永利河頂管隧道穿越工程位于杭州市蕭山區(qū)，該地區(qū)地質(zhì)地層主要為粉砂層，且地下水位較高水量較大，故粉砂層呈流動(dòng)狀態(tài)，此地質(zhì)條件對(duì)頂管工程中的豎井施工來說具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。本文通過一個(gè)簡單的工程實(shí)例，闡述了沉井施工中先封底再下沉的施工方法在工程實(shí)際中的應(yīng)用，希望可以為從事相關(guān)工作的人士提供一些借鑒和新的思路。
?。ㄒ唬┏辆獾?/div>
沉井封底整體下沉工藝主要是靠井底下自制的氣舉泵，通過壓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高壓風(fēng)量供給氣舉泵工作，使底部產(chǎn)生負(fù)壓，供水泵產(chǎn)生的高壓為氣舉泵的水槍供水，使井底泥砂攪起，在高壓氣體上升時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能作用下，吸出井底的泥砂，構(gòu)筑物靠自重下沉。這種工藝不但減掉以往沉井施工的大量土方工作量同時(shí)又大大加快了施工速度。這種工藝對(duì)土質(zhì)的要求是砂層最好，淤泥差些，礫石效果也好，但直徑大于100毫米的礫石及巖石層不可采用。
（二）施工準(zhǔn)備
1、在沉井施工地點(diǎn)鉆孔勘測地址情況，同時(shí)查清和排除地面及其以下的障礙物。
2、先按沉井平面設(shè)置測量控制點(diǎn)，然后進(jìn)行抄平放線并布置水準(zhǔn)基點(diǎn)和沉降觀測點(diǎn)。
3、沉井制作完畢并達(dá)到要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及強(qiáng)度。
4、按照平面布置圖將設(shè)備器材運(yùn)至施工現(xiàn)場，泥砂坑，水坑開挖。
5、將預(yù)制完的風(fēng)管匯，水管匯進(jìn)行安裝。
6、接通電源，要求采用兩條線路，防止停電。
（三）質(zhì)量控制
1、沉井標(biāo)高控制
沉井標(biāo)高控制是在沉井外部地面及井壁頂部四面設(shè)置縱橫十字中心控制線、水準(zhǔn)基點(diǎn)，以控制位置和標(biāo)高。
2、沉井垂直度控制
在井筒內(nèi)按4或8等分標(biāo)出垂直軸線，各吊線錘一個(gè)，施工時(shí)，隨時(shí)觀測垂直度，當(dāng)線錘偏離中心線時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾正。
3、沉井下沉控制
在沉井外壁兩側(cè)用白鉛油畫出標(biāo)尺，用水平尺或水準(zhǔn)儀來觀測沉降。沉井下沉中應(yīng)加強(qiáng)位置、垂直度和標(biāo)高的觀測，并做好記錄，使偏差控制在允許范圍以內(nèi)。（四）質(zhì)量檢驗(yàn)：沉井下沉完畢，其偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：
?。?）標(biāo)高偏差
井底平均標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高偏差不得超過100毫米。
?。?）水平位移偏差
井底平面中心的水平位移不得超過下沉總深度的1%，當(dāng)下沉總深度小于10米時(shí)，水平位移允許100毫米。
（3）傾斜偏差
矩形沉井偏差（圓形沉井為相互垂直兩直徑與圓周的交點(diǎn)）中任何兩角的井底面標(biāo)高差，不得超過該兩角間水平間距的1%，且最大不得超過300毫米。如果兩角間水平距離小于10米時(shí)，其井底部高差允許為100毫米。
二、沉井先封底再下沉在工程中的應(yīng)用
?。ㄒ唬┕こ谈艣r
永利河頂管穿越位于浙江省杭州市蕭山區(qū)南陽鎮(zhèn)永利村。穿越區(qū)在地貌上屬海積平原區(qū)，地形平坦，地面高程一般在5.50m左右，穿越河段兩側(cè)為民房及農(nóng)田。頂管隧道穿越長度171m（兩豎井中心距離），工程主要由南岸始發(fā)井、北岸接收井和頂管隧道三部分組成。始發(fā)井內(nèi)經(jīng)φ10m、深13.89m，接收井內(nèi)經(jīng)φ8m、深13.99m。頂管混凝土管采用內(nèi)經(jīng)φ2.2m鋼筋混凝土管，接口采用“F”型接口。
井位所處地質(zhì)除地表0.5m腐殖土外，主要為粉砂層，局部含粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土層等，地下水位較高，粉砂層呈流動(dòng)狀態(tài)。
（二）工作井制作
本工程井體原設(shè)計(jì)為分三次制作及下沉，采用砼分節(jié)現(xiàn)澆及不排水下沉方案。但根據(jù)地質(zhì)資料及現(xiàn)場的實(shí)際地質(zhì)勘查分析后，認(rèn)為實(shí)行原設(shè)計(jì)方案可能出現(xiàn)以下情況：a、地下水位較高（地表下1.7m），豎井下沉?xí)r需在豎井四周施打多個(gè)降水井進(jìn)行降水處理，工程量、費(fèi)用高，排水量較大，將影響施工區(qū)域附近地下水位平均標(biāo)高，影響村民生活用水；b、該種地質(zhì)若進(jìn)行強(qiáng)降水，將造成地表塌陷，容易引發(fā)安全事故；c、不排水下沉是在水下利用抓斗進(jìn)行開挖沙土的一種方式，這種方式相對(duì)于粉砂來說，抓斗的每次抓取量較少，工序工期較長，同時(shí)水下開挖可能造成豎井的突沉，也可能產(chǎn)生不均勻沉降形成豎井的偏斜，從而造成工程安全事故。
綜合以上考慮，我部將采用豎井整體（包括底板）砼分三次澆筑完成后，一次下沉的施工方案，即先封底再下沉。具體工序是：首先開挖基坑（約1.5m，地下水位上）制作豎井第一節(jié)井壁，包括底板，底板上預(yù)留29個(gè)直徑為15cm間排距為2m的排泥孔，并用素漿填充，其中兩個(gè)安裝調(diào)節(jié)閥（球閥），對(duì)稱布置，見圖2。頂管預(yù)留洞口采用紅磚砂漿砌筑封堵，厚度為70cm（井壁厚1000cm）；再分兩次制作豎井第二、第三節(jié)；最后豎井一次下沉。
（三）工作井下沉
沉井下沉施工需待井壁混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%方可進(jìn)行。為便于觀察下沉速度及控制下沉的傾斜度，下沉前在井壁周圍外側(cè)每10cm標(biāo)畫出一條刻度線。下沉?xí)r根據(jù)標(biāo)示的刻度及時(shí)調(diào)整排泥量，進(jìn)行下沉速度控制及糾偏控制。
下沉?xí)r，先鑿除底板預(yù)留孔中的素漿，使用6臺(tái)2.2kw水泵分別向預(yù)留孔中注入高壓水，使豎井底板下的粉砂在地下水壓的作用下自動(dòng)通過預(yù)留孔溢流至豎井底板上，同時(shí)使用三臺(tái)22kw泥沙泵抽取豎井底板上的泥砂外置于豎井外的泥砂池，隨著豎井底板下的泥砂不斷抽取，豎井將慢慢的開始下沉，通過調(diào)節(jié)閥的啟閉與排泥孔封堵、開啟的數(shù)量來控制豎井下沉的速度與糾偏，當(dāng)豎井平穩(wěn)下沉至豎井設(shè)計(jì)標(biāo)高以上50cm時(shí)，將部分預(yù)留孔用50cm長木塞封堵，減慢下沉速度，以防止超沉。當(dāng)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上20cm時(shí)，只留兩個(gè)預(yù)留孔及調(diào)節(jié)閥進(jìn)行出泥下沉。最后預(yù)留5cm下沉余量。
沉井下沉?xí)r，會(huì)在井壁四周土體形成下沉漏斗，在沉井下沉到位時(shí)，在井壁外側(cè)四周回填石碴等大顆粒材料，以增大摩擦力，防止沉井上浮或過沉，并用圓木塞塞緊排泥孔，防止沉井下土體在流砂作用下進(jìn)入沉井，而造成沉井進(jìn)一步下沉。
三、結(jié)語
本工程中，沉井施工采用先封底再下沉與普通的先下沉再封底的施工方法對(duì)比，有如下優(yōu)點(diǎn)：
?。?）下沉施工成本低，安全性高。與排水下沉相比，先下沉再封底必須進(jìn)行大量降水，費(fèi)用高，而且強(qiáng)降水易造成周邊地表塌陷，安全隱患大；而先封底再下沉費(fèi)用低，安全性高。
?。?）下沉施工工期短。采用抓斗出土（不排水下沉）或開挖出土（采用排水下沉），效率較慢，施工工期長；本工程采用先封底再下沉施工，沉井（井深14m）下沉工期僅為36小時(shí)，大大節(jié)省了工期。
?。?）封底施工安全、費(fèi)用低、工期短。采用水下封底成本高，且封底質(zhì)量難以保證；采用干封底，須強(qiáng)降水，費(fèi)用高，且易造成周邊地表塌陷，危險(xiǎn)性大。
（4）下沉標(biāo)高容易控制。先封底再下沉可以通過調(diào)節(jié)排泥孔的數(shù)量和調(diào)節(jié)閥排泥量來精確的控制下沉標(biāo)高，但先下沉再封底在該種地質(zhì)中很難控制下沉量。
本工程中沉井采用先封底再下沉的施工方法，既成功地解決了粉砂層、流砂層等特殊地質(zhì)條件下的工作井施工問題，又確保了該工程的安全與質(zhì)量，節(jié)省了施工費(fèi)用與工期，為類似工程的施工提供了一個(gè)成功的實(shí)例。
成功提示
錯(cuò)誤提示
警告提示
評(píng)論 （0）