水工程構(gòu)筑物施工二

第4章水工程構(gòu)筑物施工

（續(xù)1）

4.3沉井施工概述什么叫沉井施工？在開(kāi)挖土方的過(guò)程中，將事先制作好的井筒或現(xiàn)場(chǎng)制作的井筒沉入設(shè)計(jì)的地下深度，并服務(wù)于設(shè)計(jì)的目的。1)

沉井施工的作用沉井施工是修筑地下工程和深埋基礎(chǔ)工程的重要施工方法之一。在給水排水工程中,沉井施工常用于:取水構(gòu)筑物、排水泵站、大型集水井、盾構(gòu)和頂管工程的工作井施工等。2)

沉井施工的主要特點(diǎn)(1)

沉井壁可作為深埋構(gòu)筑物的墻壁,并能起到擋土、擋水的作用,節(jié)約支撐用料。(2)

占地面積少,并能節(jié)約大量的挖方。(3)

施工過(guò)程對(duì)附近的構(gòu)筑物影響小。(4)

適于地下水位高,涌水量大的情況進(jìn)行施工。3)

沉井施工的一般操作程序井筒預(yù)制井筒就位開(kāi)挖土方井筒下沉：(1)

井筒一般預(yù)制(接地或現(xiàn)場(chǎng)附近)。(2)

井筒沉放好以后,即可在筒內(nèi)挖土。(3)

井筒依靠自重下沉。(4)

達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,澆筑混凝土墊層和底板.沉井下沉的深度,一般為7-20m。4.3.2沉井的一般構(gòu)造沉井的組成部分包括:

井筒:一般為鋼混結(jié)構(gòu),也可用其他材料,必須有較大強(qiáng)度（抗拉、剪、壓）。

刃腳:其作用是井筒下沉?xí)r減少切土阻力,刃腳部分可用角鋼加固。

橫梁、隔墻等：橫梁是為了增加井筒的剛度而設(shè)，也可作為隔墻。

底板：是沉井下部與井壁連接的整體部分，底板與井壁預(yù)留的凹槽契合連接。

沉井的類型有:單孔、多孔、圓形、矩形、菱形、階梯型等。4.3.3沉井的施工計(jì)算1）摩阻力的計(jì)算以圓形井筒為例計(jì)算土體作用在沉井外壁上單位面積上的摩阻力f（KN/m2）可由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，或參照有關(guān)資料確定。土壤的類別F（KN/m2）砂卵石砂礫石砂土硬塑粘性土可塑軟塑粘性土流塑粘土、粘土18－3015－2012－2525－4912－2510－12表土體作用在沉井外壁的單位面積上的摩阻力

當(dāng)沉井穿過(guò)多層不同類別的土層時(shí)，可按下式取其加權(quán)平均值式中：－第I層的單位面積摩阻力（）－第I層土的厚度（m）n－土的層數(shù)

土體作用在沉井上的總摩阻力為

式中： －井筒下沉高度 －沉井刃腳外壁直徑（m）f－刃腳壁單位面積摩阻力（）h－刃腳高度2）沉井下沉計(jì)算沉井按自重下沉設(shè)計(jì)，必須滿足式中：－沉井自重（）－沉井承受的水的浮力（）－沉井外壁承受的土的總摩阻力（）－下沉系數(shù)（取1.05－1.15）（過(guò)小難下沉，過(guò)大沉降快?。?）沉井內(nèi)涌水量計(jì)算

式中：－沉井內(nèi)涌水量（）－土的滲透系數(shù)（）－地下水面至沉井底的深度（m）－沉井刃腳的周長(zhǎng)（m）q－單位長(zhǎng)度滲透量土層類別滲透系數(shù)（m/d）砂卵石、砂礫石砂土砂質(zhì)粘土粘質(zhì)粘土粘土100－5005－1000.05－0.10.1－0.5<0.005滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值

沉井的施工1）沉井施工的順序一般有兩種方法：

一次制作一次下沉（井筒一次制作完畢）

井筒制作與下沉交替進(jìn)行一次下沉的施工順序施工準(zhǔn)備－井筒制作－挖土、下沉－澆筑底板－養(yǎng)護(hù)－井內(nèi)及上部施工2）三沉三井下三沉沉井三下沉三準(zhǔn)備（1三）拆三除井三筒刃三腳模三板及三墊木三；（三對(duì)稱三）（2三）封三堵井三壁所三有預(yù)三留空三洞，三并在三外壁三用水三泥砂三漿抹三面（3三）安三裝并三檢查三降、三排水三系統(tǒng)（4三）井三筒放三線定三位（三四個(gè)三方向三）（5三）備三好下三沉?xí)r三需要三的挖三土，三出土三、運(yùn)三土機(jī)三械、三設(shè)備（6三）設(shè)三置沉三降變?nèi)斡^三測(cè)點(diǎn)下沉三施工三方法：（1三）排三水挖三土下三沉法適用三于涌三水量三較小三，沉三井所三穿過(guò)三的土三層相三對(duì)穩(wěn)三定，三且排三水總?cè)繉?duì)三附近三構(gòu)筑三物或三管線三不會(huì)三有影三響。排水三方法三有：明溝三排水三法,井點(diǎn)三排水三法,挖土三方法三：無(wú)論三采用三何種三方法三，其三基本三要求三是：三從中三心往三四周三挖，三分層三均勻三向下三，靠三近刃三腳時(shí)三，必三須對(duì)三稱地三均勻三開(kāi)挖三。每三次挖三深控三制在三30三cm三左右三。中三央部三分的三土面三始終三高于三四周三土方三30三cm三以上三。排水三挖土三下沉三法的三主要三優(yōu)點(diǎn)三：井內(nèi)三保持三相對(duì)三直觀三的感三覺(jué)，三施工三操作三方便三；沉三井過(guò)三程清三楚，三可盡三早發(fā)三現(xiàn)可三能出三現(xiàn)的三問(wèn)題三。（2三）不三排水三挖土三下沉當(dāng)涌三水量三很大三，或三采用三降水三施工三會(huì)影三響附三近構(gòu)三筑物三安全三時(shí)，三則帶三水下三沉施三工。ａ.三抓斗三挖土抓斗三在井三筒中三央挖三土，三使之三形成三鍋底三狀，三當(dāng)挖三深超三過(guò)刃三腳1三－1三.5三m時(shí)三，刃三腳會(huì)三將其三下的三土擠三向井三中央三而下三沉。ｂ.三高壓三水槍三挖土用高三壓水三槍沖三刷井三底的三土層三，使三之形三成泥三漿，三井筒三下沉三。泥三漿用三泵或三吸泥三機(jī)排三出。三水泥三沖挖三時(shí)，三也應(yīng)三距刃三腳一三定距三離。（3三）配三重下三沉當(dāng)井三筒的三自重三小于三沉井三外壁三與土三體之三間的三摩擦三力時(shí)三，可三在沉三井上三配重三（g三）加三載，三使之三下沉三：（4三）觸三變泥三漿套三沉井在井三壁與三土體三之間三注入三觸變?nèi)酀{三，形三成環(huán)三套狀三，以三減少三井筒三與土三體之三間的三摩擦三力。3）三井筒三下沉三觀測(cè)觀測(cè)三要點(diǎn)（1三）在挖三土?xí)r三，要三隨時(shí)三觀測(cè)三井筒三垂線三的垂三直度三；（2三）對(duì)沉三井位三置、三標(biāo)高三、垂三直度三進(jìn)行三綜合三觀測(cè)三，每三班至三少兩三次，三并詳三細(xì)記三錄；（3三）一旦三發(fā)現(xiàn)三傾斜三、位三移，三應(yīng)及三時(shí)進(jìn)三行糾三偏。井筒三垂線三傾斜三度觀三測(cè)在井三筒內(nèi)三側(cè)的三四個(gè)三方向三分別三設(shè)4三個(gè)垂三球，三垂球三錐尖三對(duì)準(zhǔn)三表盤(pán)三中心三。據(jù)三垂球三偏離三表盤(pán)三中心三及偏三離方三位即三可確三定井三筒的三傾斜三情況三。沉井三下沉三量觀三測(cè)利用三沉井三外面三地下三與軸三線位三置先三設(shè)置三水平三指示三標(biāo)尺三，每三次下三沉前三后分三別測(cè)三讀井三筒高三程。也可三以用三水準(zhǔn)三儀或三激光三水平三儀進(jìn)三行測(cè)三量。4）三沉井三的糾三偏沉井三傾斜（1三）傾斜三的原三因a．沉井三四周三土質(zhì)三不均三勻b．井內(nèi)三挖土三不均三勻c．刃腳三局部三遇障三礙物d．沉井三四周三的荷三載不三均勻（2三）糾三偏方三法a.挖土三糾偏三：在三下沉三慢的三一側(cè)三多挖三土。b.三射水三糾偏三：在三下沉三慢的三一側(cè)三沉井三筒外三壁注三射壓三水，三使之三成為三泥漿三，減三少壓三力。c.三局部三增荷三糾偏三：用三鐵塊三或砂三袋在三下沉三慢的三一側(cè)三加荷三載。d.三排障三糾偏三：取三出刃三腳下三的障三礙物三。e.三調(diào)整三井筒三外的三荷載三（為三棄土三、堆三物等三）5）三防止三下沉三過(guò)快三的措三施下沉三過(guò)快三的原三因（1三）遇三軟弱三土層三，有三時(shí)不三挖土三也下三沉（2三）沉三井外三壁的三土體三遭受三水浸三泡（3三）遇三土洞三等處理三方法（1三）減少三挖土三量、三控制三下沉三速度（2三）事先三對(duì)軟三土層三進(jìn)行三加固（3三）在井三筒外三壁四三周加三粗糙三填料三，或三夯實(shí)三土層（4三）施工三方法改為三不排三水下三沉，三使井三筒增三加浮三力。4.三3.三5三沉井三封底1）排水三封底三（干三封底三）一般三采用三快硬三水泥三封底三，但三地下三水涌三上的三時(shí)間三要有三4h三（排三水措三施）三。2）不排三水封三底（三帶水三封底三）用混三凝土三導(dǎo)管三法施三工（三出水三口）三。4.三4三管井三施工管井三是垂三直安三裝在三地下三的取三水構(gòu)三筑物三，用三于收三集（三或連三通）三地下三水，三提供三潔凈三水源三。管井三的構(gòu)三造包三括：三井壁三管、三濾水三器、三沉淀三管、三填礫三層和三井口三封閉三層。4.三4.三1三管井三的施三工方三法機(jī)械三鉆井三：專用三鉆機(jī)三，深三度可三以達(dá)三到3三0米三；適合三巖石三地區(qū)三施工三。人工三鑿井三：采用三人工三方法三挖掘三，深三度在三10三米左三右；適合三在河三床階三地施三工。1、三管井三施工三順序1）三施工三準(zhǔn)備井位三選擇三：含三水層三、障三礙物三、周三圍環(huán)三境條件三準(zhǔn)備三：水三、電三、路三、通三訊、三地基材料三準(zhǔn)備三：礫三石、三黏土三、管三材、三鉆具三、油品三等配套三設(shè)施三：泥三漿池三、沉三淀池2）三護(hù)壁三與沖三洗（1三）泥三漿護(hù)三壁作三業(yè)泥漿三的作三用：在鑿三過(guò)程三中，三泥漿三循環(huán)三可以三起到三護(hù)壁三、攜三砂、三冷卻三和潤(rùn)三滑的三作用三。泥漿三采用三黏土三調(diào)配三而成三，一三般黏三土礦三物成三份越三多，三含砂三量越三少，三起使三用效三果就三越好三。泥漿三的制三備：首先三用潔三凈淡三水浸三泡1三小時(shí)三；確定三泥漿三的合三理配三方；用泥三漿攪三拌機(jī)三進(jìn)行三攪拌三；調(diào)配三需要三的多三種泥三漿備三用；可投三加適三量堿三來(lái)調(diào)三節(jié)泥三漿黏三度；可投三加適三量重三晶石三來(lái)調(diào)三節(jié)泥三漿密三度。泥漿三的使三用：遇易三坍塌三巖層三時(shí)，三使用三密度三相對(duì)三大的三泥漿三；隨時(shí)三觀察三泥漿三的指三標(biāo)，三調(diào)整三泥漿三配比三；保持三鉆井三口泥三漿面三不低三于地三面5三0c三m；要防三止泥三漿堵三塞含三水層三，影三響取三水。（2三）套三管作三業(yè)護(hù)三壁套管三下沉三的方三法：自重三下沉三：淺三井、三松散三巖石三；人力三下沉三：旋三轉(zhuǎn)、三錘擊千斤三頂助三力下三沉：三提升三——三重力三下沉套管三適應(yīng)三條件三：泥漿三護(hù)壁三無(wú)效三的地三層施三工；井深三較淺三的條三件；采用三半機(jī)三械化三施工三時(shí)；施工三缺水三的地三區(qū)施三工。套管三護(hù)壁三的特三點(diǎn)：護(hù)壁三效果三好；無(wú)需三用水三操作三；可保三證含三水層三的透三水性三；可實(shí)三現(xiàn)分三層抽三水。需要三大量三套管三；造價(jià)三成本三高；施工三技術(shù)三要求三高。（3三）清三水水三壓作三業(yè)護(hù)三壁工作三原理三：向鉆三井孔三中注三入水三，并三形成三一定三的壓三力，三使之三平衡三井孔三中土三的壓三力和三地下三水的三壓力三，并三使井三壁產(chǎn)三生向三外的三壓力三，從三而達(dá)三到護(hù)三壁的三目的三。主要三特點(diǎn)三：適合三用于三結(jié)構(gòu)三穩(wěn)定三的粘三性土三和松三散地三層；施工三地點(diǎn)三水源三充足三；施工三簡(jiǎn)單三；鉆井三和洗三井效三率高三；成本三相對(duì)三較高三；護(hù)壁三效果三不長(zhǎng)三久。3）三鑿井三機(jī)械三與鉆三進(jìn)（1三）沖三擊鉆三進(jìn)*線三索式三沖擊三鉆機(jī)*鉆三桿式三沖擊三鉆機(jī)（2三）回三轉(zhuǎn)鉆三進(jìn)（3三）鍋三錐鉆三進(jìn)4）三井管三的安三裝工三作步三驟（1三）準(zhǔn)三備工三作（2三）下三管（3三）填三礫石三與井三管外三封閉5）三洗井三、抽三水實(shí)三驗(yàn)與三驗(yàn)收（1三）洗三井清除三井筒三內(nèi)的三巖屑三和泥三漿，三排除三濾水三管周三圍含三水層三中的三細(xì)顆三粒的三工作三稱之三為洗三井。洗井三的作三用是三：疏三通地三下含三水層