基礎(chǔ)工程降水井快速封堵施工工法

深基坑降水井快速封堵施工工法（NT2JGF-2008-06）江蘇南通二建集團(tuán)有限公司二〇〇八年五月深基坑降水井快速封堵施工工法1.前言長江三角洲經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，沿江城市將長江漫灘土地大量開發(fā)利用，僅南京河西新城區(qū)占地95平方公里，總投資1200億元。長江漫灘地區(qū)高程低、地下水豐富且高滲透性，幾乎所有建筑的地下深基坑施工都必須進(jìn)行降水措施。地下結(jié)構(gòu)施工期間，基坑持續(xù)降水，在地下結(jié)構(gòu)完成后對地下結(jié)構(gòu)內(nèi)降水井的封堵往往是工程施工的難點(diǎn)，強(qiáng)大水壓和水位快速上升的降水井必須在短時間封死，快速封堵必須確保安全并萬無一失。傳統(tǒng)封井方法各種各樣，如混凝土干料滿灌等，但均無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和操作指導(dǎo)書，封井時容易出現(xiàn)混亂和突發(fā)情況，導(dǎo)致封井失敗的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，各施工企業(yè)對此均不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐探索。2.工法特點(diǎn)2.1.封堵須統(tǒng)一指揮、同時開始，完成取泵或棄泵后，立即進(jìn)行封井蓋安裝或悶頭安裝阻水，并快速完成二道止水板焊接以達(dá)到快速封堵的效果。2.2.需充分做好準(zhǔn)備和操作分工交底，封井過程相比其它方法操作簡單、步驟少、速度快、無風(fēng)險、成本低、效果佳。取泵井只需22分鐘完成止水、棄泵井只需17分鐘完成止水。整個工作持續(xù)時間可控制在70分鐘內(nèi)全部結(jié)束。2.3.降水期間水位控制準(zhǔn)確，水泵更換維修方便，與其它降水工藝相比成本低、無風(fēng)險、效果好，能夠確保地下施工的安全、質(zhì)量。2.4.封堵時可取出部分或全部水泵降低成本。3.適用范圍適用于所有深基坑內(nèi)降水井的封堵處理。4.工藝原理基礎(chǔ)底板施工時，先預(yù)埋井套(已申報專利)，待地下結(jié)構(gòu)完成后，通過數(shù)據(jù)分析、試驗(yàn)來確定方案、操作分工交底及各項(xiàng)準(zhǔn)備，然后進(jìn)行封堵操作，先封堵取泵井，再封堵棄泵井。取泵井采用封井蓋安裝，棄泵井（提前1天安裝封井蓋）采用悶頭擰死，分別再填實(shí)混凝土干料，二層止水板焊接的方式形成止水確保封堵萬無一失。在停泵、取泵、封井蓋安裝/悶頭安裝、止水板焊接等操作的全過程實(shí)踐需分秒控制，要統(tǒng)一指揮，操作要嫻熟、迅速、準(zhǔn)確。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1.施工工藝流程圖5.1施工工藝流程圖圖5.2封井過程示意圖5.2．操作要點(diǎn).材料制作加工圖5.3封井裝置制作放樣圖5.2.2封井套預(yù)埋根據(jù)制作放樣圖做好封井套，在基礎(chǔ)底板施工時安裝，安裝順序?yàn)椋合冉壴宓卒摻睿ń邓變?nèi)的鋼筋應(yīng)斷開，進(jìn)行設(shè)計變更，邊上增加加強(qiáng)筋）→井套吊運(yùn)、安裝（降水井管周邊留井套直徑大范圍不澆筑混凝土墊層，安裝井套前座漿，保持井套穩(wěn)定）→綁扎上層鋼筋，并將上下層鋼筋與井套壁點(diǎn)焊，以保證混凝土澆筑時井套位置準(zhǔn)確。5.2.3封井準(zhǔn)備封井前準(zhǔn)備工作包括水壓、水位數(shù)據(jù)收集、方案編制和評審、有效性試驗(yàn)、編制詳細(xì)操作指導(dǎo)書及交底。1、數(shù)據(jù)收集收集各降水井水位差（水面與基礎(chǔ)底板面的距離）、水壓、停泵后水位上升時間等數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。如下表5.1降水井水位差、水壓統(tǒng)計分析表表5.1井號施工期間水位平均均差S1(mm)強(qiáng)抽后水位差S22(m)目前水位差S3((m)水位上升至井套的的時間t(minn`s)停泵后水位上升速速度v(cmm/min))=S3/tJ10.91.40.94`4218.8J22.352.802.4512`0020.4………………另外，夏、冬季封井時，井內(nèi)可能存在沼氣，影響焊接操作，因此應(yīng)對每個井進(jìn)行沼氣檢測，檢驗(yàn)可動火性。檢測方法：用燃燒的長木條深入井口觀察燃燒狀況（檢測要確保人員安全，離井口2m范圍），在無火苗竄出情況下，近距離觀察3-5min，火苗無明顯變化后可確認(rèn)為可動火。2、方案編制及評審方案除依據(jù)本施工工法編制外，最重要的是依據(jù)上述數(shù)據(jù)為各井進(jìn)行分類。1）、根據(jù)上述數(shù)據(jù)初步確定二類封堵（即棄泵井封堵、取泵井封堵），將水位上升時間(t)較長的確定為取泵井，反之確定采用棄泵井。劃分原則：A、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般在t≥7min內(nèi)可考慮為取泵井7，t≤7min內(nèi)應(yīng)考慮為棄泵井；B、棄泵井與取泵井的比例一般在3：1——1:4之間；C、棄泵井與取泵井的劃分根據(jù)井的平面布置，交錯選擇，不能出現(xiàn)多個取泵井在緊靠的狀況，必要時進(jìn)行計算分析和論證。2)、根據(jù)初步確定的二類封堵后，再次進(jìn)行試驗(yàn)收集第二次數(shù)據(jù)：先強(qiáng)力抽水2小時候，將確定的取泵井停機(jī)、棄泵井繼續(xù)強(qiáng)力抽水，收集取泵井的水位上升時間。取泵井封堵試驗(yàn)記錄分析表表5.2-1取泵井號當(dāng)前水位差S1((m)強(qiáng)抽2t后水位差S2((m)水位上升至井套的的時間t(minn`s)停泵后水位上升速速度v(cmm/min))=S1/tQ22.452.8011`5720.5Q41.551.809`2018.2……………第二次強(qiáng)力抽水2小時候后全部停機(jī)，收集棄泵井的水位上升時間。棄泵井封堵試驗(yàn)記錄分析表表5.2-2取泵井號當(dāng)前水位差S1((m)強(qiáng)抽2t后水位差S2((m)水位上升至井套的的時間t(minn`s)停泵后水位上升速速度v(cmm/min))=S1/tJ10.91.305`1817.0J150.81.204`4017.1……………3)、根據(jù)試驗(yàn)記錄情況分析、調(diào)整，最終確定二類井分類，編制完成施工方案。4)、方案交由建設(shè)、監(jiān)理、專家等多方進(jìn)行有效性評審，對不符合或存在問題的地方進(jìn)行調(diào)整后復(fù)審。3、有效性試驗(yàn)根據(jù)方案分別選擇1個水位上升速度最快的取泵井和棄泵井分別進(jìn)行一次封堵試驗(yàn)，以檢驗(yàn)方案有效性并為操作指導(dǎo)提供依據(jù)，如試驗(yàn)記錄表如5.3。取泵井封堵試驗(yàn)記錄分析表表5.3-1試驗(yàn)井號當(dāng)前水位差S1(m)鋼板蓋緊固時間=(m`s)混凝土干料填實(shí)完完成等待10min觀觀察滲水情況況一層止水板板焊接接時間累計時間Q121.45`200`25/5`45滲水15cm不影響焊接15`3032min棄泵井封堵試驗(yàn)記錄分析表表5.3-2試驗(yàn)井號當(dāng)前水位差S1(m)悶頭擰死時間=(m`s)混凝土干料填實(shí)完完成等待10min觀觀察滲水情況況一層止水板板焊接接時間累計時間Q150.81`100`30/1`440滲水16cm不影響焊接14`5027min經(jīng)過試驗(yàn)評審，明證方案有效的、可行的。4、編制詳細(xì)操作步驟及分工交底編制詳細(xì)操作步驟及分工交底除依據(jù)方案外，最重要的是做好勞動組織安排以及突發(fā)事件的應(yīng)急響應(yīng)操作，必須建立在上述方案、試驗(yàn)、評審等工作得到的相關(guān)數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行安排。1)、組織管理及勞動配備組織安排必須詳細(xì)、清楚，具體到責(zé)任人的清楚交底以及示范表演，尤其在有效性試驗(yàn)時，因各工程封井情況特殊，應(yīng)安排參與封井的全部人員現(xiàn)場學(xué)習(xí)掌握。管理人員及勞動力配備表5.4序號人員責(zé)任工作人數(shù)一管理人員121總指揮(項(xiàng)目經(jīng)理)第一責(zé)任人，全面面負(fù)責(zé)并監(jiān)督督封井全過程程，應(yīng)對突發(fā)發(fā)意外決策。配配二名管理人人員當(dāng)助手分分別做好外部部后勤支持及及現(xiàn)場突發(fā)情情況掌控。12現(xiàn)場總指揮（項(xiàng)目副經(jīng)理）封井第一執(zhí)行人，負(fù)負(fù)責(zé)勞動組織織、分工，現(xiàn)現(xiàn)場協(xié)調(diào)指揮揮。配一名施施工員（手持持大喇叭）協(xié)協(xié)助做好號令令傳遞、監(jiān)督督實(shí)施，封堵每口井井要統(tǒng)一號令令、同時操作23技術(shù)總指揮（技術(shù)負(fù)責(zé)人）監(jiān)督并指導(dǎo)封井過過程的操作，對對過程動態(tài)控制制，準(zhǔn)確提供供現(xiàn)場信息供供現(xiàn)場總指揮揮執(zhí)行，配一一名技術(shù)員做做好各井封堵堵過程的時間及及狀態(tài)記錄，配配一名資料員員做好攝像及及拍照。34實(shí)施負(fù)責(zé)人(總工長)負(fù)責(zé)實(shí)施過程的人人員監(jiān)督管理理，突發(fā)情況況的人員調(diào)配配分工、后備人員的的補(bǔ)充安排以以及材料設(shè)備備調(diào)運(yùn)15封井責(zé)任人（水工工長）負(fù)責(zé)各井封井蓋快快速安裝的實(shí)施及及指導(dǎo)，對突突發(fā)事件報告告并應(yīng)急處理理26混凝土責(zé)任人負(fù)責(zé)混凝土干料填填料及混凝土土澆筑和收尾尾工作17電焊責(zé)任人負(fù)責(zé)二道止水板焊焊接進(jìn)度、質(zhì)質(zhì)量及人員安安排18安全員負(fù)責(zé)全過程的安全全行為和狀態(tài)態(tài)并應(yīng)對突發(fā)發(fā)狀況1二勞動力(以16口口取泵＋17口棄泵＝33口井為例計算)1081電工負(fù)責(zé)水泵停機(jī)、電電焊供電、照照明等全部用用電工作32封井工/瓦工每井安排4人：22名水工＋2名瓦工實(shí)施提泵/棄泵→封井蓋緊固/悶頭擰死→灌混凝土干干料→澆筑混凝土土、收尾等除除電焊外所有有工作，并指指派1名水暖工做負(fù)責(zé)人。并對對每道操作完完成時間記錄錄并報技術(shù)員員4×173電焊工每井安排1人、負(fù)負(fù)責(zé)止水板焊焊接174后備人員應(yīng)急突發(fā)事件及混混凝土、電焊焊設(shè)備等材料料設(shè)備調(diào)運(yùn)20封井人員操作交底確認(rèn)表表5.5序號姓名職務(wù)責(zé)任分工責(zé)任工作所需工具就位齊全交底清楚簽字確認(rèn)認(rèn)1黃勝項(xiàng)目經(jīng)理總指揮詳表5.4齊全……2陸忠項(xiàng)目副經(jīng)理現(xiàn)場總指揮詳表5.4齊全……3孫成偉技術(shù)負(fù)責(zé)人技術(shù)總指揮詳表5.4齊全………………2)、突發(fā)事件的應(yīng)急響應(yīng)操作序號突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)操作級別1水位上升過快，與與試驗(yàn)數(shù)據(jù)有有誤用事先準(zhǔn)備的水玻玻璃快速澆灌灌10cm，后后再填料；2、加快第一道止水板板電焊速度，2－3人同時施焊焊一級2緊固板螺栓固定出出問題1、應(yīng)事先檢驗(yàn)每個個螺栓的完好好性；2、至少確保4顆擰死死，然后加快快焊接速度一級3電焊停電1、事先確認(rèn)供電部部門不會停電電；2、突然斷電后，現(xiàn)現(xiàn)場應(yīng)預(yù)備發(fā)發(fā)電機(jī)二級4棄泵井壞泵用預(yù)先準(zhǔn)備的完好好水泵及時更更換二級…5.2.4.封井前現(xiàn)場準(zhǔn)備1、封井前一天，完成棄泵井的封井蓋安裝工作，安裝期間繼續(xù)抽水，水管及電纜從封井蓋開口的鍍鋅管中穿出。2、封井前一天，落實(shí)好勞動組織安排及操作交底工作并做好記錄。尤其所需水工、電焊工人數(shù)較多，必須由公司抽調(diào)人員協(xié)助。3、封井前一天，將所有需要的機(jī)械、設(shè)備、各種工器具全部落實(shí)到位，封井前將所有材料、設(shè)備按操作要求個就各位。尤其電焊機(jī)要求的數(shù)量較多，需由公司安排抽調(diào)協(xié)助，并提前一天在指定位置就位并試焊正常。封井蓋緊固螺栓的扳手應(yīng)專門特制加長，以便于迅速操作、提高效率。4、封井前將所有水泵開啟強(qiáng)抽，一般在2-3小時內(nèi)水位基本穩(wěn)定到最低點(diǎn)，這是具備封井的最后一個條件。5.2.5.封井過程操作根據(jù)多次施工經(jīng)驗(yàn)，取泵井封井過程操作時間在19-22min，棄泵井封井過程操作時間在14-17min之間。1、取泵井停機(jī)取泵:人員個就各位于取泵井，現(xiàn)場指揮統(tǒng)一用大喇叭發(fā)號指令，電工斷電停機(jī)（同時檢查斷電停機(jī)井關(guān)閉有無錯誤）→封井工迅速取泵。過程應(yīng)控制在1min內(nèi)完成。2、封井蓋安裝：封井工事先將井套上螺桿的保護(hù)膜清除干凈，并涂好黃油。水泵由瓦工提出后，水工立即將封井蓋安裝就位并迅速擰緊螺栓，2人1組，6個螺栓共分3次擰死。過程應(yīng)控制在3－5min完成。3、填料及一層止水板焊接：封井蓋安裝后，瓦工將提前準(zhǔn)備就位的混凝土干料填灌至一層止水板（由于封井蓋滲出水影響，混凝土干料吸收滲漏水避免影響止水板焊接）；緊接著電焊工立即開始一層止水板焊接，焊接安排1人（突發(fā)情況出現(xiàn)可增加2人），焊接時間應(yīng)控制在13－15min內(nèi)（過快影響焊縫質(zhì)量、過慢將可能出現(xiàn)滲漏水上溢影響正常焊接）。4、棄泵井停機(jī)取泵、悶頭擰死棄泵井停機(jī)取泵一般在取泵井一層止水鋼板焊接全部完成并等待10min后檢查無任何異樣后進(jìn)行。并將取泵井的工作人員按計劃安排在棄泵井個就各位?，F(xiàn)場指揮發(fā)號指令，電工斷電停機(jī)→封井工迅速剪斷水管和電纜（棄泵），水工迅速將悶頭套上擰死。過程應(yīng)控制在1min內(nèi)完成。5、棄泵井填料和一層止水板焊接同取泵井操作。6、自取泵至一層止水板焊接完成，全過程的所有操作時間必須用分秒控制，所有人員做到心中有數(shù)，各項(xiàng)操作保切忌不能出錯。主要負(fù)責(zé)人對出現(xiàn)的突發(fā)情況應(yīng)果斷及時做出響應(yīng)。5.2.6.二次止水板焊接與混凝土澆筑1、混凝土澆灌和二層止水板焊接應(yīng)在緊前工作完成并等待10min觀察一層止水板無滲水、無泛泡、無濕潮等異樣后進(jìn)行。2、混凝土采用比底板混凝土高一標(biāo)高的微膨脹混凝土澆筑（混凝土制作1組試塊），二層止水板焊接操作同一層，但無時間限制，要確保焊接質(zhì)量。3、全部工作完成后，收尾清理，檢查整理所有工器具，調(diào)運(yùn)機(jī)械設(shè)備等。5.3.效果評價與總結(jié)根據(jù)封井全過程的文字記錄、錄像、照片資料評價封井效果，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和問題。由技術(shù)負(fù)責(zé)人組織召開評價會議，作為技術(shù)資料留存。6.材料與設(shè)備施工主要材料一覽表(以33口井為例)表6-1序號材料名稱單位數(shù)量備注1φ600鋼管M30底板厚650mmm210mm厚鋼板M2653E4022焊條KG3504φ50鍍鋅鋼管速接頭個175悶頭個206M14螺栓套210720厚φ360橡膠止水圈圈個35主要機(jī)械設(shè)備一覽表(以33口井為例)表6-2序號設(shè)備名稱單位數(shù)量1ZX5-400可可控硅直流焊焊機(jī)臺172備用水泵(防止壞壞泵)臺33特制扳手套174混凝土手持震動棒棒臺65氧乙炔氣割設(shè)備((烘烤用)套46對講機(jī)臺167大喇叭支18攝像機(jī)、照相機(jī)臺各19鋼卷尺把210秒表支611小型器具若干7.質(zhì)量控制7.1.混凝土澆筑質(zhì)量驗(yàn)收執(zhí)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002,井套、止水板焊接質(zhì)量驗(yàn)收執(zhí)行《鋼結(jié)構(gòu)焊接工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。7.2.質(zhì)量保證措施7.2.1.所采購的鋼板、焊條等材料必須“三證”齊全。加強(qiáng)質(zhì)量檢測，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行抽樣和試驗(yàn)，并做好標(biāo)記，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。7.2.2.嚴(yán)格按施工方案做好封井前數(shù)據(jù)收集、有效性試驗(yàn)及施工準(zhǔn)備工作，不得簡略每道程序，不得以經(jīng)驗(yàn)判斷、武斷施工。7.2.3.地下室空氣潮濕，封井前需在地下室試驗(yàn)焊接性能并采取處理措施。封井電焊時，先用乙炔氣在井套內(nèi)烘烤，保持干燥。井邊用砂漿圍擋以防積水流入。8.安全措施8.1.施工前認(rèn)真做好安全交底工作，明確各操作步驟的安全注意事項(xiàng)，還需做好安全用電、動火及焊接安全技術(shù)交底。封井全過程安全員密切監(jiān)視安全行為和狀態(tài)。8.2.聽從指揮，切忌盲目操作，杜絕未斷電就提泵、無口令就電焊的安全隱患。8.3.地下室潮濕、并有積水，電工應(yīng)仔細(xì)檢查電焊機(jī)、水泵、太陽燈等機(jī)具用電安全，盡可能減少電纜不在地面上拖拽的情況，封井期間2名電工現(xiàn)場監(jiān)督用電安全。8.4.封井步驟分工細(xì)密、速度快、人員多，所有人要對操作動作做到心中有數(shù)、切忌忙中出錯發(fā)生安全質(zhì)量等突發(fā)情況。8.5.地下室照明充足，每個井要設(shè)置顯著標(biāo)志，以防繁忙中出現(xiàn)人員掉入井中。8.6.排水設(shè)施檢查通暢、地下室積水提前排除并清掃干凈。8.7.施工現(xiàn)場手持照明燈必須使用36v以下的安全電壓。8.8.焊接施工人員持證上崗，動火需辦理動火許可。9.環(huán)保措施9.1.整個施工過程中遵守工地制定的文明施工及環(huán)境保護(hù)的規(guī)章制度。9.2.全部工作完成后，收尾清理，檢查整理所有工器具，調(diào)運(yùn)機(jī)械設(shè)備等。9.3.取出的水泵維修保養(yǎng)，水管洗刷干凈，電纜及分配箱整理后全部清點(diǎn)入庫。廢棄材料不得亂丟，分類回收或運(yùn)至垃圾集中場處理。10.效益分析10.1．解決以往封堵工藝的高風(fēng)險和高投入，可以快速無風(fēng)險地完成降水井封堵，對工期、質(zhì)量、安全文明有明顯得施工效益。10.2．采用本工法，投入封井裝置費(fèi)用1160元/套，其他施工成本費(fèi)為220元/口，合計封井成本為1380元/口（以奧體中心游泳館33口井為例），計封井成本1380×33＝4.14萬元。若采用在降水井內(nèi)填滿混凝土料在進(jìn)行封堵，計成本約為[1000(封井簡單裝置費(fèi))元/井＋混凝土1m3費(fèi)用280元/井＋人工及其它費(fèi)600元/井]×33＝6.2萬元＋突發(fā)意外風(fēng)險費(fèi)6.2×30%=8.07萬元。回收水泵16只，節(jié)約16×400＝6400元。合計直接成本節(jié)約4.57萬元。降水期間(若與導(dǎo)管引流基礎(chǔ)外降水法相比)，可控制水泵開啟，無需連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)約降水