑期间，也必须不断地检查观测泵管稳固情况。
⑷混凝土下落高度不宜果大。
⑸控制布料点布料厚度，使各布料点均匀布料。
混凝土浇筑应连续进行，如因故间断时，其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间，允许间断时间应经试验确定。
4.2、施工现场安全
严格执行安全规定，严格执行穿好救生衣、戴好安全帽、不准穿拖鞋的规定。
在高空及悬空作业过程中，系好安全带，穿好救生衣，并加工好临时施工平台，保证施工安全。
施工过程中应严防铁件、钢丝绳等杂物坠落。
认真执行氧气、乙炔的防爆安全规定，并进行严格管理。
电焊机的设备必须符合安全要求，防止潮湿漏电。
随时检查用电线路、工用具是否完好，确保生产安全。
严格执行电器安全操作规程，经常安排有关人员对整个施工现场的电器设备进行安全检查，值班人员值班时不得离开岗位，确保用电安全。
4.3、施工期环保措施
⑴废弃的钢板、焊条等应集中堆放。
⑵浮吊、交通船等船泊、机械所用废油采用油水分
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