沉井技術(shù)在電廠循環(huán)水泵房中的應(yīng)用

王明祖

摘 ?要：以印尼某電廠循環(huán)水泵房沉井方案選擇和施工實(shí)例為基礎(chǔ)，從方案設(shè)計(jì)、施工工藝、下沉控制等方面介紹沉井技術(shù)在循環(huán)水泵房中的應(yīng)用。重點(diǎn)介紹了沉井制作工藝流程、沉井下沉方法、分段下沉的施工控制要點(diǎn)，指出了沉井在制作和下沉過程需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。

關(guān)鍵詞：沉井技術(shù) ?循環(huán)水泵房 ?下沉

中圖分類號(hào)：TU753 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2019）05（b）-0058-02

沉井是一種在地面上制作、通過取除井內(nèi)土體的方法使之沉到地下某一深度的井體結(jié)構(gòu)，一般先在地表制作成一個(gè)井筒狀的結(jié)構(gòu)物（沉井），然后在井壁的圍護(hù)下通過從井內(nèi)不斷挖土，使沉井在自重作用下逐漸下沉，達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)標(biāo)高后，再進(jìn)行封底，構(gòu)筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)。利用沉井作為擋土的支護(hù)結(jié)構(gòu)，可以建造各種類型或各種用途的地下工程構(gòu)筑物。該文介紹的某循環(huán)水泵房位于海邊，排水施工有困難，采用沉井施工是最佳選擇。

1 ?工程概況

印尼某電廠循環(huán)水泵房土建工程主要包括循環(huán)水泵房本體、取水口以及相應(yīng)的循環(huán)水管連接及安裝工作。場地位于印度洋海濱，地勢(shì)平坦開闊，一般自然地面標(biāo)高約1.55m，主要是由沖擊沙組成的平坦土層，含粗沙50%、中粗沙30%及粉沙20%。

沉井工作主要包括4.7m以下所有土建，進(jìn)水管安裝，及4.7m以下預(yù)埋件安裝。循環(huán)水泵房采用沉井結(jié)構(gòu)，墻厚1.35m，水下混凝土厚2～3m，底板厚1.3m。使用混凝土約13000m3，以及鋼筋約1400t。工程緊鄰大海，地下水源豐富，原土主要是中粗沙，所以此沉井施工方法采用不排水下沉。

2 ?沉井施工

2.1 施工方案

循環(huán)水泵房位于海邊，距海面約15m。水泵房地下結(jié)構(gòu)為整體鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，平面尺寸為38.73m×25.2m，泵房底標(biāo)高為-8.1m，運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高為4.7m，沉井低端標(biāo)高為-12.40m。根據(jù)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工條件，將水泵房土建分為如下7個(gè)階段：沉井制作、沉井下沉、水下封底、底板施工、沉井上部施工、泵房內(nèi)部土建施工和泵房封頂。

2.2 沉井制作

沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為兩部分，下部從-12.40m至6.00m，上部從6.00至1.70m。外墻厚1.35m，內(nèi)墻厚1.05m，內(nèi)有橫隔墻3道，總隔墻3道，地梁2道。沉井設(shè)計(jì)分兩次制作，第一節(jié)高6.40m，第二節(jié)高7.7m，總高14.1m，使用混凝土5000m3，鋼筋850t，沉井重約13000t（含鋼重與活荷載）。根據(jù)V型（耐海水型）水泥日供應(yīng)量和儲(chǔ)存量有限，沉井改為分4節(jié)制作、留設(shè)3次施工縫。

沉井模板采用酚醛覆膜復(fù)合模板，板厚18mm，支撐系統(tǒng)采用50mm×100mm楞木、80mm×40mm×2.5mm薄壁方鋼組合支撐。內(nèi)外模板間設(shè)采用φ16鋼作對(duì)拉螺栓，間、排距600mm×900mm。井壁支模時(shí)先支內(nèi)模后支外模，每節(jié)支模高度與混凝土澆筑高度平齊。支模時(shí)，井壁內(nèi)外搭雙排腳手架。沉井鋼筋采用人工綁扎。鋼筋直徑大于20mm采用錐螺紋接頭連接，其余鋼筋采用手工電弧焊或閃光對(duì)焊連接。鋼筋用掛線法控制垂直度，用水準(zhǔn)儀測(cè)量并控制水平度，用木卡尺控制間距，用水泥砂漿墊塊控制保護(hù)層厚度。沉井不同部位鋼筋保護(hù)層厚度分別為：沉井墻板a=50mm、沉井頂板a=35mm、地梁及壁柱a=50mm、下次澆筑混凝土及導(dǎo)流墻a=30mm、臨時(shí)封堵板a=100mm。混凝土在現(xiàn)場拌合站拌合，采用混凝土泵車進(jìn)行澆筑?；炷翝仓?，要清除底面雜物，并對(duì)底面進(jìn)行沖洗，為便于雜物能順利排除，在模板底部每隔一定距離預(yù)留孔洞，待沖洗完畢后予以封堵。

沉井分成若干段同時(shí)對(duì)稱均勻分層澆筑，每層厚300～500mm，防止地基不均勻下沉，產(chǎn)生傾斜;沉井分節(jié)處水平施工縫接縫時(shí)，應(yīng)先鑿毛并進(jìn)行沖洗處理，再繼續(xù)澆筑下一節(jié)，并在澆筑前先鋪一層30mm厚砂漿（與同混凝土配合去掉石子） ;井壁采用C30等級(jí)S8抗?jié)B混凝土。施工過程中還須注意保證所有預(yù)埋件按設(shè)計(jì)位置和數(shù)量埋設(shè)。

2.3 沉井下沉

沉井為長方形38.73m×25.2m，分18格組成，下沉深度約12m，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)報(bào)告，該沉井澆筑在粗中沙層上，由于地下水源豐富，該沉井將采用不排水下沉法進(jìn)行下沉施工。

在井內(nèi)設(shè)置10套6寸泵吸泥系統(tǒng)，主要包括立式泥漿泵和配套的輸送管道，每臺(tái)流量200m3/h，揚(yáng)程16m。井外設(shè)置10臺(tái)高壓泵水沖系統(tǒng)，清水沖泥系統(tǒng)主要包括臥式或立式清水立壓泵和配套的輸送管道，每臺(tái)流量50m3/h，揚(yáng)程50m。

按沉井平面布置，設(shè)置坐標(biāo)控制網(wǎng)和高程控制點(diǎn)，用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行定位放線，定出沉井中心軸線和基坑輪廓線以及水準(zhǔn)點(diǎn)，作為沉井制作和下沉深度控制的依據(jù)。

沉井的整個(gè)下沉分為初沉、中沉和終沉3個(gè)階段。初沉在井內(nèi)、井外、井上、井下的一切準(zhǔn)備就緒后，開始下沉施工，先排水下沉破壞原土層，使井在井的本身自重下插入土層，根據(jù)井內(nèi)土層上涌情況，及井外的涌土情況，決定是否可繼續(xù)排水下沉。否則在井內(nèi)注2/3的水，采用不排水下沉，確保沉井的質(zhì)量及施工人員、沉井的安全。

中沉沉井采用不排水下沉，在井內(nèi)注水2/3，將井底中央吸成蝸底狀，井內(nèi)壁四周吸到刃腳底平，逐步降低井內(nèi)水位，使井內(nèi)的水壓小于井外的土方壓力，達(dá)到沉井緩緩下沉，使井外的涌土方很少，在沉井下沉過程中，井外用水準(zhǔn)儀測(cè)量沉井的下沉速度及井的高差情況，發(fā)現(xiàn)沉井下沉高差大于20cm時(shí)，及時(shí)加大井內(nèi)水壓，使井不再下沉，重新重復(fù)吸土，在高角處多吸土，吸土的深度大于低角處的深度，井下潛水員憑手感了解井下的情況，井上測(cè)量員用繩尺測(cè)量井內(nèi)的土層深度，確定是否降低水位即水壓，使沉井繼續(xù)下沉，重復(fù)進(jìn)行，使沉井在正常規(guī)范內(nèi)下沉。在沉井離到位還有50cm或60cm時(shí)，沉井下沉進(jìn)入終沉階段，這時(shí)沉井的高差要控制在100cm之內(nèi)，測(cè)量員24h監(jiān)控沉井的高差和沉井的下沉變化，到位前一般是在水下吸土?xí)r不讓沉井下沉（即井水水壓大于井外土壓及擦阻力）。在測(cè)量好井內(nèi)的土層深度，結(jié)合沉井的高差，在高角邊加深吸土深度，再慢慢減少井內(nèi)水壓（即降低井內(nèi)水位），使沉井在下沉過程中縮小高差的情況下下沉，慢慢接近到位標(biāo)高，一旦發(fā)現(xiàn)高差接近平的時(shí)候，井內(nèi)注水，使井內(nèi)的壓力大于井外壓力，使井不動(dòng)，井內(nèi)平衡吸土，重復(fù)降水下沉，這時(shí)降水要慢降、慢沉，隨時(shí)注水控制井下沉，使沉井慢慢接近標(biāo)高，一般可控制在50m高差之內(nèi)，拋高10cm之內(nèi)最佳。

在沉井到位后，原井內(nèi)的水位一般保持在井口下50cm之內(nèi)，井內(nèi)水壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于井外的壓力，使沉井絲毫不動(dòng)。這時(shí)水下吸土，使沉井中央的蝸底深度比刃腳深1.5m，四周吸土至刃腳平，潛水員水下整平，清洗四周底板向下井壁，停止水下沖土，水下吸泥泵吸盡井底浮土，及時(shí)補(bǔ)充井內(nèi)水壓，使井內(nèi)土層情況達(dá)到封底的規(guī)范要求。在吸土、拋石、整平、清洗工序完成后，就可以進(jìn)行水下封底工作。

3 ?結(jié)語

（1）在沉井下沉過程中，如井外無建筑物需保護(hù)，土質(zhì)不是較差的情況下，可保持井內(nèi)水壓與井外的土方壓力相等的情況下吸土，隨著吸土的深度加大，沉井邊吸土，邊下沉，同時(shí)加強(qiáng)測(cè)量力度，使沉井保持正常高差下沉。

（2）沉井下沉?xí)r應(yīng)嚴(yán)格控制下沉速率，防止突然下沉或超沉。刃腳平均標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高偏差小于±50mm。平面中心線的水平位移小于±100mm，沉井四角中的任意兩角的刃腳底面高差小于100mm。

參考文獻(xiàn)

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