【正文】 的容重越小，壓差增大，吸泥效果越好；水深越大，吸泥效果也越好。 ② 、 穿越硬土層的技術(shù) 如果下沉過程中遇到較硬的土層，要采取必要的技術(shù)措施，確保沉井快速、平穩(wěn)、安全地下沉至 設(shè)計(jì)標(biāo)高。 a、增大水槍壓力，加大破壞該土層的力度。 b、增大氣壓使塊石等障礙物能順利吸出井外。 c、潛水員配合施工，對(duì)井下泥面標(biāo)高情況作出較為準(zhǔn)確的反應(yīng)，并清除井底垃圾，石塊等障礙物。 d、刃腳預(yù)埋高壓射水管破壞該土層。 沉井頂管專項(xiàng)方案 20 e、吸泥器底部設(shè)置水平水槍，增大破壞范圍。 f、定點(diǎn)沖泥，按泥面標(biāo)高測(cè)量數(shù)據(jù)控制沖泥位置。 g、用空氣幕助沉。 h、安裝潛水電鉆，破碎硬土層。 i、分析高差、位移等資料，及時(shí)糾偏。 施工中，在沉井壁上設(shè) 4 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，每天定時(shí)測(cè)量，一般 每 2 小時(shí)測(cè)量一 次。測(cè)量結(jié)果的整理是以 4 個(gè)點(diǎn)下沉量的平均值 作為沉井每次的下沉量，以下沉量最大的一點(diǎn)為基準(zhǔn)與其他各點(diǎn)的下沉量相減作為各點(diǎn)的高差，來指導(dǎo)糾偏下沉施工。下沉過程中應(yīng)根據(jù)測(cè)量資料隨偏隨糾。當(dāng)沉井偏斜達(dá)到允許值有 1/4 時(shí)必須糾偏。 沉井助沉措施 沉井下沉?xí)r，為防止對(duì)周圍土體產(chǎn)生較大的擾動(dòng)和沉井的順利下沉，采用空氣幕法助沉，空氣幕法是一種較好的助沉減阻方法，且在施工時(shí)能在較大程度降低沉井對(duì)周圍土體擾動(dòng)影響，除此原因外，采用空氣幕法還有以下兩方面的好處。 a、可以利用空氣幕的不均衡壓氣減阻來達(dá)到糾偏下沉的目的； b、沉井下沉到標(biāo)高后，為防止沉井超沉 ，可通過空氣幕管路進(jìn)行側(cè)壁壓漿，來達(dá)到阻沉、穩(wěn)定沉井的目的。 空氣幕系統(tǒng)主要是由一套壓氣設(shè)備組成，包括空壓機(jī)、氣包，井壁中的予埋管，氣龕以及地面供氣管路等（見空氣幕壓氣流程示意圖）。 氣龕是空氣系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)施，它直接決定空氣幕的使用效果，氣龕是預(yù)設(shè)在沉井外壁上的凹槽，空氣幕氣孔即開口于此，它對(duì)噴氣孔有保護(hù)作用，并便于由噴氣孔射出的高壓氣擴(kuò)散，沿沉井壁上升，形成氣幕，本工程采用倒梯氣龕設(shè)置在沉井外壁 10cm 的砼層內(nèi)，氣龕排列在水平方向以 為標(biāo)準(zhǔn)間距，相鄰兩層氣龕交錯(cuò)布置，垂直方向按 間距布置，考慮 到氣龕位置如放的過低，可能會(huì)導(dǎo)致高壓氣流沿刃腳底進(jìn)入井內(nèi)引起翻砂，因此氣龕在離刃腳 2m處開始布置，由于接近地面一段，氣體會(huì)沿井壁冒出故離地面 4m 范圍內(nèi)不布置氣龕，為便于施工壓氣和糾偏，全部氣龕沿沉井周向劃分為若干個(gè)組，每組均有獨(dú)立的豎向供氣支管供氣。 井壁內(nèi)予埋管路：空氣幕的噴氣孔是在供氣管上用手槍鉆打出的，這些帶有 沉井頂管專項(xiàng)方案 21 噴氣孔的管路通常有豎直和水平兩種布置方式，本工程考慮到糾偏和控制下沉速度的需要，采用水平管方式，即沿沉井周向每一組均為水平管，相鄰兩根水平管利用三通與一根豎向供氣管相連，所有水平管采用 Ф25mm聚乙烯管和豎管均采用 Ф25mm 無縫鋼管。噴氣孔在氣管位置用于手槍鉆在水平管上打出 Ф3mm 的孔，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，為便于氣體擴(kuò)散，氣孔位置稍偏上為宜，同時(shí)注意磨掉小孔處的毛料，以防止堵塞氣孔，下沉施工前，要進(jìn)行壓氣試驗(yàn)，以檢驗(yàn)氣孔及管路是否通暢。 井外供氣總管：井壁外供氣管路擱置在井壁頂部的牛腿上為 Ф100無縫鋼管，通過空氣分流裝置連接到空氣幕每個(gè)組的供氣支管，在分流裝置上設(shè)有閥門和氣壓表以便于控制。 空氣機(jī)及氣包：空壓機(jī)采用 10m3空電動(dòng)空壓機(jī) 1 臺(tái)， 6m3氣包 1 只。 防堵措施：空氣幕在使用過程中，影響其效果的重 要因素是噴氣孔堵塞，為解決這一問題，本工程擬采用兩種防堵措施，一是在氣管兩端設(shè)置沉淀筒，二是在噴氣孔上外套一單向橡膠皮環(huán)防止堵塞。 下沉糾偏 在沉井下沉過程做到，刃腳標(biāo)高每 2 小時(shí) 至少測(cè)量一次，軸線位移每天測(cè)一次，當(dāng)沉井每次下沉穩(wěn)定后進(jìn)行高差和中心位移測(cè)量。 沉井初沉階段每小時(shí)至少測(cè)量一次，必要時(shí)連續(xù)觀測(cè)，及時(shí)糾偏，終沉階段每小時(shí)至少測(cè)量一次，當(dāng)沉井下沉接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)增加觀測(cè)密度。 尤其是本工程中沉井開始時(shí)的下沉系數(shù)較大，在施工時(shí)必須慎重，特別要控制好初沉，盡量在深度不深的情況下糾偏，符合要求后 方可繼續(xù)下沉。下沉初始階段是沉井易發(fā)生偏差的時(shí)候，同時(shí)也較易糾正，這時(shí)應(yīng)以糾偏為主，次數(shù)可增多，以使沉井形成一個(gè)良好的下沉趨勢(shì)。 下沉過程中，應(yīng)做到均勻，對(duì)稱出土，嚴(yán)格控制泥面高差，當(dāng)出現(xiàn)平面位置和四角高差出現(xiàn)偏差時(shí)應(yīng)及時(shí)糾正，糾偏時(shí)不可大起大落，避免沉井偏離軸線，同時(shí)應(yīng)注意糾偏幅度不宜過大，頻率不宜過高。 沉井在終沉階段應(yīng)以糾偏為主，應(yīng)在沉井下沉至距設(shè)計(jì)標(biāo)高 1m以上時(shí)基本糾正好，糾正后應(yīng)謹(jǐn)慎下沉，在沉井刃腳接近設(shè)計(jì)標(biāo)高 30cm 以內(nèi)時(shí)，必須不再有超出容許范圍的位置及方向偏差，否則難于糾正。 沉井頂管專項(xiàng)方案 22 如在下沉過程中發(fā) 生下沉困難，一般常采用在沉井刃 腳 斜面、刃腳底掏土的方法助沉。但本工程穿越砂土層結(jié)構(gòu)松散，易坍塌。因此，不宜采用直接搗挖刃腳的方法應(yīng)盡量采用擠土下沉，下沉困難時(shí)可考慮了空氣幕的助沉措施，當(dāng)下沉發(fā)生困難或出現(xiàn)坍方時(shí)即可啟動(dòng)空氣幕助沉和減少對(duì)井壁外土體的擾動(dòng)。盡量采用空氣幕下沉，不宜搗穿刃腳。 造成沉井產(chǎn)生傾斜偏轉(zhuǎn)的常見原因： 1）沉井刃腳下土層軟硬不均勻； 2）沒有均勻除土下沉，使井孔內(nèi)土面高低相差很多； 3）刃腳下掏空過多，沉井突然下沉，易于產(chǎn)生傾斜； 4）刃腳一角或一側(cè)被障礙物擱住，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理； 5）由于井外棄土或其他原因造成對(duì)沉井井壁的偏壓； 糾偏方法 沉井在下沉過程中發(fā)生傾斜偏轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)沉井產(chǎn)生傾斜偏轉(zhuǎn)的原因，可以用下述的一種或幾種方法來進(jìn)行糾偏。確保沉井的偏差在容許的范圍以內(nèi)。 1）偏除土糾偏 沉井在入土較淺時(shí)，容易產(chǎn)生傾斜，但也比較容易糾正。糾正傾斜時(shí)，一般可在刃腳高的一側(cè)抓土，必要時(shí)可由人工配合在刃腳下除土。隨著沉井的下沉，在沉井高的一側(cè)減少刃腳下正面阻力，在沉井低的一側(cè)增加刃腳下的正面阻力，使沉井的偏差在下沉過程逐漸糾正，這種方法簡單，效果較好。 糾偏位移時(shí)，可以預(yù)先使沉井向偏位 方向傾斜。然后沿傾斜方向下沉，直至沉井底面中軸線與設(shè)計(jì)中軸線的位置相重合或接近時(shí)，再將傾斜糾正或糾至稍微向相反方向傾斜一些，最后調(diào)正至使傾斜和位移都在容許范圍以內(nèi)為止。 2）空氣幕糾偏 當(dāng)沉井入土深度逐漸增大，沉井四周土層對(duì)井壁的約束力亦相應(yīng)增加，這樣給沉井糾偏工作帶來很大的困難。因此，當(dāng)沉井下沉深度較大時(shí)，若糾正沉井的偏斜，關(guān)鍵在于破壞土層的土壓力。 這時(shí)可根據(jù)偏位情況啟動(dòng)糾偏空氣幕系統(tǒng)，破壞井壁與土體間的摩阻力，使土層的被動(dòng)土壓力大為降低。這時(shí)再采用井內(nèi)偏除土方法，可使沉井的傾斜逐步得到糾正。在有條件時(shí) ，還可以在沉井頂部加偏壓重的方法來糾正沉井的傾斜。 沉井頂管專項(xiàng)方案 23 3）壓重糾偏 在沉井高的一側(cè)壓重，最好使用鋼錠或生鐵塊，這時(shí)沉井高的一側(cè)刃腳下土的應(yīng)力大于低的一側(cè)刃腳下土的應(yīng)力，使沉井高的一側(cè)下沉量大些，亦可起到糾正沉井傾斜的作用。這種糾偏方法可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行選用。 4）沉井位置扭轉(zhuǎn)時(shí)的糾正 沉井位置如發(fā)生扭轉(zhuǎn)，可在沉井偏位的二角偏出土，另外二角偏填土，借助于刃腳下不相等的土壓力所形成的扭矩，使下沉過程中逐步糾正其位置。 沉井封底、底板施工 沉井下沉到位后，應(yīng)進(jìn)行 8 小時(shí)的連續(xù)觀察，如下沉量小于 10mm，可進(jìn) 行封底，封底采用水下砼封底。封底時(shí)注意保證沉井在封底時(shí)的穩(wěn)定。 （ 1）封底前的準(zhǔn)備工作 導(dǎo)管上部應(yīng)用 2～ 3 節(jié)長度為 1m 左右短管組成，導(dǎo)管提升后便于拆卸，其余部分導(dǎo)管為減少接頭漏水現(xiàn)象，可用長導(dǎo)管組成，其最下部一節(jié)底端不應(yīng)帶有法蘭盤，以免破壞水下砼和管端部的防水效果，導(dǎo)管內(nèi)壁表面應(yīng)力求光滑，誤差應(yīng)小于 177。2mm，導(dǎo)管應(yīng)有足夠抗拉強(qiáng)度，能承受導(dǎo)管自重和盛滿砼后的總重量，拼接后試驗(yàn)拉力不小于上述總量 2 倍。 （ 2）清基 沉井在下沉距設(shè)計(jì)標(biāo)高 2m 時(shí)，結(jié)合封底土塞高度，確保砼封底厚度，并用空氣吸泥機(jī)清除井內(nèi)鍋底浮泥，并將 井墻與封底砼接觸處沖洗干凈。由潛水員配合測(cè)量出土面高度，繪制出土面高程圖，進(jìn)行針對(duì)性清基。 （ 3）拋石和找平 根據(jù)土面高程圖，先拋一層 50mm～ 80mm 厚 塊石，再拋 30mm～ 50mm 厚碎石由潛水員配合找平，達(dá)到設(shè)計(jì)要求封底標(biāo)高。 （ 4）設(shè)備準(zhǔn)備 導(dǎo)管采用 Φ250 特制加厚的無縫鋼管，絲口連接，保證足夠的強(qiáng)度和剛度。導(dǎo)管安裝前逐根進(jìn)行壓水試驗(yàn)，在 壓力下不漏水的方可使用，導(dǎo)管安裝時(shí)每個(gè)接口內(nèi)放置兩根密封圈，確保不漏水。導(dǎo)管拼裝長度約 18m 左右，用砼提升機(jī)架起吊。 （ 5）沉井封底施工方法 沉井頂管專項(xiàng)方案 24 封底用 C25 水 下 混凝土。施工時(shí)，導(dǎo)管底距井底土面 30~40cm，在導(dǎo)管頂部布置 3m3左右的 漏 斗以確保澆筑時(shí)的下料需要。在 漏 斗的頸部安放球塞，并用繩索或粗鐵絲系牢。球塞安放時(shí)球塞中心應(yīng)在水面以上，在球塞上部先鋪一層稠水泥砂漿，使球塞潤滑后，再澆砼。漏斗先盛滿坍落度較大的砼，然后將球塞慢慢下放一段距離。澆筑時(shí)割屢繩索或粗鐵絲，同時(shí)迅速不斷向漏斗內(nèi)灌入混凝土，此時(shí) 導(dǎo)管內(nèi)球塞、 空氣和水受混凝土重力擠壓由管底排出，砼在管底周圍堆成圓錐狀，將導(dǎo)管下端埋入砼內(nèi)。 為了達(dá)到要求的砼擴(kuò)散半徑，砼坍落度一般為 20~22cm，在開始澆筑時(shí)， 為了保證導(dǎo)管底部立即被砼堆包圍埋住，坍落度可適當(dāng)減少。在水下砼澆筑過程中，導(dǎo)管的提升也是一個(gè)關(guān)鍵問題，做到慢提快落，并嚴(yán)防將導(dǎo)管拔出混凝土外的事故發(fā)生，導(dǎo)管插入砼內(nèi)深度一般控制在 1m 以上為宜，當(dāng)漏斗已達(dá)到最大高度不能再提升時(shí)，可拆卸上部的短管，以縮短導(dǎo)管的長度。為此，當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)的砼下降到預(yù)備拆卸的管節(jié)下口時(shí)，應(yīng)迅速降低導(dǎo)管，使砼停止從導(dǎo)管內(nèi)流出，然后進(jìn)行拆除工作。拆除短管的時(shí)間應(yīng)控制在 20~30 分鐘。等漏斗內(nèi)繼續(xù)裝漏砼后，方可將導(dǎo)管提高恢復(fù)澆筑工作。 在澆筑工作快要結(jié)束時(shí)，可采用流動(dòng)性較大的砼，但不應(yīng)改變水灰 比，并適當(dāng)增加導(dǎo)管埋在砼內(nèi)的深度。砼表面標(biāo)高已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，并多澆筑 10~20cm，然后將導(dǎo)管從砼內(nèi)拔出，并沖洗干凈。 在水下砼澆筑過程中，應(yīng)經(jīng)常不斷測(cè)量水下砼面的上升情況，以及擴(kuò)散半徑和施工進(jìn)度，并根據(jù)測(cè)量資料控制導(dǎo)管的埋入深度。 （ 6）封底砼初凝前，應(yīng)按每平方米范圍設(shè)豎向 Φ 16 鋼筋 1 根，插入深度不小于 640mm，上端伸至底板頂面，由潛水員配合水下施工。 （ 7）封底砼達(dá)到強(qiáng)度后，將井內(nèi)的水抽干，并將高 出底板底標(biāo)高的素混凝土鑿除。在澆筑鋼筋砼底板前，應(yīng)將新光砼接觸面 鑿毛，并洗刷干凈，鋼筋砼底板鋼筋與井壁予留 鋼筋宜采用電焊接頭，工作井沉井在底板澆筑時(shí)應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，在鋼筋砼底板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前，應(yīng)從集水井內(nèi)不間斷抽水，由于底板鋼筋在集水井處被切斷，所以在集水井四周的底板應(yīng)增加加固鋼筋。待沉井鋼筋砼底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，停止抽水，集水井應(yīng)用素砼填滿，然后 用 帶螺栓孔的鋼蓋板和橡皮墊圈蓋好，擰緊與法蘭盤上的所有螺栓，集水井的上口標(biāo)高，應(yīng)較鋼筋砼 沉井頂管專項(xiàng)方案 25 底板頂 面標(biāo)高 低 200～ 300mm，待底板完成后，再用素砼找平。 （ 8）水下砼封底時(shí)應(yīng)保持井內(nèi)外水位標(biāo)高一致，防止井內(nèi)外水的流通，影響水下砼密封，因此在水下砼澆注時(shí)，必須注意由井內(nèi) 向井外排水才能保持井內(nèi)外水位一致。 騎馬式沉井施工方法 根據(jù)設(shè)計(jì)本工程主干管由于井距太長，為方便工后檢查，在長距離頂管之間加設(shè)騎馬式沉井，共設(shè) 8 只，規(guī)格為φ 1000mm，所有沉井均采用防沉降井蓋。 施工順序 頂管施工全線完成→確定特殊管節(jié)位置→管底注漿加固→降水措施→殼內(nèi)挖土沉入圓形鋼殼→鋼殼與管節(jié)外覆鋼板滿焊→焊井筒錨筋，扎井壁鋼筋→澆筑檢查井砼→頂管管節(jié)開孔→施工檢查井井座及蓋板。 施工工藝流程 （ 1）位置確定 該段頂管施工完畢后，利用工作井和接收井進(jìn)行測(cè)量放 樣。測(cè)量時(shí)在井內(nèi)和井上各架設(shè) 1 臺(tái)全站儀，首先利用井內(nèi)特殊管位置找出坐標(biāo)，在利用井上儀器確定特殊管位置。 （ 2）管底注漿加固 16厚鋼板，外側(cè)刷環(huán)氧瀝青一度注漿區(qū)剖面圖磚砌檢查井上層平面圖下層平面圖鋼套筒支管接入 沉井頂管專項(xiàng)方案 26 為保證施工過程中和完工后騎馬井處管段不致因上部壓力而產(chǎn)生下沉，影響排水，騎馬檢查井特殊管段位置進(jìn)行注漿處理。處理長度為 3 只管節(jié)管節(jié)，深度為管底 3 米。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，注漿采用單管注入，漿液注入率為 20%，注漿孔間距為 米。為保證管道不因注漿壓力產(chǎn)生偏移，擬使用兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)對(duì)稱進(jìn)行施工，施工過程中掌握好壓力，盡量保證壓力均等，并不致引起管節(jié)上浮。 （ 3）沉井下沉 由于騎馬井下