大型沉井施工技術(shù)在江蘇陳家港電廠(chǎng)循環(huán)水泵房中的應用

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(chǎng)循環(huán)水泵房中的應用劉少躍'，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(shí)地基有相應的承載力及控制沉井下沉過(guò)程中不產(chǎn)生傾斜、位移、扭轉等難題進(jìn)行了探討、分析與研究,并在實(shí)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(lèi)號: TU753.6*4文獻標識碼: B文章編號: 1008 -0112(2012)11 - 0062 -03近年來(lái)，隨著(zhù)生產(chǎn)規模的擴大和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,采取嚴密的監控措施和施工手段。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各種地下工業(yè)建筑沉井的施工主要分為沉井現場(chǎng)制作、沉井下沉和和民用建筑圍護結構的一種形 式。但如何保證沉井在沉井封底3個(gè)部分。由于該沉井較深(高度為19. 65m,下沉是平穩、結構不開(kāi)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(guò)程中面臨的挑戰之沉井分4節制作，前3節制作完成后便進(jìn)行下沉，封_(1-2]。 本文以陳家港電廠(chǎng)循環(huán)水泵房為例對這些問(wèn)底并澆筑底板后，再進(jìn)行第4節制作。第1節制作高題進(jìn)行分析探討。度為4.9m(高程為-14.90~ - 10.00m),第2節制作1工程概況.高度定為4.6m(高程為-10.00~ -5. 40m)，第3節江蘇國華陳家港電廠(chǎng)(2 x600MW機組)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蟒牛村北面的灌河人?？跂|節制作高度定為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，距灌2.1沉井制作河大堤約30m。在泵房位置20m內地層主要為淤泥質(zhì)沉井制作的基礎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(kāi)挖，再進(jìn)行砂墊層施工,循環(huán)水泵房地下沉井結構為整體鋼筋混凝土箱型最后進(jìn)行沉井主體制作。結構，平面尺寸為45mx30m，高度為19. 65 m(高程.2.1.1 基坑開(kāi)挖及砂墊層回填為-14.90~ +4. 75m)。順水流方向設置3道隔墻,根據本工程地質(zhì)條件，其地表為填土層，以粉質(zhì)形成4個(gè)流道。沉井底部縱橫向底梁相交形成24個(gè)格粘土為主，承載力特征值雖然達到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,結構混凝土強度等級為C30。載力特征值只有65kPa，平均層厚約4. 0m。經(jīng)計算，由于沉井區域位于灌河防洪堤內，地質(zhì)條件復雜，沉井第-次制作時(shí)，基底及下臥第一層 承載能力不滿(mǎn)因而沉井施工存在一.些難點(diǎn):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(mǎn)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(mǎn)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(shí)，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(shí)射流吸泥開(kāi)挖工程量，同時(shí)降低沉井下沉高度，首措施保證邊坡的穩定;④由于下沉過(guò)程不可見(jiàn)，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(jiǎn)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(chǎng)循環(huán)水泵房中的應用No.11 Nov. 2012泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，開(kāi)挖平均深度約為5.0m，開(kāi)挖邊坡系灌河大堤數為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1道盲溝( 800mm x400mm)和6個(gè)集水井，每個(gè)集水井設置1臺水泵往外抽水。砂島采用分層填筑，并用沖水法予以實(shí)心密實(shí)，如圖1所示。挖掘機行車(chē)道回填完成后在砂島面上澆筑300mm厚的C20素混:抗滑動(dòng)墻凝土墊層，其寬度超出沉井墻、梁兩側各300mm。井挖掘機行軍道內墻梁墊層設置吊筋并伸人結構混凝土內，其目的是使在沉井下沉過(guò)程中開(kāi)挖形成大鍋底時(shí)，墊層混凝t砂袋、600能夠附在結構混凝土上，在沉井下沉至設計高程時(shí)，可以增大基底與地基的接觸面積，以提高沉井穩定性。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(mǎn)足要求，且減少下沉過(guò)程中射流吸泥開(kāi)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(kāi)挖高層7-6.5圖2抗滑動(dòng)墻布置(單位: mm)22 S003 60022 5002.1.3刃腳支設為了擴大沉井制作過(guò)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)條件復雜，為確保大沉井對砂墊層的壓力，刃腳內側支承采用磚砌襯托，堤安全，對邊坡采取了抗滑動(dòng)墻應急措施:在距灌河磚模內壁表面采用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,設置抗滑動(dòng)墻，防面涂脫模劑2遍，刃腳磚砌襯托支設如圖3所示。L500止邊坡滑動(dòng)影響到大堤安全?？够瑒?dòng)墻寬為600mm,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節制作，表層土挖除后，地面標高正好X為第3節沉井頂面標高，因此第4節沉井不再視作沉井結構，而待3節沉井下沉到位封底并澆筑底板后,8100再進(jìn)行第4節制作。為減少第1次澆注混凝土的重量,圖3刃腳磚砌襯托支護(單位: mm}避免~下沉過(guò)大及不均勻沉降造成混凝土開(kāi)裂，將第12.2沉井下沉節混凝土澆注分2次完成，先澆注刃腳，待混凝土強2.2.1沉井 射流吸漿開(kāi)挖度達到設計強度70%以上時(shí)再澆注剩余部分，并依次沉井下沉開(kāi)挖采取射流吸漿排水開(kāi)挖法，采用2施工第2節、第3節。第1、2、3節制作完成，待其~3.套設備施工開(kāi)挖下沉,分層均勻對稱(chēng)進(jìn)行，每層混凝土強度達到100%后，即開(kāi)始下沉，沉井下沉至厚度為400~500mm,由沉井中央開(kāi)始逐漸向四周進(jìn)底部設計高程。沉井制作總高度為18. 2m,制作內容行，刃腳父中國煤化工沿井壁每3m為- -包括井壁以及隔墻。第1節高為4.7m;第2節高為段向刃腳YHCN MH G層，每次削土厚度7.0m;第3節高為6. 5m。為100mm,使沉井均勻豎直下沉，以防止產(chǎn)生過(guò)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層尼龍窗紗鋼根據該沉井的結構特點(diǎn)，為確保沉井結構的安全，筋柵筒相連。井底排水管布置及排水管大樣圖見(jiàn)圖4合理安排出土順序是下沉的關(guān)鍵。下沉過(guò)程中始終保所示。持均勻下沉，沉井不能出現較大的高差，取砂時(shí)，首封底混凝土達到一定的強度后，開(kāi)始進(jìn)行沉井底先將中間的砂墊層分區、均勻、對稱(chēng)掏空，然后向四板混凝土澆筑，當底板強度達到70%設計強度時(shí)，進(jìn)周擴展取砂。如沉井下面土質(zhì)松軟，讓沉井擠土下沉，行集水井的封堵。集水井封堵應逐個(gè)進(jìn)行，先將集水使沉井的支力點(diǎn)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號混凝土迅速封堵,以?xún)?。沉井初沉階段下沉系數較大，下沉應以糾偏為并振搗密實(shí)，再將管道上口用鋼板焊接或螺栓擰緊封主、下沉為輔，根據沉井四角高差情況來(lái)控制下沉速死。澆筑封底混凝土時(shí)，按照先中間后四周、對稱(chēng)澆度，下沉深度到達6m之前，每天下沉量不宜超過(guò).筑的原則進(jìn)行施工。封底混凝土采用汽車(chē)泵輸送人倉,50cm;沉井進(jìn)入軌道后，在平穩的前提下，每天的下并用振搗棒振搗密實(shí)。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(shí)，要降號，以1、2、3、4、5、6的順序進(jìn)行澆筑。低每天下沉量,每天也應控制在50cm以?xún)?。因沉井排水置內土層分布不均勻，取土時(shí)應先取土層厚的一邊，使0 | 0|0|0|0 O整個(gè)沉井的土層基本均勻，這樣來(lái)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(shí)，基本進(jìn)人軌道時(shí)可加大取土量，鍋底適當加深,井中間鍋底可控制在2m左右，但需確保機械正常施工，如遇機械設備故障應立刻維修或更換，如1h不能O | 0|00l0 0排除，其它相應設備應停止施工，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(gè)高差控制在50cm以?xún)取?.2.3終沉前的控制措施沉井下沉離設計工程樁頂2m左右時(shí)，應放慢下6沉速度，停止6h觀(guān)察，觀(guān)測下沉速度，采用“反鍋底”施工，基本以糾偏為主，測標下沉趨勢和自沉慣2量，測量2h1次，高差控制在10 ~ 15cm，隨著(zhù)沉井繼續下沉，沉井應逐漸形成擠土下沉，待沉井離設計標1高50cm時(shí)，再停止觀(guān)察6h，-般大梁基本接近土層,測量數據重新核準，以每小時(shí)lcm左右的速度將沉井4慢慢進(jìn)人設計標高，根據設計要求，按照正差提前10em停止下沉，確保沉井平穩，不超沉，高差控制在圖5封底混凝土 澆筑順序土7cm以?xún)?，沉井進(jìn)人設計標高后需繼續觀(guān)察，待沉3施工效果井全部穩定(8h下沉小于10mm)以后立即封底，以免沉井于2009年10月25日實(shí)施下沉，原計劃于11出現超沉現象。月20日下沉至設計高程。由于下沉過(guò)程中遇灌注樁提2.3沉井封底前出露(104條灌注樁中50%高出設計標高7 ~ 9m),沉井下沉到位后進(jìn)行8h的連續觀(guān)測，如下沉量小增加了鑿樁工作量，并占用了下沉開(kāi)挖工作面，沉井于10mm,可進(jìn)行封底。封底時(shí)，沉井底部總體上呈、實(shí)際于12 月27日下沉到位。由于措施到位，施工過(guò)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、傾斜數較小，沉井外側降水井的降水效果不是很理想，所及沉井終0中國煤化工以井內的排水措施必須行之有效。為此，考慮將沉井4結語(yǔ)TH.CNMHG靠近邊墻的16個(gè)倉格局部沖挖成鍋底狀，并在鍋底中通過(guò)前還地L雙在川以有出，在物理性質(zhì)指標相間適當挖深布置排水管。排水管采用頂部帶法蘭盤(pán)、似 土層的沉井設計和施工中,(下轉第73頁(yè))，64●2012年11月第11期廣東水利水電No.11 Nov. 2012工作平臺搭設5結語(yǔ)↓水下混凝土有著(zhù)廣泛的應用前景，可用于沉井封模板安裝底、圍堰、沉箱、水下連續墻、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，對導管法傾倒法水下混凝土的施工生產(chǎn)工藝產(chǎn)生了深遠的影響，極大搭設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(zhù)我國海洋資源的開(kāi)發(fā)，近海工程中隧道、鐵路、公路、橋梁的建設增加，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:[1] DL/TS117 - 2000水下不分散混凝土試驗規程[S].北京:中國電力出版社, 2001.打孔埋設插筋[2] 施惠生，孫振平，鄧愷混凝土外加劑實(shí)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.(本文責任編輯 王瑞蘭)(上接第61頁(yè))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碾壓砼內部溫度值過(guò)程線(xiàn)( 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。根據樂(lè )昌峽工程檢測單位對砼內部溫度的檢測數4結語(yǔ)據進(jìn)行了核對與統計，由圖2中數據可以看到，在通通過(guò)采取技術(shù)措施，對樂(lè )昌峽攔河壩(碾壓混凝過(guò)控制倉面澆筑溫度、砼養護及內部降溫措施和砼外土重力壩)施工溫差進(jìn)行嚴格的控制，取得了良好的露面采取保溫措施均有效的降低砼內外溫差，使得砼效果，值得類(lèi)似工程借鑒。內部溫度變化曲線(xiàn)平緩降低，達到控制砼內外溫度差(本文責任編輯馬克俊)(上接第64頁(yè))[1] 段良策，殷奇.沉井設計與施工[M]. 上海:同濟大學(xué)可以通過(guò)換填土層、改變刃腳面積等手段調整承載力,出版社，2006.并以控制下沉速度的方法使沉井緩慢下沉到設計標高,2] 周申一，張立榮，楊仁杰，等.沉井沉箱施工技術(shù)[ M]. .避免超沉現象。封底時(shí)采取對稱(chēng)的施工方法，避免沉北京:人民交通出版社, 2005.井結構產(chǎn)生不均勻沉降以及扭轉，保證沉井結構的平[3] 趙明華， 土力學(xué)與基礎工程[M].武漢:武漢理工大學(xué)穩。該施工方法工藝簡(jiǎn)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，值得推廣和應用。4] 袁良文YHCNMHG*江蘇水利，2010,1(6) :(本文責任編輯王瑞蘭)●73●