循環(huán)水泵房沉井施工技術(shù)探討

第29卷第2期長(cháng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報2012年6月.Vol. 29 No. 2Journal of Changjiang Engineering Vocational CollegeJune2012循環(huán)水泵房沉井施工技術(shù)探討胡志蓮(長(cháng)安大學(xué)建筑學(xué)院,西安710064)摘襄:沉井施工受地質(zhì)情況的不確定性,施工環(huán)境的多樣性施工管理的復雜性等影響,具有非確定性的特征。本文結會(huì )江蘇陳家港電廠(chǎng)循環(huán)水泵房大魏沉井施工的實(shí)際情況。著(zhù)重介紹施工力案的編制及施工過(guò)程中的一-些關(guān)鍵技術(shù),以期與業(yè)內人士共同探討。關(guān)鍵詞:大型沉井;施工方案;關(guān)鍵技術(shù)中圖分類(lèi)號:TU753.64文獻標識碼:B文章編號: 1673- 0496(2012)02-0018-04Discussion about Open Caisson Construction Techniqueof Circulating Water Pump HouseHU Zhi-lian(College of Architecture Changan University,Xian 710064, China)Abstract; Open cissn construction, which can be afected by uncertainty of geology, variey ofconstruction environment, complexity of management and so on, has uncertain characteristics.Combined with the pactica stuaion of large open cisn cnstrution of crculating waer pumphouse in Cheniagan Power Plant of Jiangsu province, some key techniques in making constructinplan and the construction process are emphatically introduced.Key words;large open caisson; construction plan; key technology2.1井壁澆筑的分段及分節1工程概況該沉井制作總高度為19. 65m,高程范圍為V-14.90~口+4.75。其閥門(mén)井位于沉井東側，為懸挑結構，其懸挑長(cháng)度江蘇陳港電廠(chǎng)(2X 600MW機組)位于江蘇省鹽城市響為5.0m,挑梁及挑梁端部縱梁高度為6.1m,高程范圍為7-水縣陳家港鎮蟒牛村的北面,灌河人?？跂|岸,西南距響水1.35~7-4. 75,懸挑結構總重量約1500t;由于泵房間、進(jìn)水縣城約35km,北距連云港50km.日照港110km。循環(huán)水泵間及濾網(wǎng)間行吊的布置需要,在沉井的南、北側均設有挑梁，房位于灌河東岸的沿海灘涂上, 20m內地層主要為淤泥質(zhì)挑梁長(cháng)度為3.25m,挑梁根部高度為5.73m,高程范圍為V-粉質(zhì)黏土地層。循環(huán)水泵房工程地下結構采用沉井法施工，0.98~7+4.75.考慮到沉井上部有懸挑結構，其懸挑的長(cháng)沉井本體平面尺寸為45mX 30m,高度為19.65m(V7-14. 90度及荷載均較大,為減小懸挑結構的施工難度及降低施工成~V +4.75)。順水流方向設置3道隔墻,形成4個(gè)流道。本,故沉井采用兩次制作,一次下沉。沉井底部縱橫向底梁相交形成24個(gè)格倉,梁底比周邊刃腳第一次制作基本為沉井恐挑結構以下井段，該段又為分高出1. 2m.井壁厚度為1.50m,隔墻厚度為1.0m,結構混凝三節澆筑,第一節澆筑高 度為4.9m( V-14.90~ V-10.00),土強度等級為C30。沉井鋼筋制作、安裝工程量約900t,混第二節澆筑高度為4.6m(V 10.00~75.40),第三節澆筑凝土澆筑工程量約16 00m? .高度為5. 4m(V-5. 40~0土0.00)。待第三節混凝土強度達沉井分兩次制作,一次下沉。下沉方式為射流吸漿法排到設計強度的70%后,實(shí)施沉井下沉,并且一次下沉至設計水下沉。高程。沉井下沉后進(jìn)行第四節及運轉層混凝土澆筑(第二次制作),第二次制作高度為4. 75m(V +0.00~V +4.75).上述澆筑方案使得沉井上部的所有懸挑結構均安排在2施工方案沉井下沉后,直接在地面上施工,既減少了懸挑結構的施工難度,又降低了施工成本。同時(shí),沉井下沉并完成底板澆筑后,頂管施中國煤化工行，為加快施工進(jìn)度收稿日期:2013-04-15創(chuàng )造了有:MHCNMH G作者簡(jiǎn)介:胡志蓮(1987-),女，湖北武漢人，在讀碩士,研究方向:建2.2施工工藝流程筑設計及其理論。施工工藝流程見(jiàn)圖1。一18胡志蓮循環(huán)水泵房沉井施 工技術(shù)探討高壓水、吸泥及配電系統三部分組成，它的優(yōu)點(diǎn)是設備簡(jiǎn)單、放樣t基坑開(kāi)挖砂墊層回填用電省使用方便、效果好、成本低，每臺套機組的功率為43kW,每臺機組每天可正常出砂40 m2左右,出土100m3左設置排水右。加上接力泵其揚程可達30m左右,輸送距離在100m以上。為儲存沉井內抽排出來(lái)的泥沙,且達到砂島填砂回收利沉井第一次制作用之目的,在沉井西北側約50m處設一儲砂池，容積約5000m',泥漿池設在沉井西南側約50m處,其下游直接通沉井下沉往電廠(chǎng)二期工程的吹填區。下沉施工包括施工準備和初沉、中沉以及終沉共4個(gè)階封底澆筑頂管施工沒(méi)。l底板混凝土沉井第二沉井刃腳叫90050200500圖1沉井施工流程圖沙墊層- 公磚墊座0.5.2.3 基坑開(kāi)挖與砂墊層回填根據本工程地質(zhì)條件,其地表為填土層,以粉質(zhì)黏土為主,承載力特征值雖然達到90kPa,但平均層厚只有1.8m。498其下臥第一層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土,承載力特征值只有810065kPa,平均層厚約4.0m。經(jīng)計算,沉井第- .次制作時(shí),基底圖2砂墊層、混凝土墊層示意圖及下臥第一層承載能力不滿(mǎn)足要求。為解決地基承載力不足,并減少沉井下沉時(shí)射流吸泥開(kāi)挖工程量,同時(shí)降低沉井2.5.1沉井 下沉前的準備工作下沉高度,在制定施工方案時(shí),考慮先采用機械大開(kāi)挖方式沉井下沉時(shí),第三節沉井墻體混凝士強度應達到設計強挖除地表回填層及下臥第-層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土,開(kāi)挖平均深度的75%。下沉前還應做好以下準備工作:度約5.0m,再回填平均2.5 m厚海砂(砂島)，砂島施工前,先(1)檢查所有降水井,確保降水井正常運行。在基坑底周邊和中間縱橫向各設1道盲溝(800> 400mm)和(2)下沉之前對現場(chǎng)大功率的非下沉機械停止用電，以6個(gè)集水井,每個(gè)集水井設置1臺潛水泵往外抽水。砂島采保證下沉施工機械具有足夠的電能。由于下沉時(shí)電能消耗用分層填筑,并用沖水法予以密實(shí)。比較大,所有施工器具用電的功率至少需要500kW.現場(chǎng)變砂島面上澆筑300mm厚C20素混凝土墊層.其寬度超壓器的容量必須與之匹配。另外,配備1臺120kW柴油發(fā)出沉井墻、梁兩側各300mm。井內墻梁墊層設置吊筋并伸電機組作應急之用。人結構混凝土內,其目的是沉井下沉過(guò)程中開(kāi)挖形成大鍋底(3)鑿除井壁底部外側外伸部位墊層混凝土,考慮到本時(shí),墊層混凝土能夠附在結構混凝土上，在沉井下沉至設計沉井下沉高度范圍內地層主要為淤泥質(zhì)黏土,為防止沉井超高程時(shí),可以增大基底與地基的接觸面積，以提高沉井的穩沉，下沉前僅需打掉井壁外側外伸部位墊層混凝土,其余部定性。.位墊層混凝土及刃腳部位磚胎模均予以保留。采取該措施后,其基底及下臥各土層承載能力均能夠滿(mǎn)(4)清除沉井內雜物。足要求，且減少下沉過(guò)程中射流吸泥開(kāi)挖土方量約(5)安裝調試各種施工設備。4 000 m2 ,降低沉井下沉高度2.5 m。(6)施工通道布置。井內、井外均設置垂直鋼爬梯,沉井2.4 刃腳支設頂部和底部均設置水平通道。鋼爬梯用中16圓鋼制作,用為了擴大沉井制作過(guò)程中刃腳的支承面積，減輕沉井對φ12鋼筋作護攔,并利用沉井澆筑時(shí)的對拉螺栓固定在井壁砂墊層的壓力,刃腳內側支承采用磚砌襯托,磚模內壁表面上。沉井頂部利用第四節混凝土的預留鋼筋作護欄形成水采用1:3水泥砂漿抹平，與混凝土接觸面涂脫模劑兩遍。平通道,井底在底板預留插筋上鋪設木板并設置欄桿形成通刃腳磚砌襯托支設如圖2所示。首。2.5(7)設置高程和水平位移觀(guān)測標記。在沉井四角設置固根據該工程的結構特點(diǎn)和工期要求,沉井第一次制作完定高程觀(guān)測點(diǎn),在井外壁面彈好縱橫軸線(xiàn),以便下沉過(guò)程中成后即進(jìn)人下沉施工。下沉采用水力沖挖吸泥下沉的施工的高程和位移觀(guān)測。工藝。該沉井長(cháng)45m,寬30m,面積1350m?,下沉15m左2.5.2沉{中國煤化工右,土方量約20000m' ,加上鍋底土方量、沉井下沉時(shí)井外側根據本HCN M H G結構的安全,合理涌人井內的土方量,水力沖挖總量達25 000m" 左右。該沉井安排沉井網(wǎng)格內小小仲倫吸死的順廳定下沉過(guò)程中控制的共24個(gè)格倉,選用水力沖挖吸泥機組10臺套。每臺機組由關(guān)鍵環(huán)節。2012年6月長(cháng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報第29卷第2期本工程開(kāi)挖分區如圖3所示。直徑300mm端部帶格柵的鋼管,在格柵外側包裹2層尼龍紗布,鋼管底部和周?chē)佁?00mm厚碎石,在沉井內四周設65 4|4s400X400mm水溝與集水井相連,水溝內鋪設碎石作為反濾層,在鋼管內放置潛水泵抽排地下滲水,集水井(排水管)平2|1[1|23面布置及大樣見(jiàn)圖4。在封底混凝土達到設計強度的70%后,開(kāi)始進(jìn)行沉井底板的施I,當底板強度達到70%設計強242度時(shí),進(jìn)行集水井的封堵。集水井封堵逐個(gè)進(jìn)行,先將集水抽排干凈,然后采用干硬快凝高標號混凝土迅速封堵,并振搗密實(shí),然后將管道上口用鋼板焊接或螺栓擰緊封死。封底混凝土采用汽車(chē)泵輸人井格內,用振搗棒振搗密實(shí)。封底混凝土澆筑順序與沉井初沉時(shí)土方?jīng)_挖順序基本初沉階段按照上圖中的1→2- +3- →4→5→6順序進(jìn)行開(kāi)相同，即先封中間井格,再封四周井格,然后封四角井格,依挖,使沉井底部形成鍋底狀。終沉階段按照6-→5-→4→3→2次均勻對稱(chēng)進(jìn)行施工?；炷翝仓r(shí),為防止發(fā)生離析現→1的順序進(jìn)行開(kāi)挖,使沉井底部形成反鍋底狀。即讓沉井象，混凝土用軟管輸送到井格底部。排水管，中間部位的墻梁均嵌人地基中。為保證沉井均衡下沉,在下沉過(guò)程中應根據測量資料隨偏隨糾。由于該沉井距灌河大堤較近,為避免沉井下沉時(shí)周00o(300圍土體坍塌而危及灌河大堤的安全,并減小封底混凝土的厚o|度,水力沖挖時(shí)盡量減小鍋底深度(鍋底深度不得大于.1.5m)。沖挖時(shí),宜使噴嘴接近90角沖刷立面,將立面底部刷成缺口使之塌落。沖挖順序為先中央后四周,沉井各倉內|。o挖土面高差不得超過(guò)0.5m,并沿刃腳留出土臺,不得沖空刃腳踏面下的土層,以保證沉井均勻下沉。井壁周?chē)馏w下陷圖4排水管平面布置及大樣圖后應及時(shí)補填砂性土,增加井壁外側摩阻力,減小下沉系數，2.7沉井底板澆筑使沉并在可控狀態(tài)下平穩下沉。下沉過(guò)程中,要進(jìn)行以下方面的監測工作:沉井本體監當封底混凝土達到強度后進(jìn)行分格抽水。井外應連續測(下沉速度、下沉高差、整體位移)、沉井四周土體及塔吊基降水，確保沉井的抗浮要求。底板澆筑前必須對預埋件進(jìn)行礎監測(下沉、位移)、深井降水監測(降水水位、深井傾斜及檢查,確保位置正確,必須配專(zhuān)人連續不斷地抽排集水井內的集水,然后分格進(jìn)行鋼筋混凝土底板施工,施工時(shí)應遵循破壞情況)及灌河大堤的安全監測。沉井本體監測:通過(guò)對井壁外側觀(guān)測點(diǎn)的高程測量及井平衡、對稱(chēng)的原則。頂四周軸線(xiàn)交點(diǎn)坐標測量,及時(shí)掌握沉井下沉的不均勻程度混凝土底板澆筑前先對施工縫進(jìn)行清理和鋼筋進(jìn)行除銹、調直,然后進(jìn)行水平直螺紋及搭接電弧焊連接。和水平位移，以便及時(shí)進(jìn)行糾偏。深井降水監測:對降水井進(jìn)行編號,定時(shí)記錄井內水位、混凝土澆筑前全面檢查準備工作，并進(jìn)行技術(shù)、安全交底,明確各班組分工、分區情況,混凝土入倉前應清除倉內各井的傾斜破壞情況。周?chē)h(huán)境監測:在下沉時(shí)對沉井四周土體、灌河大堤、塔種垃圾,檢查合格后方可澆筑混凝土。澆筑過(guò)程中嚴格控制吊基礎的穩定進(jìn)行定期監測。沉井周?chē)馏w塌陷時(shí)，應及時(shí)層差,振搗時(shí)振搗器應插人下層混凝土10cm 左右,振搗棒插人的間距- -般為400mm,振搗時(shí)間一般為15~ 30s,并且補填砂性土,確保灌河大堤、塔吊基礎的穩定。據調查,類(lèi)似工程在沉井下沉前，均對塔吊進(jìn)行了拆除在20~30min后進(jìn)行二次復振。注意不漏振、過(guò)振,鋼筋密處理,本工程為了發(fā)揮塔吊吊運破除樁頭混凝土塊的作用，集處加強振搗,分區分界交接處要延伸振搗1.5m左右,確保沉井下沉前沒(méi)有拆除塔吊,但沉井下沉過(guò)程中監測發(fā)現,由混凝土密實(shí)。于沉井周?chē)馏w塌陷，導致塔吊塔身向沉井方向傾斜達8cm,并有加劇趨勢。為確保塔吊處于安全狀態(tài),除迅速將3沉井施工的關(guān)鍵技術(shù)塔身降低10m外,對沉井塔吊側的塌陷坑槽及時(shí)進(jìn)行了補土回填,并進(jìn)行了壓實(shí),而且在以后的下沉過(guò)程中經(jīng)常性地3.1沉井下沉過(guò)程的糾偏對該部位進(jìn)行補土壓實(shí),始終保持該部位地面高程高出塔吊沉井下沉過(guò)程中的糾偏是沉井施工的第一關(guān)鍵。由于基礎頂面1m左右,從而保證了塔的安全。沉井是地下工程,對于大型沉井而言,若出現較大偏差,其糾2.6沉井封底偏難度是相當大的。為避免沉井下沉過(guò)程中出現較大偏差，沉井下沉到位后進(jìn)行8h的連續觀(guān)測，如下沉量小于合理布置開(kāi)挖設備、實(shí)現對稱(chēng)均衡開(kāi)挖是其關(guān)鍵所在。沉井10mm,可進(jìn)行封底。封底采用干封底,分格對稱(chēng)進(jìn)行封底混開(kāi)始下沉時(shí)中國煤化工四角高差易發(fā)生偏凝土澆筑。封底時(shí)注意保證沉井在封底時(shí)的穩定。如果深差,而在深度CNMH G正的。初沉時(shí)應對井降水不理想時(shí),或井底有少量的滲水時(shí),先將沉井內集水刃腳標高和軸線(xiàn)位移進(jìn)行連續觀(guān)測，及時(shí)糾偏，使沉井形成抽排干凈,同時(shí)在沉井周邊倉內設置集水井,集水井內放置-個(gè)良好的下沉軌道。糾偏時(shí)應避免大起大落,特別要注意一20-胡志蓮循環(huán)水泵房沉井 施工技術(shù)探討避免沉井偏離軸線(xiàn)。當沉井偏差大于300mm時(shí)應集中力量下沉至距設計標高50cm時(shí),需再停止觀(guān)察6h,待沉井墻、梁糾偏，使沉井回歸到正常下沉的軌道。沉井在終沉階段應以底部基本接近土層時(shí),重新核準測量數據,以1cm/h左右的糾偏為主,在沉井下沉至距設計標高1m左右時(shí)基本糾偏到速度緩慢下沉。待沉井下沉至距設計標高10cm時(shí),則只進(jìn)位,再謹慎下沉,控制不出現超出容許范圍的高程及位置偏行糾偏,使沉井在自重作用下，自行緩慢下沉。沉井進(jìn)入設差。計標高后需繼續觀(guān)察,待沉井全部穩定(8h下沉小于10mm)沉井產(chǎn)生傾斜偏轉的常見(jiàn)原因包括沉井刃腳下土層軟以后立即封底,以免出現超沉現象。硬不均勻;沒(méi)有均勻除土下沉,使井孔內土面高低相差較大;刃腳下掏空過(guò)多,沉井突然下沉而產(chǎn)生傾斜等。下沉發(fā)生傾斜偏轉時(shí),根據沉井產(chǎn)生傾斜偏轉的原因來(lái)糾偏。沉井在人4結束語(yǔ)土較淺時(shí),容易產(chǎn)生傾斜.但也比較容易糾正,在刃腳高的一近年來(lái),大型沉井在電力工程、水利工程、市政工程中的側挖土即可糾偏。隨著(zhù)沉井的下沉，在沉井高的- -側減少刃應用越來(lái)越廣泛。因此對沉井工程施工的研究有著(zhù)重要意腳下正面阻力,在沉井低的一側增加刃腳下的正面阻力,使義。本文基于大型沉井施工的實(shí)例，詳述了淤泥質(zhì)地質(zhì)條件沉井的偏差在下沉過(guò)程逐漸糾正。糾偏位移時(shí)，預先使沉井下大型沉井的施I方案及沉井下沉過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。向偏位方向傾斜,然后沿傾斜方向下沉,直至沉井底面中軸綜上所述,我們可以得出以下- -些結論:線(xiàn)與設計中軸線(xiàn)的位置相重合或接近時(shí),再將傾斜糾正或糾(1)切合實(shí)際的施工方案不僅可以保證沉井的施工質(zhì)至稍微向相反方向傾斜一些,最后調正致使傾斜和位移都在量,而且可以加快施工進(jìn)度和降低施工成本。容許范圍以?xún)葹橹?。沉井位置發(fā)生扭轉時(shí),在沉井偏位的兩<2)研究、掌握并合理利用沉井施工的關(guān)鍵技術(shù),采取有角挖土,另外兩角填土,借助于刃腳下不相等的土壓力所形效措施解決沉井下沉過(guò)程中出現的各種問(wèn)題是沉井施工成成的扭矩,使沉井在下沉過(guò)程中逐步糾正其位置。敗的關(guān)鍵所在。3.2防止沉井 超沉的方法江蘇陳港電廠(chǎng)循環(huán)水泵房大型沉井基礎施工時(shí),由于施對于淤泥質(zhì)土層上的大型沉井而言,防止沉井超沉是沉工方案切合實(shí)際,施工過(guò)程中成功地應用了相應的關(guān)鍵技術(shù)井施工的另-關(guān)鍵技術(shù)。要保證沉井不超沉，在終沉階段必及管理措施得力,沉井僅用了短短42d的時(shí)間就完成了下沉須采取措施進(jìn)行控制。沉井下沉至距井底混凝土灌注樁樁施工,為電廠(chǎng)如期投產(chǎn)運行奠定了基礎。在初沉階段也曾出頂設計高程3m左右時(shí),應按反鍋方法挖土下沉,并盡量控現過(guò)高差大于30cm、軸線(xiàn)偏移超過(guò)12cm的偏差,但采取了制沉井下沉速度,必要時(shí)可停止6h觀(guān)察,掌握下沉趨勢,此正確的糾偏方法,使其得以及時(shí)糾正,沉井最終下沉的高程間測量工作應每2h進(jìn)行--次，高差控制在10~15cm內。和位置偏差均控制在規范允許范圍內。隨著(zhù)沉井繼續下沉,沉井應逐漸形成擠土下沉趨勢,待沉井八公公公公公公公公公公公公公公/.公公公公公公公公公0公/公公公00000180000101哈(上接第14頁(yè))的凍結物進(jìn)人攪拌機,以保證混凝土質(zhì)量。(5)冬季施工過(guò)程中不可少預見(jiàn)的因素較多,為(4)混凝土拌和溫度及人模溫度必須嚴格控制。了保證混凝土施工萬(wàn)無(wú)--失,必須建立完善的監測混凝土芯部溫度是由人模溫度與混凝土養生期間的體系,對所在地區的氣象情況、原材料溫度、計量、混水化熱疊加形成的,若混凝土人模溫度過(guò)高,將導致凝土拌和、施工環(huán)境溫度、混凝土澆筑時(shí)人模溫度、混凝土水化熱過(guò)程中,芯部溫度偏高,與表層發(fā)生較養護期問(wèn)混凝土內外溫差、拆模時(shí)各種指標等都要大的溫差(大于20"C),造成溫度裂紋。所以混凝土嚴格按照已制定冬季施工方案執行,使得各道工序.拌合溫度和入模溫度必須根據施工方案熱工計算，的施工質(zhì)量均在監控之內,確保工程質(zhì)量。選擇最佳溫度。中國煤化工MHCNM HG一21一