第11期廣東水利水電No. 112012年11月CUANGDONC WATER RESOURCES AND HYDROPOWERNov.2012大型沉井施工技術(shù)在江蘇陳家港電廠循環(huán)水泵房中的應(yīng)用劉少躍'，潘健"，丁孝勇“(1.廣東省源天工程有限公司，廣東廣州511340,2.華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣東廣州510640)摘要: 該文就如何解決沉井制作時地基有相應(yīng)的承載力及控制沉井下沉過程中不產(chǎn)生傾斜、位移、扭轉(zhuǎn)等難題進(jìn)行了探討、分析與研究,并在實踐中予以驗證，取得了良好的效益。關(guān)鍵詞:大型沉井;循環(huán)水泵房;淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土;射流吸漿法;排水下沉;糾偏;封底中圖分類號: TU753.6*4文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B文章編號: 1008 -0112(2012)11 - 0062 -03近年來，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,采取嚴(yán)密的監(jiān)控措施和施工手段。我國在沉井施工技術(shù)方面取得了很大的成就，沉井施2沉井的施工方法及技術(shù)措施工方法逐漸發(fā)展成為埋人軟土層內(nèi)各種地下工業(yè)建筑沉井的施工主要分為沉井現(xiàn)場制作、沉井下沉和和民用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一種形 式。但如何保證沉井在沉井封底3個部分。由于該沉井較深(高度為19. 65m,下沉是平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)不開裂漏水和位置不歪斜，以及超高程為- 14. 90 ~4. 75m，下 沉深度約為14. 9m),故沉量和基底沉降量小是施工過程中面臨的挑戰(zhàn)之沉井分4節(jié)制作，前3節(jié)制作完成后便進(jìn)行下沉，封_(1-2]。 本文以陳家港電廠循環(huán)水泵房為例對這些問底并澆筑底板后，再進(jìn)行第4節(jié)制作。第1節(jié)制作高題進(jìn)行分析探討。度為4.9m(高程為-14.90~ - 10.00m),第2節(jié)制作1工程概況.高度定為4.6m(高程為-10.00~ -5. 40m)，第3節(jié)江蘇國華陳家港電廠(2 x600MW機(jī)組)位于江蘇制作高度定為5.4m(高程為-5.40~ +0. 00m),第4省鹽城市響水縣陳家港鎮(zhèn)蟒牛村北面的灌河人海口東節(jié)制作高度定為4.75m(高程為+0.00~ +4. 7m)。下岸，西南距響水縣城約35km,北距連云港50km、日沉方式為射流吸漿法排水下沉。照港110km。循環(huán)水泵房布置在灌河防洪堤內(nèi)，距灌2.1沉井制作河大堤約30m。在泵房位置20m內(nèi)地層主要為淤泥質(zhì)沉井制作的基礎(chǔ)方式采用砂墊層方案。沉井制作粉質(zhì)粘土。步驟為:先進(jìn)行沉井基坑開挖，再進(jìn)行砂墊層施工,循環(huán)水泵房地下沉井結(jié)構(gòu)為整體鋼筋混凝土箱型最后進(jìn)行沉井主體制作。結(jié)構(gòu)，平面尺寸為45mx30m，高度為19. 65 m(高程.2.1.1 基坑開挖及砂墊層回填為-14.90~ +4. 75m)。順?biāo)鞣较蛟O(shè)置3道隔墻,根據(jù)本工程地質(zhì)條件，其地表為填土層，以粉質(zhì)形成4個流道。沉井底部縱橫向底梁相交形成24個格粘土為主，承載力特征值雖然達(dá)到90kPa,但平均層倉，梁底比周邊刃腳高出1. 2m。井壁厚度為1. 50m,厚只有1. 8m。其下臥第- -層土為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，承隔墻厚度為1. 0m,結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級為C30。載力特征值只有65kPa，平均層厚約4. 0m。經(jīng)計算，由于沉井區(qū)域位于灌河防洪堤內(nèi)，地質(zhì)條件復(fù)雜，沉井第-次制作時，基底及下臥第一層 承載能力不滿因而沉井施工存在一.些難點:①沉井所處位置地質(zhì)為足要求了)。為解決地基承載力不足，本工程采用換填粉質(zhì)粘土，基底承載力不能滿足要求;②由于土層為砂墊層，經(jīng)計算[41)， 換填2. 5m的砂墊層可以滿足承軟弱土層，為了保證沉井下沉質(zhì)量,需要控制沉井下載力的要求。在制定施工方案時，為了減少沉井下沉沉的速度;③由于基坑離灌河較近，需要采取有效的時射流吸泥開挖工程量，同時降低沉井下沉高度，首措施保證邊坡的穩(wěn)定;④由于下沉過程不可見，必須先考慮用反中國煤化工層及下臥第一層淤YHCNMHG收稿日期: 2012-07-04作者簡介:劉少躍(1958-)， 男，本科，高級T.程師，從事水利水電工程施工及地基處理等工作。62●2012年11月第11期劉少躍，等:大型沉井施工技術(shù)在江蘇陳家港電廠循環(huán)水泵房中的應(yīng)用No.11 Nov. 2012泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，開挖平均深度約為5.0m，開挖邊坡系灌河大堤數(shù)為1:1.25，再回填平均2.5 m厚的海砂(砂島)，砂TTT島施工前，先在基坑底周邊和中間縱橫向各設(shè)1道盲溝( 800mm x400mm)和6個集水井，每個集水井設(shè)置1臺水泵往外抽水。砂島采用分層填筑，并用沖水法予以實心密實，如圖1所示。挖掘機(jī)行車道回填完成后在砂島面上澆筑300mm厚的C20素混:抗滑動墻凝土墊層，其寬度超出沉井墻、梁兩側(cè)各300mm。井挖掘機(jī)行軍道內(nèi)墻梁墊層設(shè)置吊筋并伸人結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)，其目的是使在沉井下沉過程中開挖形成大鍋底時，墊層混凝t砂袋、600能夠附在結(jié)構(gòu)混凝土上，在沉井下沉至設(shè)計高程時，可以增大基底與地基的接觸面積，以提高沉井穩(wěn)定性。C25素砼采取該措施后，其基底及下臥各土層承載能力均能夠滿足要求，且減少下沉過程中射流吸泥開挖土方量約4 000 m’,降低沉井下沉高度2.5m。木樁7-0.57-3.0限開挖高層7-6.5圖2抗滑動墻布置(單位: mm)22 S003 60022 5002.1.3刃腳支設(shè)為了擴(kuò)大沉井制作過程中刃腳的支承面積，減輕圖1砂墊層回填示意 (單位: mm)由于基坑離灌河較近，地質(zhì)條件復(fù)雜，為確保大沉井對砂墊層的壓力，刃腳內(nèi)側(cè)支承采用磚砌襯托，堤安全，對邊坡采取了抗滑動墻應(yīng)急措施:在距灌河磚模內(nèi)壁表面采用1:3水泥砂漿抹平，與混凝土接觸大堤22.6m、高程約為-2. 0m處,設(shè)置抗滑動墻，防面涂脫模劑2遍，刃腳磚砌襯托支設(shè)如圖3所示。L500止邊坡滑動影響到大堤安全?？够瑒訅挒?00mm,深度約為3000mm，沿邊坡橫向布置，該墻在高程為沉井刃腳-2.0~ -5.0m澆筑C25素砼，在高程為-3.0 ~-7. 0m打術(shù)樁加固，如圖2所示。500 2100 I 500磚墊層砂墊層2.1.2沉井主體制作_。-05沉井分4節(jié)制作，表層土挖除后，地面標(biāo)高正好X為第3節(jié)沉井頂面標(biāo)高，因此第4節(jié)沉井不再視作沉井結(jié)構(gòu)，而待3節(jié)沉井下沉到位封底并澆筑底板后,8100再進(jìn)行第4節(jié)制作。為減少第1次澆注混凝土的重量,圖3刃腳磚砌襯托支護(hù)(單位: mm}避免~下沉過大及不均勻沉降造成混凝土開裂，將第12.2沉井下沉節(jié)混凝土澆注分2次完成，先澆注刃腳，待混凝土強(qiáng)2.2.1沉井 射流吸漿開挖度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度70%以上時再澆注剩余部分，并依次沉井下沉開挖采取射流吸漿排水開挖法，采用2施工第2節(jié)、第3節(jié)。第1、2、3節(jié)制作完成，待其~3.套設(shè)備施工開挖下沉,分層均勻?qū)ΨQ進(jìn)行，每層混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后，即開始下沉，沉井下沉至厚度為400~500mm,由沉井中央開始逐漸向四周進(jìn)底部設(shè)計高程。沉井制作總高度為18. 2m,制作內(nèi)容行，刃腳父中國煤化工沿井壁每3m為- -包括井壁以及隔墻。第1節(jié)高為4.7m;第2節(jié)高為段向刃腳YHCN MH G層，每次削土厚度7.0m;第3節(jié)高為6. 5m。為100mm,使沉井均勻豎直下沉，以防止產(chǎn)生過大傾斜。.63.2012年11月第11期廣東水利水電No.11 Nov. 20122. 2.2初沉階段的控制措施直徑為30cm的鋼管,其下端與包有2層尼龍窗紗鋼根據(jù)該沉井的結(jié)構(gòu)特點，為確保沉井結(jié)構(gòu)的安全，筋柵筒相連。井底排水管布置及排水管大樣圖見圖4合理安排出土順序是下沉的關(guān)鍵。下沉過程中始終保所示。持均勻下沉，沉井不能出現(xiàn)較大的高差，取砂時，首封底混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后，開始進(jìn)行沉井底先將中間的砂墊層分區(qū)、均勻、對稱掏空，然后向四板混凝土澆筑，當(dāng)?shù)装鍙?qiáng)度達(dá)到70%設(shè)計強(qiáng)度時，進(jìn)周擴(kuò)展取砂。如沉井下面土質(zhì)松軟，讓沉井?dāng)D土下沉，行集水井的封堵。集水井封堵應(yīng)逐個進(jìn)行，先將集水使沉井的支力點位于沉井的井壁下，高差控制在20cm抽排干凈，然后采用干硬快凝高標(biāo)號混凝土迅速封堵,以內(nèi)。沉井初沉階段下沉系數(shù)較大，下沉應(yīng)以糾偏為并振搗密實，再將管道上口用鋼板焊接或螺栓擰緊封主、下沉為輔，根據(jù)沉井四角高差情況來控制下沉速死。澆筑封底混凝土?xí)r，按照先中間后四周、對稱澆度，下沉深度到達(dá)6m之前，每天下沉量不宜超過.筑的原則進(jìn)行施工。封底混凝土采用汽車泵輸送人倉,50cm;沉井進(jìn)入軌道后，在平穩(wěn)的前提下，每天的下并用振搗棒振搗密實。澆筑順序按圖5所示的倉格編沉量控制在2m左右;沉井在沉至離樁頂2m時，要降號，以1、2、3、4、5、6的順序進(jìn)行澆筑。低每天下沉量,每天也應(yīng)控制在50cm以內(nèi)。因沉井排水置內(nèi)土層分布不均勻，取土?xí)r應(yīng)先取土層厚的一邊，使0 | 0|0|0|0 O整個沉井的土層基本均勻，這樣來確保沉井位移和高差的控制。為了保證工程的順利進(jìn)行，沉井下沉至6m左右0200時，基本進(jìn)人軌道時可加大取土量，鍋底適當(dāng)加深,井中間鍋底可控制在2m左右，但需確保機(jī)械正常施工，如遇機(jī)械設(shè)備故障應(yīng)立刻維修或更換，如1h不能O | 0|00l0 0排除，其它相應(yīng)設(shè)備應(yīng)停止施工，以防發(fā)生位移及較圖4排水管布置及大樣圍 (單位: mm)大高差，整個高差控制在50cm以內(nèi)。2.2.3終沉前的控制措施沉井下沉離設(shè)計工程樁頂2m左右時，應(yīng)放慢下6沉速度，停止6h觀察，觀測下沉速度，采用“反鍋底”施工，基本以糾偏為主，測標(biāo)下沉趨勢和自沉慣2量，測量2h1次，高差控制在10 ~ 15cm，隨著沉井繼續(xù)下沉，沉井應(yīng)逐漸形成擠土下沉，待沉井離設(shè)計標(biāo)1高50cm時，再停止觀察6h，-般大梁基本接近土層,測量數(shù)據(jù)重新核準(zhǔn)，以每小時lcm左右的速度將沉井4慢慢進(jìn)人設(shè)計標(biāo)高，根據(jù)設(shè)計要求，按照正差提前10em停止下沉，確保沉井平穩(wěn)，不超沉，高差控制在圖5封底混凝土 澆筑順序土7cm以內(nèi)，沉井進(jìn)人設(shè)計標(biāo)高后需繼續(xù)觀察，待沉3施工效果井全部穩(wěn)定(8h下沉小于10mm)以后立即封底，以免沉井于2009年10月25日實施下沉，原計劃于11出現(xiàn)超沉現(xiàn)象。月20日下沉至設(shè)計高程。由于下沉過程中遇灌注樁提2.3沉井封底前出露(104條灌注樁中50%高出設(shè)計標(biāo)高7 ~ 9m),沉井下沉到位后進(jìn)行8h的連續(xù)觀測，如下沉量小增加了鑿樁工作量，并占用了下沉開挖工作面，沉井于10mm,可進(jìn)行封底。封底時，沉井底部總體上呈、實際于12 月27日下沉到位。由于措施到位，施工過反鍋底狀態(tài)?？紤]到工程地基為淤泥質(zhì)粘土，滲透系程中未發(fā)生涌土、涌砂、冒水或沉井產(chǎn)生位移、傾斜數(shù)較小，沉井外側(cè)降水井的降水效果不是很理想，所及沉井終0中國煤化工以井內(nèi)的排水措施必須行之有效。為此，考慮將沉井4結(jié)語TH.CNMHG靠近邊墻的16個倉格局部沖挖成鍋底狀，并在鍋底中通過前還地L雙在川以有出，在物理性質(zhì)指標(biāo)相間適當(dāng)挖深布置排水管。排水管采用頂部帶法蘭盤、似 土層的沉井設(shè)計和施工中,(下轉(zhuǎn)第73頁)，64●2012年11月第11期廣東水利水電No.11 Nov. 2012工作平臺搭設(shè)5結(jié)語↓水下混凝土有著廣泛的應(yīng)用前景，可用于沉井封模板安裝底、圍堰、沉箱、水下連續(xù)墻、灌注樁的下部、大壩混凝土的修補等水下工程，特別是絮凝劑的使用，對導(dǎo)管法傾倒法水下混凝土的施工生產(chǎn)工藝產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，極大搭設(shè)受料排架地方便了施工，保證了工程質(zhì)量，減少了水泥在水中↓_混凝土澆筑溶出的懸浮顆粒對周邊水域環(huán)境的污染。隨著我國海洋資源的開發(fā)，近海工程中隧道、鐵路、公路、橋梁的建設(shè)增加，絮凝劑將在水下混凝+的澆筑中發(fā)揮更大的作用(2)，值得進(jìn)行研究和推廣。工作平臺拆除參考文獻(xiàn):[1] DL/TS117 - 2000水下不分散混凝土試驗規(guī)程[S].北京:中國電力出版社, 2001.打孔埋設(shè)插筋[2] 施惠生，孫振平，鄧愷混凝土外加劑實用技術(shù)大全圖2施工流程示意[M]. 北京:中國建材工業(yè)出版社, 2008.(本文責(zé)任編輯 王瑞蘭)(上接第61頁)溫度/C40.0030.0020.0010.000.002010/1/42010/4/720107/92010/10/10201 1/1/11201 1/4/14201 1/7/16201 1/10/17日期圖2碾壓砼內(nèi)部溫度值過程線( 壩橫: 0+81.9壩縱: 0+22高程: 129m)3.3 效果檢查減少裂縫產(chǎn)生的效果。根據(jù)樂昌峽工程檢測單位對砼內(nèi)部溫度的檢測數(shù)4結(jié)語據(jù)進(jìn)行了核對與統(tǒng)計，由圖2中數(shù)據(jù)可以看到，在通通過采取技術(shù)措施，對樂昌峽攔河壩(碾壓混凝過控制倉面澆筑溫度、砼養(yǎng)護(hù)及內(nèi)部降溫措施和砼外土重力壩)施工溫差進(jìn)行嚴(yán)格的控制，取得了良好的露面采取保溫措施均有效的降低砼內(nèi)外溫差，使得砼效果，值得類似工程借鑒。內(nèi)部溫度變化曲線平緩降低，達(dá)到控制砼內(nèi)外溫度差(本文責(zé)任編輯馬克俊)(上接第64頁)[1] 段良策，殷奇.沉井設(shè)計與施工[M]. 上海:同濟(jì)大學(xué)可以通過換填土層、改變?nèi)心_面積等手段調(diào)整承載力,出版社，2006.并以控制下沉速度的方法使沉井緩慢下沉到設(shè)計標(biāo)高,2] 周申一，張立榮，楊仁杰，等.沉井沉箱施工技術(shù)[ M]. .避免超沉現(xiàn)象。封底時采取對稱的施工方法，避免沉北京:人民交通出版社, 2005.井結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻沉降以及扭轉(zhuǎn)，保證沉井結(jié)構(gòu)的平[3] 趙明華， 土力學(xué)與基礎(chǔ)工程[M].武漢:武漢理工大學(xué)穩(wěn)。該施工方法工藝簡便、成本低廉且工期短，是一出版社中國煤化工種成功的施工工藝，值得推廣和應(yīng)用。4] 袁良文YHCNMHG*江蘇水利，2010,1(6) :(本文責(zé)任編輯王瑞蘭)●73●