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河道清淤施工工藝范文1
關鍵詞:繩索測量法清淤質量控制運用
中圖分類號: O213.1 文獻標識碼:A文章編號:
Abstract: the tianjin urban river "s" shape the haihe river engineering as an example, this paper introduces "rope measurement method" section in haihe river "s" shape quality control of use and effect.
Keywords: ropes measuring method "s" shape quality control application
天津市海河河道清淤工程為減少施工對海河水的二次污染,避免施工對城市道路的污染和減輕市政道路的交通壓力,采用了封閉式、環保型施工工藝,用水陸兩棲挖掘機清淤,將所清淤泥裝泥駁由拖輪運至下游郊外的卸泥碼頭。工程清淤范圍內一般清淤深度1~2m,最大4 m。海河上游自子牙河和北運河匯流口處高程為-5.00 m至下游外環河橋為1/20000縱坡控制。清除原河底全部淤泥層,用以改善河道水質、提高通航和行洪能力。清淤過程中,為確保兩側原堤岸的穩定,清淤邊坡設計為1:6,高程在-1.00m以上部分,河內欠挖和超挖深度均應控制在0.20 m范圍內;高程在-1.00m以下部分,河內欠挖和超挖深度均應控制在0.40m范圍內,跨河穿越設施采取保護措施予以施工。
1 方法簡介
所謂“繩索測量法”為橫斷面測量的一種,指對河道清淤工程進行控制測量時,用百米繩來控制橫向距離,以測桿與測砣來測量縱向挖深的檢測方法(測桿、測砣底部均設有底盤)。根據測深,依據即時水位計算出實際開挖高程并與設計高程進行分析比較,以人工直接量距和測深,視施工部位環境的復雜程度確定測點的密集度。此種方法操作簡便、效率高,后期測量結果的整理也較簡單、快捷。
2 特點及應用
2.1特點
天津市海河河道清淤工程采用的“三位一體、環保型清淤施工”,為大面積多點作業,采用了水上挖、裝、運一體的清淤設備。此種工藝作業受天氣影響不大,監理人員需隨時旁站跟蹤檢測?;诖它c,檢測人員運用“繩索測量法”可以不受天氣條件的影響,隨時對作業船只進行跟蹤檢測。其優點有:
(1)測砣測繩的縱向長度可以無限加長。海河清淤最低設計高程在-8.0 m以下時,也可以完成測量工作。
(2)采用此方法檢測斷面方便快捷。按開挖斷面寬度為100m為例,完成一個斷面的檢測時間約為40min。
(3)采用此方法進行檢測前,只要對即時水位進行觀測后便可進行,省去“水準測量法”自水準網引點前繁瑣的準備工作。
(4)此方法技術流程較簡捷,避免了“水準測量法”易受天氣等外界條件制約的缺點。
可見,“繩索測量法”具有操作簡捷、效率高的特點。
2.2運用
測量所用設備采用11kw小型船,主要檢測工具有百米繩、5米測桿和0.9kg測砣。河道清淤質量控制的測量工作主要包括準備階段、水上數據采集階段和數據分析階段。
2.2.1準備階段
(1)檢查測量工具是否齊全和能否正常工作,復核測繩的拉長度、測桿的刻度和砣繩的尺寸等,以保證測量任務的順利完成。
(2)在測量前,首先結合已有的地形圖對需測量的大致范圍進行選定,校正導線樁并據此放過河斷面線,河斷面線要與河道中心線垂直。
(3)校正即時水位,根據所測斷面的實際情況確定測點的密集度。
(4)根據測點的密集度制定測深記錄表格,內容包括:即時水位、檢測斷面位置(樁號)、距齒墻(或導線樁)距離、檢測水深。還應包括:項目名稱、檢測人員、記錄人員、時間日期等。
(5)安排好測量小組內部人員分工、明確各自的責任內容并做好水上作業的安全措施。
2.2.2水上數據采集
(1)岸邊人員根據實際情況控制好百米繩的零起點。
(2)測量工作進行時,船上控制橫向距離的測量人員根據測點的密集度讀出測點距零起點距離;負責測量水深的人員在測點上測出結果后及時讀出數據,并做好記錄。
(3)測量時,測量人員要以繪出成果圖或下達監理指令為測量的出發點,需要加密測點的部位可隨意擇取范圍。
2.3.3數據整理分析
當測量工作完成后,根據即時水位計算出檢測高程,隨同設計高程數據一同錄入到測深成果表中,并作出完工斷面的質量統計分析情況。
對完工斷面復檢測量結果的統計分析,主要包括測深記錄、測深成果、地形原貌、設計開挖線和開挖后斷面等是否符合設計要求和有關規范的規定。通過對已測施工斷面的數據整理和分析,檢測結果均滿足設計要求和規范的規定。
3結語
我國城市河道眾多,每一條河道作為城市的血脈都擔負著行洪、排澇、航運等不同的功能,要想保持河道的永久生命力,清淤工作是面臨的首要問題?!袄K索測量法”與常用的“水準測量法”相比,具有效率高、應用性強等優勢,同時“繩索測量法”的技術流程可操作性強,特殊部位可將此法與測量精度相對精確的“水準測量法”結合使用,效果更好。在海河清淤工程監理質量控制中“繩索測量法”得到了初步應用,相信此方法將在河道清淤工程質量控制中得到日臻完善并被廣泛應用。
參考文獻:
1、水利部,《水利水電工程施工測量規范》SL52-93;
2、水利部,《水利水電基本建設工程單元工程質量等級評定標準(七)》SL49-94;
河道清淤施工工藝范文2
[關鍵詞]海河清淤 設備開發 應用探討
中圖分類號:TF046.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)15-0082-01
海河中心市區段清淤工程始于子北匯流口上游200m,止于外環橋下游500m,全長18km,清淤土方量280萬m3。海河中心市區段多年來淤積嚴重,加之人為棄放的建筑垃圾和雜物,使河道形成眾多淺灘。每當水位下降時,大量污物垃圾,藻類叢生,雜亂不堪,嚴重影響市區景觀和大都市形象。海河綜合開發河道清淤工程是天津市委市政府三步走發展戰略中的一個重要環節。為確保清淤工程順利實施,我們就采用何種施工機械設備進行了研究探討。
一、施工遇到的技術問題
(1)海河中心市區段清淤工程位于天津市區中心地帶,全長18公里,一般清淤深度1-2米,最大清淤深度4米。開挖高程誤差控制-1.00以上±0.20M;-1.00以下±0.40M,為保證城市正常的生產生活環境,施工必須達到環保要求。
(2)海河現有護岸主要分為以下四種形式:一是漿砌石護坡加鋼筋混凝土板樁;二是漿砌石護坡加漿砌齒墻;三是鋼筋混凝土板樁立墻;四是鋼板樁立式護岸。為保護現有護岸形式不被破壞,要求清淤開挖設備在水中行走方便,移動靈活,清淤開挖過程中對水上、水下及周邊設施影響小。
(3)海河河道內不僅淤積了大量泥土和雜物,還存在很多形體較大的建筑垃圾,不易破損和清除,因此要求開挖設備必須有能力清除各種體積的淤積物。
(4)海河兩岸是連綿十幾公里的帶狀公園,海河堤岸外側現有道路大部分只能通行小型車輛,若采用陸路運輸則必須穿越市區主干道及各道路交口,勢必造成交通堵塞和路面二次污染,因此陸路運輸方案不可行,只能采取水路運輸。
(5)市區無法設置排泥場,排泥場需設在距離市區27km以外的郊區,清淤地點與排泥場之間距離較遠,需要配置便捷安全、經濟合理的運輸設備。
(6)海河具有旅游、觀光功能,游船往返不斷,清淤設備不能阻斷游船航行。
(7)河道淤積物中存在重金屬污染,要求在開挖過程和儲泥場存儲時應采取妥善處理措施,避免對水質和土地資源污染。
(8)海河水下設施及障礙物多,安全隱患嚴重。根據實地調查,海河兩岸共有200多處相關設施,其中左岸117處,右岸83處。還有部分水下設施由于建設年代久遠沒有原始資料,難以查清其準確位置,大大增加了施工中潛在的困難和危險。
二、專用清淤設備的開發及應用
專用設備的開發主要包括:浮船式液壓抓斗機、全封閉易抓凈液壓雙面抓斗、運輸載泥設備、半艙式駁船。開發設計思想技術性能及應用。
1、浮船式液壓抓斗機
浮船式液壓抓斗機由自行設計的具有足夠承載能力、抗傾覆能力的浮船;日本小松-5-200挖掘機;雙向(垂直、水平)水中自行定位系統,全封閉易抓凈液壓雙面抓斗組合而成。其設計思想是將日本小松-5-200挖掘機去掉履帶傳動系統后固定在浮船安全槽內,將傳動系統轉換至浮船定位樁控制系統。去掉挖掘機抓斗,改換全封閉易抓凈液壓雙面抓斗來完成清淤作業過程。浮船式液壓抓斗機可拆卸、組合,不受河道上橋梁高度及橋孔寬度限制。
(1) 浮船。浮船為液壓抓斗機的載體,大范圍移動由坐港拖輪牽引,小范圍作業移動,由掛漿機調整位置。該浮船由主浮箱、副浮箱組合而成,主要尺寸參數:主浮箱長15m,寬3.5m,副浮箱單體長12.5m,寬1.5m,組合后總長15m,寬6.5m,甲板至船底高1.1m,吃水線以下深度為0.9m。
(2)雙向可調節定位樁。雙向可調節定位樁自成調解定位系統,通過主、副浮箱尾端預留基座用高強螺栓進行固定。其調節定位系統包括:水平放倒調節裝置,垂直升降調節裝置,升降固定套卡,11m長I30(b)重型工字鋼定位樁組成。
雙向可調節定位樁的基本功能是,當浮船式液壓抓斗機調整好指定清淤開挖位置后,通過定位系統進行浮船定位,定位樁通過壓力伸入河底2~3m進行定位,防止開挖過程中浮船傾覆和抵抗側向推力造成開挖斷面的不規則性問題。
雙向可調節定位是指垂直和水平調節。浮船式液壓抓斗機清淤作業過程,依據施工工藝要求需要頻繁移動位置,當一個開挖半徑范圍內工作完成后就需要轉移到下一個不同設計的清淤高程中作業,這樣就需要通過定位樁上的調節孔和升降定位套卡的調整來完成一個垂直定位過程。當轉移過程遇到河道中橋梁限高時,打開定位樁升降固定套卡,通過壓力系統提起定位樁,再通過水平放倒裝置沿浮船縱身方向水平放倒后,牽引通過橋下完成一個特殊環節條件的轉移過程,進行下一個區域的施工作業。
2、半艙式泥駁船
本船為內河運泥用半艙口駁船,不帶動力,船后設人力舵。該船穩性核算按內河C級航區計算,載重量為80t,航行于吃水深度較小的河道、湖泊、水庫等水域,適用范圍較廣、船體設計合理,編組調頭靈活,安全可靠、運載能力強,無污染。主要尺寸參數為:水線長19.89m,總寬4.90m,型寬4.70m,型深1.40m,設計吃水深度1.2m,船上設船員3人。
本船結構及功能分配為:由Fr.0至Fr.4為操舵區域,上設可拆卸式罩蓬,Fr.4至Fr.35為載貨區域,Fr.35至艏部為拖帶作業區。艙口圍板高度0.3m~0.5m,內底距基線0.95m。全船肋距0.5m,采用橫骨架式結構。船殼外板為4mm鋼板,艙口載貨甲板用6mm鋼板,艙口側板用5mm鋼板。船體結構采用CCSA級鋼,其性能滿足規范要求。在主甲板首、尾及中部均設置十字帶纜樁兩個。
3、全封閉易抓凈液壓雙面抓斗
(1)、主要技術參數及設計思想
全封閉易抓凈液壓雙面抓斗采用16錳鋼材料制造,以液壓缸和挖掘機液壓系統連接作為動力,其主要參數為:雙面液壓抓斗高0.8m,斗寬1.3~1.5m,斗板厚20mm,側板連接25mm,側板軸4個,Φ80mm,液壓缸連接臂長1500mm×250mm,總重450kg,最大開起角度180度,閉合后成圓弧狀,斗容積0.8~1.5m3。液壓缸行程60cm,液壓油管和液壓缸連接臂與挖掘機大臂和液壓系統連接,啟動后通過挖掘機操作
系統,使液壓雙面抓斗張合完成抓卸作業。該設備輕便、全封閉,清淤開挖過程對河底淤泥土質不擾動,水中提升過程不泄漏污染水質,既可用于浮動船舶卸泥裝車,又可用于水中清淤抓泥,環保效果好,平均每小時開挖裝泥駁或卸船裝車60m3,施工效率高。(2)、清淤開挖、裝卸及其適應的條件
全封閉易抓凈液壓雙面抓斗上部設有不等長的連接臂桿與日本小松-5-200挖掘機大臂連接。根據開挖深度不同,清淤設備的連接臂進行更換,從2m~8m不等,每條連接臂上刻有刻度,開挖操作人員根據開挖深度和連接臂上的刻度控制開挖深度,從而保證按照設計要求的高程進行施工,做到不超挖、不欠挖。全封閉易抓凈液壓雙面抓斗包括連接臂在內由于連接在挖掘機大臂上,其使用范圍既能完成清淤開挖作業裝泥駁也能用于卸泥場卸泥裝車,然而挖掘機大臂最大挖深和最大裝駁船仰起高度為8m,受其影響,在開挖裝船過程中對超過設備限制挖深的清淤斷面,需采用鏈式抓斗機裝全封閉易抓凈液壓雙面抓斗來完成作業過程。
河道清淤施工工藝范文3
關鍵詞:格賓石籠;中小河流;應用
1 基本情況
麻哈河小流域地處山區,坡陡流急,且降雨集中,一旦發生強降雨,極容易暴發洪澇災害。根據麻哈河小流域的主要特點,通過興建防洪堤、河道清淤等、山塘加固、小型農田水利工程措施等,可以有效地改善當地防洪安全,提高河道排泄洪水能力。項目的堤防工程位于村委所在河段,治理河段全長2.9km,左岸堤防長2.7km、右岸堤防長 2.9km。
麻哈河防洪治理項目盡量維持河道自然形態、原有淺灘、深槽,保護植物群落,體現河道斷面形態的多樣性,保留河道自然形成的階梯和深潭等微結構。堤防護岸工程不僅要滿足防洪要求,而且要兼顧與周圍環境相協調,經濟實用,生態親水。護岸工程設計主要包括護坡和護腳,根據工程地質資料、投資情況和施工難易等,采用格賓石籠進行護腳和護坡設計,實現與環境和諧統一。
2 格賓石籠簡介
格賓石籠結構具有:①多孔隙,透水透氣,環境友好,適合水生動植物棲息,可建設生態良好、景觀優美的近自然河岸結構;②結構柔韌性好,適應河床變形能力強; ③就地取材,經濟合理;④便于施工、修復、加固;⑤具有較好的抗沖護坡能力等優點,比傳統的混凝土、漿砌石等更適合用于中小河流護坡、護岸和護腳工程,在我省的中小河流治理中得到廣泛應用。
格賓石籠是用抗腐耐磨高強的低碳高鍍鋅鋼絲和鋁鋅合金鋼絲(鋼絲直徑 2.0~4.0 mm,抗拉強度不少于 38 kg/m2)編制成雙絞、六邊形網目的網片,根據工程設計要求組裝成各種組合體,并裝入塊石等填充料。格e石籠護砌作為一項新型的工程技術,廣泛應用于河道治理、岸坡防護、邊坡支護綠化等方面。其優點是具有較強的抵御自然破壞及耐腐蝕和抗惡劣氣候影響的能力;柔性好,無結構縫,整體結構有延展性,可承受大范圍的變形;格賓石籠中塊石縫隙間的淤泥有利于植物生產,可與周圍自然環境融為一體,具有良好的滲透性,可防止由流體靜力造成的損害,有利于山坡和岸灘的穩定;易于就地取材,工程成本低,施工簡便,不需特殊技術,施工工期不受限制。
3 格賓石籠在護岸結構中的應用
3.1 土堤抗滑邊坡穩定計算
麻哈河河道堤防設計邊坡系數1∶1.5,治理段堤防最大高度3.5m,設計水深0.9~1.2m。堤身土料為卵石混合土結構,稍密―中密。采用《堤防工程設計規范》計算堤身邊坡穩定系數,利用瑞典圓弧滑動法。經計算,河道堤坡設計邊坡1∶1.5是穩定的。
3.2 格賓石籠護腳設計
根據建筑物洪水設計標準、河床地質情況等,采用《堤防工程設計規范》計算護岸沖刷深度。經計算,堤防基礎沖刷深度設計值取1.0m。堤防護腳采用50cm厚兩層格賓石籠,上層寬3.0m,下層寬1.5m。
3.3 斜坡堤護坡厚度計算
麻哈河河道堤防坡面采用格賓石籠防護,斜坡坡度1∶1.5。防護厚度根據《堤防工程設計規范》進行計算。經計算,斜坡上采用一層厚度30cm的格賓石籠防護。
4 施工過程
4.1 護腳施工
格賓石籠護腳施工前應先根據設計河底高程進行河道基礎平整,挖除河道內的大塊巖石,將河道內的坑洼填平,并對基礎進行夯實處理,壓實系數不小于0.94。護腳下層采用1.5m×3.0m×0.5m的格賓石籠,鋪好下層箱籠后,其內填0.1~0.5m的卵石,然后用同樣質量的格賓網封蓋,并用連接扎絲將石籠與石籠、石籠與格賓網封蓋搭接;最后在下層的基礎上鋪設上層格賓石籠,規格1.0m×3.0m×0.5m,每層之間錯縫安裝。填充石料必須為堅固密實、耐風化的材料。
4.2 坡面施工
堤坡護砌前,若現狀岸坡緩于設計邊坡1∶1.5的堤坡維持現狀,若現狀岸坡陡于設計邊坡1∶1.5的堤坡按設計邊坡進行整修。對凹凸不平處或預削坡或預回填補平,并清除坡面上的動物洞穴及植物根系,坡面凹凸不超過1cm。在平整夯實的坡面上,從基礎開始安裝鋪設一層規格為1.0m×3.0m×0.3m的格賓石籠,其內填0.09~0.15m的卵石,然后用同樣質量的格賓網封蓋搭接。
4.3 賓格網的制作
格賓網是金屬線材編織的六角形網制成的網箱,使用的金屬線徑是根據網目的大小而不同。如果是金屬鍍鋅的金屬線,則使用線徑為2.Omm到4.Omm的金屬線,如果是PVC包塑的金屬線編織的六角網,則使用外徑為3.Omm到4.5mm的PVC(金屬)線,外框邊緣的線則使用比六角網線粗一號的線。麻哈河地處山區,水流湍急,多變化,格賓網網目宜采用較為緊密的尺寸,網線材質宜使用鍍鋅鐵絲。在實際操作中,采用60mm*80mm的尺寸,使用線徑為3.51mm。
4.4 填充材料
填充格賓網的石塊大小應不小于格賓網的網孔,否則石塊太小容易從格賓網箱中掉出。石塊一旦掉出,格賓網箱就會很容易變形坍塌,從而達不到防護效果。從安全角度以及經濟角度考慮,本工程采用在網箱表面添加一層大塊石,在內部添加小塊石的方法進行材料填充。大塊石直徑不小于80mm,小塊石直徑為20~40mm。
4.5 現場施工
格賓網箱施工時應根據堤防的入土深度和輪廓線長度及寬度等設計要求,開挖基槽,并在提防下面鋪設好土工布后進行格賓網箱護腳的施工,施工時保證提防的基底土質及其密實度;如遇較差的地基土質時,須進行地基處理,處理后的地基承載力符合設計要求。格賓籠護腳具體施工工藝如下:基槽開挖-地基處理-鋪設墊層-測貴放線-鋪設格賓網-填充石料-筘體封蓋-箱體植被施工。
4.6 施工質量控制
施工測量控制。施工前根據設計文件,對有關數據、資料及施工圖中的幾何尺寸進行復查。指定專人負責測量工作,為現場施工及時準確的放線,提供所需的測量資料。保證格賓網施工基而施工測量的精度指標符合以下要求:平而位置允許誤差士30mm~±40mm、高程允許誤差士30mm、坡而不平整度的相對高度差允許范圍士30mm,施工中對設置的施工控制標志、高程點,必須嚴加保護,并定期檢測、校正。
格賓網箱施工質量控制。按照設計要求將土質護坡整理夯實,按要求鋪好土工布后,做好碎石墊層;格賓網施工時,先將符合設計要求大小的格賓網在整理好的護坡上攤開,壓平折痕,將四側網而板、隔板立起,并用綁扎鋼絲將相鄰網而扎好,使其呈立方體形狀;調整好位置,將準備好的石塊填入網箱中,作好碼排,以達到較高的密實度;石塊填充完畢后,蓋上墊蓋,并綁扎連接。按從下而上,從左至右的順序進行施工,最后填平種植土,進而形成整體格賓石籠斜坡護岸。因口前尚無格賓網護坡施工驗收規范,對格賓網護墊質量控制主要以施工規范、格賓網材生產廠家說明書、技術資料及其他項口應用實例進行控制,嚴格的質量檢測保證了施工質量。
5 結語
格賓石籠護砌是一種新型的柔性護砌,結構上能更好地適應地基的不均勻變形,施工方便、不受施工季節的限制,且工程造價較低。通過闡述麻哈河治理工程中格賓石籠護砌的應用,可為類似工程設計提供范例。
河道清淤施工工藝范文4
關鍵詞:水環境整治沉井施工施工體會
1、前言
某市啟動為期三年的水環境整治工程,對城區內的46 條河道進行了水環境整治。工程主要包括污水截流、河道清淤、水體修復、調水換水、景觀綠化等,其中截污是整治的關鍵。工程整治的河道均位于中心城區,河道最寬處為40M,最窄處僅為5M,出水口多且分散,河道均穿越居民小區兩側房屋密集且臨河而建,跨河橋梁多且部分建設年代久遠,工程實施難度較大。許多泵站建在原來的河道中或者緊靠河道。
在污水管道及泵站的施工中,由于市區的施工受到地下大型管道、建筑物等障礙的影響,不能大開挖施工,給設計、施工帶來很大的難度,經多種方案論證,將沉井施工技術應用到了污水泵站的施工中。
2 施工工藝
開挖保護層---鋪墊砂層---拼裝刃腳---安裝支架、支底模---立內模---綁扎鋼筋---立外模---澆筑井體砼---抽除墊木---沉井下沉---基底處理---封底---澆筑底板
3 沉井施工過程
3.1 基坑開挖
沉井采取在基坑中制作,以減少下沉深度,降低施工作業面。開挖深度為2.5-3米,考慮到支模、搭設腳手架及排水的需要,基坑比沉井每邊寬1.8米,邊坡一般按1:0.5進行放坡,以保證邊坡安全與穩定.四周挖排水溝,集水井,使地下水位降至比基坑底面低0.5m,挖土采用1臺1.0m3反鏟挖掘機進行。配合人工修坡和平整坑底,挖出的土方用自卸車運至棄土場堆放。
3.2 沉井制作
3.2.1沉井刃腳基礎
沉井刃腳鋪設標準枕木(160mm×220mm×2500mm )作支承墊架的墊木,然后在其上支設刃腳及井壁模板,澆筑砼。地基上鋪設砂墊層,可減少墊架數量,將沉井的重量擴散到更大的面積上,避免制作中發生不均勻沉降,同時易于找平,便于鋪設墊木和抽除。
3.2.2模板支設和鋼筋綁扎
沉井制作的模板支設和鋼筋綁扎與普通結構施工要求一樣,只不過由于是在軟基上施工,所以要均勻對稱施工,以防止不均勻沉降。
3.3 混凝土澆筑
混凝土采用商品砼,并用砼輸送泵,送至沉井澆筑部位,沿井壁均勻對稱澆筑。澆筑采用分層平鋪法,每層厚 30cm ,將沉井沿周長分成若干段同時澆筑,保持對稱均勻下料,以避免一側澆筑,使沉井傾斜,每層混凝土量為23m3,要求2h內澆筑一層。兩節混凝土的接縫處設鋼邊止水帶,上節混凝土須待下節混凝土強度達到 70%后澆筑.
4 沉井下沉控制
4.1 沉井結構下沉受力計算
沉井下沉系數計算如下:
K=Q/L(H-2.5)f
其中:K―沉井下沉系數
Q―井壁自重
H―井壁高度
L―井壁外周長
f―土壤的摩擦系數
根據以往經驗,沉井下沉系數K≥1.15,才能使沉井能在自重下順利下沉,若達不到,必須進行配重計算,根據配重計算結果進行配重.
4.2 下沉速度的控制
根據土質情況,采用臺階形挖土自重破土方式。采用從中間開始向四周逐漸開挖,并始終均衡對稱地進行,每層挖土厚度為 0.4~1.5m。刃腳處留1.2~1.5m寬土垅,用人工逐層全面、對稱、均勻地削薄土層,每人負責 2~3m 一段,方法是順序分層逐漸往刃腳方向削薄土層,每次削5~15cm,當土垅擋不住刃腳的擠壓而破裂時,沉井便在自重作用下破土下沉,削土時應沿刃腳方向全面、均勻、對稱地進行,使均勻平衡下沉,刃腳土方開挖方法如下圖所示。
沉井挖土下沉采用人工挖土,一臺塔吊吊運出土,由于挖土施工困難,綜合考慮挖土、吊運的施工能力,研究沉井下沉的安全控制,沉井下沉速度控制為30cm/天。
沉井下沉中,如遇到砂礫石或硬土層,當土垅削至刃腳,沉井仍不下沉或下沉不平穩,則按平面布置分段的次序,逐段對稱地將刃腳下掏空,并挖出刃腳外壁10cm ,每段挖完后用小卵石填滿夯實,待全部掏空回填后,再分層刷掉回填的小卵石,可使沉井因均勻地減少承壓面而平衡下沉。
在沉井開始下沉和將沉至設計標高時,周邊開挖深度小于10cm,避免發生傾斜,尤其在開始下沉 5m以內時,其平面位置與垂直度要特別注意保持正確,否則繼續下沉不易調整,在離設計深度20cm 左右停止取土,依靠自重下沉至設計標高。
4.3 下沉觀測
沉井位置的控制是在井外地面設置縱橫十字控制樁、水準基點。下沉時,在井壁上設十字控制線,并在四側設水平點。于壁外側用紅鉛油畫出標尺,以測沉降,井內中心線與垂直度的觀測系在井內壁四邊標出垂直軸線,各吊垂球一個,對準下部標志板來控制,并定時用兩臺經緯儀進行垂直偏差觀測。挖土時隨時觀測垂直度,當垂球離墨線邊達50mm 或四面標高不一致時,立即糾正,沉井下沉過程中,每班至少觀測兩次,并在每次下沉后進行檢查,做好記錄,當發現傾斜、位移、扭轉時,及時通知值班隊長,指揮操作工人糾正,使允許偏差范圍控制在允許范圍以內。沉井在下沉過程中,最大沉降差均控制在250mm以內。當沉至離設計標高2m時,對下沉與挖土情況應加強觀測,以防超沉。
4.4 下沉糾偏
沉井下沉過程中,有時會出現傾斜、位移及扭轉等情況,應加強觀測,及時發現并采取措施糾正。
產生傾斜的可能原因有:
⑴ 刃腳下土質軟硬不均;
⑵ 拆刃腳墊架時,抽出承墊木未對稱同步進行,或未及時回填;
⑶ 挖土不均,使井內土面高低懸殊;
⑷ 刃腳下掏空過多,使沉井不均勻突然下沉;
⑸ 排水下沉,井內一側出現流砂現象;
⑹ 刃腳局部被大石塊或埋設物擱住;
⑺ 井外棄土或施工荷載對沉井一側產生偏壓。
操作中可針對原因予以預防,如沉井已經傾斜,可采取在刃腳較高一側加強挖土并可在較低的一側適當回填砂石,必要時配以井外射水,或局部偏心壓載,都可使偏斜得到糾正。待其正位后,再均勻分層取土下沉。
位移產生的原因多由于傾斜導致,如沉井在傾斜情況下下沉,則沉井向傾斜相反方向位移,或在傾斜糾正時,如傾斜一側土質較松軟時,由于重力作用,有時也沿傾斜方向產生一定位移,因此預防位移應避免在傾斜情況下下沉,加強觀測,及時糾正傾斜。位移糾正措施一般是有意使沉井向位移相反方向傾斜,再沿傾斜方向下沉,至刃腳中心與設計中心位置吻合時, 再糾正傾斜,因糾正傾斜重力作用產生的位移,可有意向位移的一方傾斜后,使其向位移相反方向產生位移糾正。
沉井下沉產生扭轉的原因是多次不同方向傾斜和位移的復合作用引起的,可按上述糾正位移、傾斜方法糾正位移,然后糾正傾斜,使偏差在允許范圍以內。
5 下沉到位、封底技術
當沉井沉到設計標高,經2~3天 ,下沉已穩定,在8h內累計10mm時,即可進行沉井封底。沉井封底有排水封底和不排水封底兩種方案,本沉井對封底質量要求嚴格,不允許出現滲漏,再者涌水量不大,井底土質較密實,因此確定采取排水封底方案,分兩步進行。第一步進行土形整理,使之呈鍋底形,自刃腳向中心挖放射形排水溝,填以石子做成濾水暗溝,在中部設2~4 個集水井, 井深1~2m ,插入直徑 0.6~0.8m,周圍有孔的混凝土或鋼套管,四周填以卵石,使井中的水都匯集到集水井中,用潛水泵排出,使地下水位保持低于井底面30~50cm。刃腳混凝土鑿毛處洗刷干凈,然后,在井底對稱均勻澆一層0.7~0.9m厚的混凝土墊層,強度達到 30% 后,綁鋼筋,澆筑上層550mm厚的防水混凝土底板。澆筑應在整個沉井面積上分層由四周向中央進行,每層厚 30~40cm,并搗固密實。混凝土養護14d 期間,在封底的集水井中應不間斷地抽水,待底板混凝土達到70%設計強度后,進行第二步,對集水井逐個停止抽水,逐個進行封堵。方法是在抽除井筒水后,立即向濾水井管中灌入C30早強干硬性混凝土搗實,裝上法蘭,再在上面澆筑一層混凝土,使之與底板平。
沉井下沉是沉井施工階段的主要施工過程,就我國目前土建施工技術和施工裝備水平看,采用排水法控制沉井下沉,是比較理想的施工方法。因為該施工方法勞動條件好,挖土準確,容易控制和糾偏,土層中如有障礙物則易發現和排除,且能直接檢查地基土質情況,可進行干封底。
6 沉井施工體會
沉井在施工和使用階段,將受到土壓力、水壓力、浮力、摩擦力、底面反力、自重以及施工荷載等作用,沉井結構的設計計算應滿足各階段的受力要求,保證沉井結構有足夠的強度和剛度以及防水能力。
沉井施工中的問題和防止措施 常遇到的問題有:突然下沉、涌砂、傾斜和偏移、沉不下去。①防止突然下沉的方法有:適當加大下沉系數;控制挖土深度,即鍋底不要挖得太深;結構上合理分隔,設置一定數量的底梁;采用泥漿套法或壁后壓氣法(見沉井基礎),以減小摩擦力等措施。②涌砂的處理方法是向井內灌水,使井內水位恒大于井外地下水位。③下沉時應均勻對稱挖土,以防止沉井偏斜。若發生偏斜,可調整挖土先后次序和方法;采取偏心壓重,部分壁外沖水等措施。④沉井設計和施工時通常用下沉系數(沉井施工階段自重與阻止下沉的井壁四周土的摩擦力、刃腳踏面阻力等的比值)估算沉井能否順利下沉,一般要求下沉系數為1.10~1.25。當下沉系數不滿足時,要采取上述減小摩擦力的方法,以及增加重量等措施。如在下沉中發生重量不夠時,也可采用壁外沖水和井內抽水、加壓重、接高井壁等措施。