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河道清淤施工工艺范文1
关键词:绳索测量法清淤质量控制运用
中图分类号: O213.1 文献标识码:A文章编号:
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为减少施工对海河水的二次污染,避免施工对城市道路的污染和减轻市政道路的交通压力,采用了封闭式、环保型施工工艺,用水陆两栖挖掘机清淤,将所清淤泥装泥驳由拖轮运至下游郊外的卸泥码头。工程清淤范围内一般清淤深度1~2m,最大4 m。海河上游自子牙河和北运河汇流口处高程为-5.00 m至下游外环河桥为1/20000纵坡控制。清除原河底全部淤泥层,用以改善河道水质、提高通航和行洪能力。清淤过程中,为确保两侧原堤岸的稳定,清淤边坡设计为1:6,高程在-1.00m以上部分,河内欠挖和超挖深度均应控制在0.20 m范围内;高程在-1.00m以下部分,河内欠挖和超挖深度均应控制在0.40m范围内,跨河穿越设施采取保护措施予以施工。
1 方法简介
所谓“绳索测量法”为横断面测量的一种,指对河道清淤工程进行控制测量时,用百米绳来控制横向距离,以测杆与测砣来测量纵向挖深的检测方法(测杆、测砣底部均设有底盘)。根据测深,依据即时水位计算出实际开挖高程并与设计高程进行分析比较,以人工直接量距和测深,视施工部位环境的复杂程度确定测点的密集度。此种方法操作简便、效率高,后期测量结果的整理也较简单、快捷。
2 特点及应用
2.1特点
天津市海河河道清淤工程采用的“三位一体、环保型清淤施工”,为大面积多点作业,采用了水上挖、装、运一体的清淤设备。此种工艺作业受天气影响不大,监理人员需随时旁站跟踪检测。基于此点,检测人员运用“绳索测量法”可以不受天气条件的影响,随时对作业船只进行跟踪检测。其优点有:
(1)测砣测绳的纵向长度可以无限加长。海河清淤最低设计高程在-8.0 m以下时,也可以完成测量工作。
(2)采用此方法检测断面方便快捷。按开挖断面宽度为100m为例,完成一个断面的检测时间约为40min。
(3)采用此方法进行检测前,只要对即时水位进行观测后便可进行,省去“水准测量法”自水准网引点前繁琐的准备工作。
(4)此方法技术流程较简捷,避免了“水准测量法”易受天气等外界条件制约的缺点。
可见,“绳索测量法”具有操作简捷、效率高的特点。
2.2运用
测量所用设备采用11kw小型船,主要检测工具有百米绳、5米测杆和0.9kg测砣。河道清淤质量控制的测量工作主要包括准备阶段、水上数据采集阶段和数据分析阶段。
2.2.1准备阶段
(1)检查测量工具是否齐全和能否正常工作,复核测绳的拉长度、测杆的刻度和砣绳的尺寸等,以保证测量任务的顺利完成。
(2)在测量前,首先结合已有的地形图对需测量的大致范围进行选定,校正导线桩并据此放过河断面线,河断面线要与河道中心线垂直。
(3)校正即时水位,根据所测断面的实际情况确定测点的密集度。
(4)根据测点的密集度制定测深记录表格,内容包括:即时水位、检测断面位置(桩号)、距齿墙(或导线桩)距离、检测水深。还应包括:项目名称、检测人员、记录人员、时间日期等。
(5)安排好测量小组内部人员分工、明确各自的责任内容并做好水上作业的安全措施。
2.2.2水上数据采集
(1)岸边人员根据实际情况控制好百米绳的零起点。
(2)测量工作进行时,船上控制横向距离的测量人员根据测点的密集度读出测点距零起点距离;负责测量水深的人员在测点上测出结果后及时读出数据,并做好记录。
(3)测量时,测量人员要以绘出成果图或下达监理指令为测量的出发点,需要加密测点的部位可随意择取范围。
2.3.3数据整理分析
当测量工作完成后,根据即时水位计算出检测高程,随同设计高程数据一同录入到测深成果表中,并作出完工断面的质量统计分析情况。
对完工断面复检测量结果的统计分析,主要包括测深记录、测深成果、地形原貌、设计开挖线和开挖后断面等是否符合设计要求和有关规范的规定。通过对已测施工断面的数据整理和分析,检测结果均满足设计要求和规范的规定。
3结语
我国城市河道众多,每一条河道作为城市的血脉都担负着行洪、排涝、航运等不同的功能,要想保持河道的永久生命力,清淤工作是面临的首要问题。“绳索测量法”与常用的“水准测量法”相比,具有效率高、应用性强等优势,同时“绳索测量法”的技术流程可操作性强,特殊部位可将此法与测量精度相对精确的“水准测量法”结合使用,效果更好。在海河清淤工程监理质量控制中“绳索测量法”得到了初步应用,相信此方法将在河道清淤工程质量控制中得到日臻完善并被广泛应用。
参考文献:
1、水利部,《水利水电工程施工测量规范》SL52-93;
2、水利部,《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准(七)》SL49-94;
河道清淤施工工艺范文2
[关键词]海河清淤 设备开发 应用探讨
中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0082-01
海河中心市区段清淤工程始于子北汇流口上游200m,止于外环桥下游500m,全长18km,清淤土方量280万m3。海河中心市区段多年来淤积严重,加之人为弃放的建筑垃圾和杂物,使河道形成众多浅滩。每当水位下降时,大量污物垃圾,藻类丛生,杂乱不堪,严重影响市区景观和大都市形象。海河综合开发河道清淤工程是天津市委市政府三步走发展战略中的一个重要环节。为确保清淤工程顺利实施,我们就采用何种施工机械设备进行了研究探讨。
一、施工遇到的技术问题
(1)海河中心市区段清淤工程位于天津市区中心地带,全长18公里,一般清淤深度1-2米,最大清淤深度4米。开挖高程误差控制-1.00以上±0.20M;-1.00以下±0.40M,为保证城市正常的生产生活环境,施工必须达到环保要求。
(2)海河现有护岸主要分为以下四种形式:一是浆砌石护坡加钢筋混凝土板桩;二是浆砌石护坡加浆砌齿墙;三是钢筋混凝土板桩立墙;四是钢板桩立式护岸。为保护现有护岸形式不被破坏,要求清淤开挖设备在水中行走方便,移动灵活,清淤开挖过程中对水上、水下及周边设施影响小。
(3)海河河道内不仅淤积了大量泥土和杂物,还存在很多形体较大的建筑垃圾,不易破损和清除,因此要求开挖设备必须有能力清除各种体积的淤积物。
(4)海河两岸是连绵十几公里的带状公园,海河堤岸外侧现有道路大部分只能通行小型车辆,若采用陆路运输则必须穿越市区主干道及各道路交口,势必造成交通堵塞和路面二次污染,因此陆路运输方案不可行,只能采取水路运输。
(5)市区无法设置排泥场,排泥场需设在距离市区27km以外的郊区,清淤地点与排泥场之间距离较远,需要配置便捷安全、经济合理的运输设备。
(6)海河具有旅游、观光功能,游船往返不断,清淤设备不能阻断游船航行。
(7)河道淤积物中存在重金属污染,要求在开挖过程和储泥场存储时应采取妥善处理措施,避免对水质和土地资源污染。
(8)海河水下设施及障碍物多,安全隐患严重。根据实地调查,海河两岸共有200多处相关设施,其中左岸117处,右岸83处。还有部分水下设施由于建设年代久远没有原始资料,难以查清其准确位置,大大增加了施工中潜在的困难和危险。
二、专用清淤设备的开发及应用
专用设备的开发主要包括:浮船式液压抓斗机、全封闭易抓净液压双面抓斗、运输载泥设备、半舱式驳船。开发设计思想技术性能及应用。
1、浮船式液压抓斗机
浮船式液压抓斗机由自行设计的具有足够承载能力、抗倾覆能力的浮船;日本小松-5-200挖掘机;双向(垂直、水平)水中自行定位系统,全封闭易抓净液压双面抓斗组合而成。其设计思想是将日本小松-5-200挖掘机去掉履带传动系统后固定在浮船安全槽内,将传动系统转换至浮船定位桩控制系统。去掉挖掘机抓斗,改换全封闭易抓净液压双面抓斗来完成清淤作业过程。浮船式液压抓斗机可拆卸、组合,不受河道上桥梁高度及桥孔宽度限制。
(1) 浮船。浮船为液压抓斗机的载体,大范围移动由坐港拖轮牵引,小范围作业移动,由挂浆机调整位置。该浮船由主浮箱、副浮箱组合而成,主要尺寸参数:主浮箱长15m,宽3.5m,副浮箱单体长12.5m,宽1.5m,组合后总长15m,宽6.5m,甲板至船底高1.1m,吃水线以下深度为0.9m。
(2)双向可调节定位桩。双向可调节定位桩自成调解定位系统,通过主、副浮箱尾端预留基座用高强螺栓进行固定。其调节定位系统包括:水平放倒调节装置,垂直升降调节装置,升降固定套卡,11m长I30(b)重型工字钢定位桩组成。
双向可调节定位桩的基本功能是,当浮船式液压抓斗机调整好指定清淤开挖位置后,通过定位系统进行浮船定位,定位桩通过压力伸入河底2~3m进行定位,防止开挖过程中浮船倾覆和抵抗侧向推力造成开挖断面的不规则性问题。
双向可调节定位是指垂直和水平调节。浮船式液压抓斗机清淤作业过程,依据施工工艺要求需要频繁移动位置,当一个开挖半径范围内工作完成后就需要转移到下一个不同设计的清淤高程中作业,这样就需要通过定位桩上的调节孔和升降定位套卡的调整来完成一个垂直定位过程。当转移过程遇到河道中桥梁限高时,打开定位桩升降固定套卡,通过压力系统提起定位桩,再通过水平放倒装置沿浮船纵身方向水平放倒后,牵引通过桥下完成一个特殊环节条件的转移过程,进行下一个区域的施工作业。
2、半舱式泥驳船
本船为内河运泥用半舱口驳船,不带动力,船后设人力舵。该船稳性核算按内河C级航区计算,载重量为80t,航行于吃水深度较小的河道、湖泊、水库等水域,适用范围较广、船体设计合理,编组调头灵活,安全可靠、运载能力强,无污染。主要尺寸参数为:水线长19.89m,总宽4.90m,型宽4.70m,型深1.40m,设计吃水深度1.2m,船上设船员3人。
本船结构及功能分配为:由Fr.0至Fr.4为操舵区域,上设可拆卸式罩蓬,Fr.4至Fr.35为载货区域,Fr.35至艏部为拖带作业区。舱口围板高度0.3m~0.5m,内底距基线0.95m。全船肋距0.5m,采用横骨架式结构。船壳外板为4mm钢板,舱口载货甲板用6mm钢板,舱口侧板用5mm钢板。船体结构采用CCSA级钢,其性能满足规范要求。在主甲板首、尾及中部均设置十字带缆桩两个。
3、全封闭易抓净液压双面抓斗
(1)、主要技术参数及设计思想
全封闭易抓净液压双面抓斗采用16锰钢材料制造,以液压缸和挖掘机液压系统连接作为动力,其主要参数为:双面液压抓斗高0.8m,斗宽1.3~1.5m,斗板厚20mm,侧板连接25mm,侧板轴4个,Φ80mm,液压缸连接臂长1500mm×250mm,总重450kg,最大开起角度180度,闭合后成圆弧状,斗容积0.8~1.5m3。液压缸行程60cm,液压油管和液压缸连接臂与挖掘机大臂和液压系统连接,启动后通过挖掘机操作
系统,使液压双面抓斗张合完成抓卸作业。该设备轻便、全封闭,清淤开挖过程对河底淤泥土质不扰动,水中提升过程不泄漏污染水质,既可用于浮动船舶卸泥装车,又可用于水中清淤抓泥,环保效果好,平均每小时开挖装泥驳或卸船装车60m3,施工效率高。(2)、清淤开挖、装卸及其适应的条件
全封闭易抓净液压双面抓斗上部设有不等长的连接臂杆与日本小松-5-200挖掘机大臂连接。根据开挖深度不同,清淤设备的连接臂进行更换,从2m~8m不等,每条连接臂上刻有刻度,开挖操作人员根据开挖深度和连接臂上的刻度控制开挖深度,从而保证按照设计要求的高程进行施工,做到不超挖、不欠挖。全封闭易抓净液压双面抓斗包括连接臂在内由于连接在挖掘机大臂上,其使用范围既能完成清淤开挖作业装泥驳也能用于卸泥场卸泥装车,然而挖掘机大臂最大挖深和最大装驳船仰起高度为8m,受其影响,在开挖装船过程中对超过设备限制挖深的清淤断面,需采用链式抓斗机装全封闭易抓净液压双面抓斗来完成作业过程。
河道清淤施工工艺范文3
关键词:格宾石笼;中小河流;应用
1 基本情况
麻哈河小流域地处山区,坡陡流急,且降雨集中,一旦发生强降雨,极容易暴发洪涝灾害。根据麻哈河小流域的主要特点,通过兴建防洪堤、河道清淤等、山塘加固、小型农田水利工程措施等,可以有效地改善当地防洪安全,提高河道排泄洪水能力。项目的堤防工程位于村委所在河段,治理河段全长2.9km,左岸堤防长2.7km、右岸堤防长 2.9km。
麻哈河防洪治理项目尽量维持河道自然形态、原有浅滩、深槽,保护植物群落,体现河道断面形态的多样性,保留河道自然形成的阶梯和深潭等微结构。堤防护岸工程不仅要满足防洪要求,而且要兼顾与周围环境相协调,经济实用,生态亲水。护岸工程设计主要包括护坡和护脚,根据工程地质资料、投资情况和施工难易等,采用格宾石笼进行护脚和护坡设计,实现与环境和谐统一。
2 格宾石笼简介
格宾石笼结构具有:①多孔隙,透水透气,环境友好,适合水生动植物栖息,可建设生态良好、景观优美的近自然河岸结构;②结构柔韧性好,适应河床变形能力强; ③就地取材,经济合理;④便于施工、修复、加固;⑤具有较好的抗冲护坡能力等优点,比传统的混凝土、浆砌石等更适合用于中小河流护坡、护岸和护脚工程,在我省的中小河流治理中得到广泛应用。
格宾石笼是用抗腐耐磨高强的低碳高镀锌钢丝和铝锌合金钢丝(钢丝直径 2.0~4.0 mm,抗拉强度不少于 38 kg/m2)编制成双绞、六边形网目的网片,根据工程设计要求组装成各种组合体,并装入块石等填充料。格e石笼护砌作为一项新型的工程技术,广泛应用于河道治理、岸坡防护、边坡支护绿化等方面。其优点是具有较强的抵御自然破坏及耐腐蚀和抗恶劣气候影响的能力;柔性好,无结构缝,整体结构有延展性,可承受大范围的变形;格宾石笼中块石缝隙间的淤泥有利于植物生产,可与周围自然环境融为一体,具有良好的渗透性,可防止由流体静力造成的损害,有利于山坡和岸滩的稳定;易于就地取材,工程成本低,施工简便,不需特殊技术,施工工期不受限制。
3 格宾石笼在护岸结构中的应用
3.1 土堤抗滑边坡稳定计算
麻哈河河道堤防设计边坡系数1∶1.5,治理段堤防最大高度3.5m,设计水深0.9~1.2m。堤身土料为卵石混合土结构,稍密―中密。采用《堤防工程设计规范》计算堤身边坡稳定系数,利用瑞典圆弧滑动法。经计算,河道堤坡设计边坡1∶1.5是稳定的。
3.2 格宾石笼护脚设计
根据建筑物洪水设计标准、河床地质情况等,采用《堤防工程设计规范》计算护岸冲刷深度。经计算,堤防基础冲刷深度设计值取1.0m。堤防护脚采用50cm厚两层格宾石笼,上层宽3.0m,下层宽1.5m。
3.3 斜坡堤护坡厚度计算
麻哈河河道堤防坡面采用格宾石笼防护,斜坡坡度1∶1.5。防护厚度根据《堤防工程设计规范》进行计算。经计算,斜坡上采用一层厚度30cm的格宾石笼防护。
4 施工过程
4.1 护脚施工
格宾石笼护脚施工前应先根据设计河底高程进行河道基础平整,挖除河道内的大块岩石,将河道内的坑洼填平,并对基础进行夯实处理,压实系数不小于0.94。护脚下层采用1.5m×3.0m×0.5m的格宾石笼,铺好下层箱笼后,其内填0.1~0.5m的卵石,然后用同样质量的格宾网封盖,并用连接扎丝将石笼与石笼、石笼与格宾网封盖搭接;最后在下层的基础上铺设上层格宾石笼,规格1.0m×3.0m×0.5m,每层之间错缝安装。填充石料必须为坚固密实、耐风化的材料。
4.2 坡面施工
堤坡护砌前,若现状岸坡缓于设计边坡1∶1.5的堤坡维持现状,若现状岸坡陡于设计边坡1∶1.5的堤坡按设计边坡进行整修。对凹凸不平处或预削坡或预回填补平,并清除坡面上的动物洞穴及植物根系,坡面凹凸不超过1cm。在平整夯实的坡面上,从基础开始安装铺设一层规格为1.0m×3.0m×0.3m的格宾石笼,其内填0.09~0.15m的卵石,然后用同样质量的格宾网封盖搭接。
4.3 宾格网的制作
格宾网是金属线材编织的六角形网制成的网箱,使用的金属线径是根据网目的大小而不同。如果是金属镀锌的金属线,则使用线径为2.Omm到4.Omm的金属线,如果是PVC包塑的金属线编织的六角网,则使用外径为3.Omm到4.5mm的PVC(金属)线,外框边缘的线则使用比六角网线粗一号的线。麻哈河地处山区,水流湍急,多变化,格宾网网目宜采用较为紧密的尺寸,网线材质宜使用镀锌铁丝。在实际操作中,采用60mm*80mm的尺寸,使用线径为3.51mm。
4.4 填充材料
填充格宾网的石块大小应不小于格宾网的网孔,否则石块太小容易从格宾网箱中掉出。石块一旦掉出,格宾网箱就会很容易变形坍塌,从而达不到防护效果。从安全角度以及经济角度考虑,本工程采用在网箱表面添加一层大块石,在内部添加小块石的方法进行材料填充。大块石直径不小于80mm,小块石直径为20~40mm。
4.5 现场施工
格宾网箱施工时应根据堤防的入土深度和轮廓线长度及宽度等设计要求,开挖基槽,并在提防下面铺设好土工布后进行格宾网箱护脚的施工,施工时保证提防的基底土质及其密实度;如遇较差的地基土质时,须进行地基处理,处理后的地基承载力符合设计要求。格宾笼护脚具体施工工艺如下:基槽开挖-地基处理-铺设垫层-测贵放线-铺设格宾网-填充石料-筘体封盖-箱体植被施工。
4.6 施工质量控制
施工测量控制。施工前根据设计文件,对有关数据、资料及施工图中的几何尺寸进行复查。指定专人负责测量工作,为现场施工及时准确的放线,提供所需的测量资料。保证格宾网施工基而施工测量的精度指标符合以下要求:平而位置允许误差士30mm~±40mm、高程允许误差士30mm、坡而不平整度的相对高度差允许范围士30mm,施工中对设置的施工控制标志、高程点,必须严加保护,并定期检测、校正。
格宾网箱施工质量控制。按照设计要求将土质护坡整理夯实,按要求铺好土工布后,做好碎石垫层;格宾网施工时,先将符合设计要求大小的格宾网在整理好的护坡上摊开,压平折痕,将四侧网而板、隔板立起,并用绑扎钢丝将相邻网而扎好,使其呈立方体形状;调整好位置,将准备好的石块填入网箱中,作好码排,以达到较高的密实度;石块填充完毕后,盖上垫盖,并绑扎连接。按从下而上,从左至右的顺序进行施工,最后填平种植土,进而形成整体格宾石笼斜坡护岸。因口前尚无格宾网护坡施工验收规范,对格宾网护垫质量控制主要以施工规范、格宾网材生产厂家说明书、技术资料及其他项口应用实例进行控制,严格的质量检测保证了施工质量。
5 结语
格宾石笼护砌是一种新型的柔性护砌,结构上能更好地适应地基的不均匀变形,施工方便、不受施工季节的限制,且工程造价较低。通过阐述麻哈河治理工程中格宾石笼护砌的应用,可为类似工程设计提供范例。
河道清淤施工工艺范文4
关键词:水环境整治沉井施工施工体会
1、前言
某市启动为期三年的水环境整治工程,对城区内的46 条河道进行了水环境整治。工程主要包括污水截流、河道清淤、水体修复、调水换水、景观绿化等,其中截污是整治的关键。工程整治的河道均位于中心城区,河道最宽处为40M,最窄处仅为5M,出水口多且分散,河道均穿越居民小区两侧房屋密集且临河而建,跨河桥梁多且部分建设年代久远,工程实施难度较大。许多泵站建在原来的河道中或者紧靠河道。
在污水管道及泵站的施工中,由于市区的施工受到地下大型管道、建筑物等障碍的影响,不能大开挖施工,给设计、施工带来很大的难度,经多种方案论证,将沉井施工技术应用到了污水泵站的施工中。
2 施工工艺
开挖保护层---铺垫砂层---拼装刃脚---安装支架、支底模---立内模---绑扎钢筋---立外模---浇筑井体砼---抽除垫木---沉井下沉---基底处理---封底---浇筑底板
3 沉井施工过程
3.1 基坑开挖
沉井采取在基坑中制作,以减少下沉深度,降低施工作业面。开挖深度为2.5-3米,考虑到支模、搭设脚手架及排水的需要,基坑比沉井每边宽1.8米,边坡一般按1:0.5进行放坡,以保证边坡安全与稳定.四周挖排水沟,集水井,使地下水位降至比基坑底面低0.5m,挖土采用1台1.0m3反铲挖掘机进行。配合人工修坡和平整坑底,挖出的土方用自卸车运至弃土场堆放。
3.2 沉井制作
3.2.1沉井刃脚基础
沉井刃脚铺设标准枕木(160mm×220mm×2500mm )作支承垫架的垫木,然后在其上支设刃脚及井壁模板,浇筑砼。地基上铺设砂垫层,可减少垫架数量,将沉井的重量扩散到更大的面积上,避免制作中发生不均匀沉降,同时易于找平,便于铺设垫木和抽除。
3.2.2模板支设和钢筋绑扎
沉井制作的模板支设和钢筋绑扎与普通结构施工要求一样,只不过由于是在软基上施工,所以要均匀对称施工,以防止不均匀沉降。
3.3 混凝土浇筑
混凝土采用商品砼,并用砼输送泵,送至沉井浇筑部位,沿井壁均匀对称浇筑。浇筑采用分层平铺法,每层厚 30cm ,将沉井沿周长分成若干段同时浇筑,保持对称均匀下料,以避免一侧浇筑,使沉井倾斜,每层混凝土量为23m3,要求2h内浇筑一层。两节混凝土的接缝处设钢边止水带,上节混凝土须待下节混凝土强度达到 70%后浇筑.
4 沉井下沉控制
4.1 沉井结构下沉受力计算
沉井下沉系数计算如下:
K=Q/L(H-2.5)f
其中:K―沉井下沉系数
Q―井壁自重
H―井壁高度
L―井壁外周长
f―土壤的摩擦系数
根据以往经验,沉井下沉系数K≥1.15,才能使沉井能在自重下顺利下沉,若达不到,必须进行配重计算,根据配重计算结果进行配重.
4.2 下沉速度的控制
根据土质情况,采用台阶形挖土自重破土方式。采用从中间开始向四周逐渐开挖,并始终均衡对称地进行,每层挖土厚度为 0.4~1.5m。刃脚处留1.2~1.5m宽土垅,用人工逐层全面、对称、均匀地削薄土层,每人负责 2~3m 一段,方法是顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层,每次削5~15cm,当土垅挡不住刃脚的挤压而破裂时,沉井便在自重作用下破土下沉,削土时应沿刃脚方向全面、均匀、对称地进行,使均匀平衡下沉,刃脚土方开挖方法如下图所示。
沉井挖土下沉采用人工挖土,一台塔吊吊运出土,由于挖土施工困难,综合考虑挖土、吊运的施工能力,研究沉井下沉的安全控制,沉井下沉速度控制为30cm/天。
沉井下沉中,如遇到砂砾石或硬土层,当土垅削至刃脚,沉井仍不下沉或下沉不平稳,则按平面布置分段的次序,逐段对称地将刃脚下掏空,并挖出刃脚外壁10cm ,每段挖完后用小卵石填满夯实,待全部掏空回填后,再分层刷掉回填的小卵石,可使沉井因均匀地减少承压面而平衡下沉。
在沉井开始下沉和将沉至设计标高时,周边开挖深度小于10cm,避免发生倾斜,尤其在开始下沉 5m以内时,其平面位置与垂直度要特别注意保持正确,否则继续下沉不易调整,在离设计深度20cm 左右停止取土,依靠自重下沉至设计标高。
4.3 下沉观测
沉井位置的控制是在井外地面设置纵横十字控制桩、水准基点。下沉时,在井壁上设十字控制线,并在四侧设水平点。于壁外侧用红铅油画出标尺,以测沉降,井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线,各吊垂球一个,对准下部标志板来控制,并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时随时观测垂直度,当垂球离墨线边达50mm 或四面标高不一致时,立即纠正,沉井下沉过程中,每班至少观测两次,并在每次下沉后进行检查,做好记录,当发现倾斜、位移、扭转时,及时通知值班队长,指挥操作工人纠正,使允许偏差范围控制在允许范围以内。沉井在下沉过程中,最大沉降差均控制在250mm以内。当沉至离设计标高2m时,对下沉与挖土情况应加强观测,以防超沉。
4.4 下沉纠偏
沉井下沉过程中,有时会出现倾斜、位移及扭转等情况,应加强观测,及时发现并采取措施纠正。
产生倾斜的可能原因有:
⑴ 刃脚下土质软硬不均;
⑵ 拆刃脚垫架时,抽出承垫木未对称同步进行,或未及时回填;
⑶ 挖土不均,使井内土面高低悬殊;
⑷ 刃脚下掏空过多,使沉井不均匀突然下沉;
⑸ 排水下沉,井内一侧出现流砂现象;
⑹ 刃脚局部被大石块或埋设物搁住;
⑺ 井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压。
操作中可针对原因予以预防,如沉井已经倾斜,可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石,必要时配以井外射水,或局部偏心压载,都可使偏斜得到纠正。待其正位后,再均匀分层取土下沉。
位移产生的原因多由于倾斜导致,如沉井在倾斜情况下下沉,则沉井向倾斜相反方向位移,或在倾斜纠正时,如倾斜一侧土质较松软时,由于重力作用,有时也沿倾斜方向产生一定位移,因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉,加强观测,及时纠正倾斜。位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜,再沿倾斜方向下沉,至刃脚中心与设计中心位置吻合时, 再纠正倾斜,因纠正倾斜重力作用产生的位移,可有意向位移的一方倾斜后,使其向位移相反方向产生位移纠正。
沉井下沉产生扭转的原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的,可按上述纠正位移、倾斜方法纠正位移,然后纠正倾斜,使偏差在允许范围以内。
5 下沉到位、封底技术
当沉井沉到设计标高,经2~3天 ,下沉已稳定,在8h内累计10mm时,即可进行沉井封底。沉井封底有排水封底和不排水封底两种方案,本沉井对封底质量要求严格,不允许出现渗漏,再者涌水量不大,井底土质较密实,因此确定采取排水封底方案,分两步进行。第一步进行土形整理,使之呈锅底形,自刃脚向中心挖放射形排水沟,填以石子做成滤水暗沟,在中部设2~4 个集水井, 井深1~2m ,插入直径 0.6~0.8m,周围有孔的混凝土或钢套管,四周填以卵石,使井中的水都汇集到集水井中,用潜水泵排出,使地下水位保持低于井底面30~50cm。刃脚混凝土凿毛处洗刷干净,然后,在井底对称均匀浇一层0.7~0.9m厚的混凝土垫层,强度达到 30% 后,绑钢筋,浇筑上层550mm厚的防水混凝土底板。浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中央进行,每层厚 30~40cm,并捣固密实。混凝土养护14d 期间,在封底的集水井中应不间断地抽水,待底板混凝土达到70%设计强度后,进行第二步,对集水井逐个停止抽水,逐个进行封堵。方法是在抽除井筒水后,立即向滤水井管中灌入C30早强干硬性混凝土捣实,装上法兰,再在上面浇筑一层混凝土,使之与底板平。
沉井下沉是沉井施工阶段的主要施工过程,就我国目前土建施工技术和施工装备水平看,采用排水法控制沉井下沉,是比较理想的施工方法。因为该施工方法劳动条件好,挖土准确,容易控制和纠偏,土层中如有障碍物则易发现和排除,且能直接检查地基土质情况,可进行干封底。
6 沉井施工体会
沉井在施工和使用阶段,将受到土压力、水压力、浮力、摩擦力、底面反力、自重以及施工荷载等作用,沉井结构的设计计算应满足各阶段的受力要求,保证沉井结构有足够的强度和刚度以及防水能力。
沉井施工中的问题和防止措施 常遇到的问题有:突然下沉、涌砂、倾斜和偏移、沉不下去。①防止突然下沉的方法有:适当加大下沉系数;控制挖土深度,即锅底不要挖得太深;结构上合理分隔,设置一定数量的底梁;采用泥浆套法或壁后压气法(见沉井基础),以减小摩擦力等措施。②涌砂的处理方法是向井内灌水,使井内水位恒大于井外地下水位。③下沉时应均匀对称挖土,以防止沉井偏斜。若发生偏斜,可调整挖土先后次序和方法;采取偏心压重,部分壁外冲水等措施。④沉井设计和施工时通常用下沉系数(沉井施工阶段自重与阻止下沉的井壁四周土的摩擦力、刃脚踏面阻力等的比值)估算沉井能否顺利下沉,一般要求下沉系数为1.10~1.25。当下沉系数不满足时,要采取上述减小摩擦力的方法,以及增加重量等措施。如在下沉中发生重量不够时,也可采用壁外冲水和井内抽水、加压重、接高井壁等措施。