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1、1 / 34 文档可自由编辑打印 南水北调中线一期穿黄工程南水北调中线一期穿黄工程-A-A 标标 北岸竖井北岸竖井水下施工方案水下施工方案 编制： 审核： 审批： 南水北调中线一期穿黄工程 中隧集团葛洲坝集团联合体项目经理部 2007 年 2 月 19 日 2 / 34 文档可自由编辑打印 目目 录录 一、总体施工方案一、总体施工方案.5 5 二、施工布置二、施工布置.6 6 2.12.1 竖井水下开挖设备布置竖井水下开挖设备布置 .6 6 2.22.2 施工现场总体布置施工现场总体布置 .6 6 三、水下开挖施工三、水下开挖施工.7 7 3.13.1 混凝土临时底板破除混凝土临时底板破除 .
2、7 7 3.23.2 竖井充水竖井充水.7 7 3.33.3 钢结构施工平台搭设钢结构施工平台搭设.8 8 3.43.4 水下开挖施工水下开挖施工.9 9 3.53.5 水下开挖施工技术措施水下开挖施工技术措施.1010 3.63.6 竖井水下开挖安全施工与监测措施竖井水下开挖安全施工与监测措施.1111 3.73.7 水下开挖质量检查水下开挖质量检查.1212 四、水下混凝土浇筑施工四、水下混凝土浇筑施工.1313 4.14.1 混凝土导管布置混凝土导管布置 .1313 4.24.2 混凝土浇筑强度混凝土浇筑强度 .1414 4.34.3 混凝土浇筑设备及相关机具的配置混凝土浇筑设备及相关机
3、具的配置 .1515 4.44.4 施工方法施工方法.1616 4.54.5 水下混凝土性能水下混凝土性能.1616 3 / 34 文档可自由编辑打印 4.64.6 浇筑过程质量控制措施浇筑过程质量控制措施.1717 4.74.7 水下混凝土主要原材料汇总水下混凝土主要原材料汇总.1717 4.84.8 封底混凝土下部砂层封底混凝土下部砂层 45.545.550.5M50.5M 高程灌浆施工高程灌浆施工 .1717 五、竖井水下施工进度安排五、竖井水下施工进度安排.2222 六、水下施工存在的问题和处理措施六、水下施工存在的问题和处理措施.2323 6.1.6.1.井内涌水孔道封堵井内涌水孔道
4、封堵.2323 6.26.2 排水减压措施排水减压措施 .2323 6.36.3 竖井内高喷桩处理措施竖井内高喷桩处理措施.2323 6.46.4 水下施工地连墙稳定措施水下施工地连墙稳定措施.2424 6.56.5 水下施工混凝土面高差控制施工措施水下施工混凝土面高差控制施工措施 .2424 七、资源配置七、资源配置.2424 7.17.1 主要施工设备及其性能参数主要施工设备及其性能参数 .2424 7.27.2 施工人员配置施工人员配置.2525 八、水下施工应急预案八、水下施工应急预案.2626 8.18.1 水下开挖应急措施水下开挖应急措施.2626 8.28.2 项目经理部应急程序
5、与措施项目经理部应急程序与措施.2727 8.38.3 应急处理程序应急处理程序.2828 8.48.4 应急资源储备应急资源储备.2929 九、施工组织机构九、施工组织机构.3030 4 / 34 文档可自由编辑打印 十、工期保证措施十、工期保证措施.3131 十一、十一、 质量组织保证措施质量组织保证措施.3232 十二、十二、 水下施工总体质量控制措施水下施工总体质量控制措施.3232 十三、安全、文明施工十三、安全、文明施工.3333 13.113.1 安全施工措施安全施工措施.3333 13.213.2 环境保护措施环境保护措施.3434 5 / 34 文档可自由编辑打印 一、总体施
6、工方案一、总体施工方案 将竖井充水到 105m 高程，在竖井井口大型钢结构施工作业平台上，安放射水 冲击反循环抽砂设备、回转反循环抽砂设备以及相应配套开挖设施，将竖井 50.5m65.5m 高程之间的土体挖除，采用边壁清理和井内障碍物处理措施完成水下 开挖。而后水下浇筑 C20 封底混凝土及高压灌浆以代替高喷封底，高压灌浆厚度 5.0m（高程 45.5m50.5m）、封底混凝土厚度为 5m（高程 50.5m55.5m），封底 混凝土以上采用 2MPa 塑性混凝土水下浇筑到高程 63.0m，最后采用分层开挖逆作法 完成高程 66.5m 以下竖井结构工程施工。水下开挖施工程序见图 1。 水 水土
7、破除砼底板 竖井充水外水补给 搭设竖井平台 开挖设备就位 开挖抽砂 外水补给 开挖结束验收 边壁清理 下设浇筑导管、灌浆预埋管、减压排水管 水土分离 封底混凝土浇筑 碴土外运 开挖设备撤离 浇筑设备就位 导管二次就位 提离导管 待凝 24 小时 抽水观测 封底浇筑结束 浇筑回填混凝土 等强 浇筑混凝土结束 分层开挖施作内衬 灌浆处理 竖井结构工程结 束 封堵减压井 6 / 34 文档可自由编辑打印 二、施工布置二、施工布置 2.1 竖井水下开挖设备布置竖井水下开挖设备布置 在竖井井口搭设钢结构施工作业平台，其上布置 2 台射水反循环和 2 台回转反 循环开挖机械，相关配套设施布置在竖井平台上。
8、将竖井内面积四等分，2 台回转 反循环机械对角布置，2 台射水反循环也对角布置，以使射水反循环机械和回转反 循环机械水下抽砂优势互补。竖井施工便梯部位埋设 2 套长 40m、直径 89mm 钢管至 现竖井底部，作为高压水冲刷其底部泥土的管具下设通道。 水下开挖设备布置见图 2。 2.2 施工现场总体布置施工现场总体布置 （1）砂水分离系统 碴土沉淀池和补水水池设置在竖井平台的南侧，充分利用原地连墙施工用泥浆 池。 图图 1 竖井水下开挖施工程序竖井水下开挖施工程序 2.0m 腰梁内边线 预埋钢管 射水反循环设备 回转反循环设备 图图 2 2 水下开挖设备布置图水下开挖设备布置图 7 / 34
9、文档可自由编辑打印 （2）供水、供电系统 施工用电利用竖井施工平台现有电源、竖井补水利用现有竖井平台外两口深井 水源、平台上竖井与灰浆防渗墙间降水井水源。 （3）施工平面布置 施工现场总体布置见图 3。 三、水下开挖施工三、水下开挖施工 3.1 混凝土临时底板破除混凝土临时底板破除 为了在竖井内施作高压旋喷封底，在高程 65.5m 处施作了 30cm 厚钢筋混凝土 底板，作为高喷封底施工平台，现进行水下开挖施工，需要破除此部分底板混凝土。 砼破除采用液压冲击锤破除，碴土由反铲装入碴斗通过 40t 门吊垂直吊运，装 载机及自卸汽车运至弃碴场统一处理。在破除过程中井内采用 NJ05、NJ06 降水
10、井、 竖井中心的排污坑以及临时在竖井的东南面开挖积水坑进行排水。 3.2 竖井充水竖井充水 竖井底板破除后，除竖井施工便梯外，及时拆除竖井壁上影响水下开挖施工的 补水管道 水井 变电房 1：3 南侧 西侧 竖井平台 沉淀池 500m3 上平台道路 图图 3 3 施工场地总平面布置示意图施工场地总平面布置示意图 水池 500m3 排砂管道 8 / 34 文档可自由编辑打印 排水管、混凝土输送管等设施。停止竖井内降水，竖井内涌水自然上升,考虑到竖 井准备进行水下开挖。充水设备采用现场已有泥浆泵（其排量可达 100m3/h台）。 3.3 钢结构施工平台搭设钢结构施工平台搭设 根据工程需要，水下开挖施
11、工，平台上需布置 4 台套开挖设备。其中 2 台射水 反循环和 2 台回转反循环设备，每台设备重 15 吨，共计 60 吨。 3.3.13.3.1 主梁主梁 竖井直径 16.4m，根据井口直径按照间距 1.8m 布置 10 根主梁，主梁选用双拼 工字钢梁，间隔 1m 焊接 10mm 厚加劲钢板，其中中间 6 根分别长 20m，两侧各两根 分别长 15m。中间跨度最大的三根主钢梁底部各采用两根 I36b 型工字钢加强，工 字钢长 10m。 3.3.23.3.2 横梁横梁 双拼工字钢主梁上间隔 2m 布置 20#槽钢，3 根一组，共设 6 组，长 18m。 3.3.33.3.3 板材板材 主梁与横
12、梁搭设完成后，在槽钢的空隙中铺设 5cm 厚木板给作业人员提供操作 平台，木板铺设覆盖全部井孔。 钢结构平台布置图见下图 4。 9 / 34 文档可自由编辑打印 图图 4 4 竖井钢结构平台图竖井钢结构平台图 3.3.43.3.4 钢结构施工平台搭设施工钢结构施工平台搭设施工 北岸竖井冠梁上搭设 10 根 50cm70cm 的主梁,主梁以门吊吊放就位，按 181.4/235cm 间距和位置南北向布置；主梁就位后，布置横梁，横梁为 20cm20cm 槽钢,三根并排为一组,净间距为 2.0m,最后铺设钢板和 5cm 厚木板。横梁和主梁焊 接，专业焊工施焊；钢板和木板通过焊接和铅丝捆绑固定在横梁上。
13、 3.3.5 钢结构施工平台搭设施工注意事项 为确保施工安全，平台上布置四台钻机时，将射水反循环机械安排在外围，回 转反循环设备安排在竖井中心区域。 一根主梁上不得同时安排 3 台设备；一台设备在主梁中间时，该主梁不得安排 第二台设备同时进行水下开挖作业。 3.3.6 钢结构施工平台主梁承载力验算 见附件钢梁承载力验算 10 / 34 文档可自由编辑打印 3.4 水下开挖施工水下开挖施工 3.4.13.4.1 水下开挖施工方法水下开挖施工方法 水下开挖施工选用 2 台射水冲击反循环抽砂设备和 2 台反循环回转设备，配套 砂石泵流量 180m3/h台，通过钻头的冲击射水搅动使砂土在水中悬浮，射水
14、压力 0.20.8MPa，同时由砂石泵抽排至地表自行沉淀的方法进行砂水分离；硬块及旋 喷试验桩体等井内杂物用机械抓斗抓除。地连墙边壁残留土体利用高喷台车高压水 切割冲刷，使其剥落由砂石泵排出。 井内土体水下开挖到 50.5m 高程。水下开挖分层施作，控制每天开挖深度（小 于 2.0m/d），同时监测地连墙变形情况。在水下开挖过程中，保持竖井内水位基本 不变，并在井外储备一定数量的补水，以减弱井外水土压力对地连墙墙体的影响和 满足砂石泵的工作需要。竖井内 A 区高喷施工产生的浆液凝固体硬块滑落竖井中心 区域后用抽砂设备井底钻头冲击破碎，砂石泵的通径 150mm 因此较小碎块可以通过 砂石泵随砂土
15、一同排出井外,较大碎块用抓斗抓取到竖井外。 砂石泵抽排的泥沙通过沉淀池自行沉淀，上部清水由与抽砂泵相配套的排水泵 抽回竖井，沉淀池内砂土由反铲配合自卸车运至弃碴场。 3.4.23.4.2 水下开挖施工强度水下开挖施工强度 （1）抽砂强度 泥砂方量 993.14（65.5-50.5）=3815.1m3。抽排水中含沙量按 5%，每台 设备抽排能力 180m3/h，利用率按 60%考虑，每天工作时间按 20h 计，计算每日出 土量和施工用时。 每日出土量：18040.65%20=432m3 施工用时：3815.1432 = 8.8 取 9 天 （2）补水强度 抽排总量 3815.15=76302m3
16、， 一天正常抽排量：18040.620=8640m3， 一天正常补水 86401.25 = 10800m3/d （富余系数 1.25） 。 补水使用泥浆泵（流量 100m3/h台） ，需要泵数量 10800（10020）= 6 台， 即采用 6 台泥浆泵往竖井内补水（泥浆泵准备 8 台,其中 2 台备用） 。 11 / 34 文档可自由编辑打印 3.5 水下开挖施工技术措施水下开挖施工技术措施 3.5.13.5.1 水下开挖面深度控制水下开挖面深度控制 为避免水下开挖井内埋钻事故，对各台开挖设备井内开挖深度进行控制，深度 差控制在 1.5m 内，即挖出一个凹坑后，将设备转移到凸起部位进行开挖；为此安 排 4 个人员组成水下施工测量班组，采用重锤进行开挖面高程测量，每点测量 3 次 取其平均值，依据测量数据四台设备沿顺时针方向移动，以确保开挖面均匀下降， 避免高处砂土倾覆对孔底机具挤压，造成埋钻事故。 3.5.23.5.2 竖井内障碍物清理措施竖井内障碍物清理措施 对竖井采用水下开挖，需要对井内障碍物进行清理。竖井内障碍物主要有旋喷 试验桩、降水井井管、A 区旋喷桩破损桩头，以及 A 区
