情境5(單元2 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工)

1、情境五 沉井基礎(chǔ)工程施工 1. 掌握旱地上沉井基礎(chǔ)的施工工藝。 2. 掌握沉井下沉糾偏和克服沉井下沉困 難的處理措施。 3. 掌握筑島法沉井基礎(chǔ)施工的基本要點(diǎn) 與施工工藝。 4. 掌握浮運(yùn)法沉井基礎(chǔ)施工的基本要點(diǎn) 與施工工藝。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 一、 施工準(zhǔn)備 1. 技術(shù)準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備 （1） 根據(jù)設(shè)計(jì)文件提供的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料及現(xiàn)場 的實(shí)際情況決定是否補(bǔ)充地質(zhì)鉆探，并應(yīng)對洪汛、凌汛、河床 沖淤變化、通航及漂流物等進(jìn)行調(diào)查，編制沉井基礎(chǔ)施工技術(shù) 方案。需要在施工中度汛、度凌的沉井，應(yīng)制訂防護(hù)措施，保 證安全。對水中特大沉井的施工，應(yīng)在施工前進(jìn)行

2、河床沖 淤變化和防護(hù)的數(shù)學(xué)模型分析計(jì)算，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行物理模 型的模擬試驗(yàn)。 （2） 完成工程測量控制點(diǎn)和沉降觀測控制點(diǎn)的定位、 移交、復(fù)核工作。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 （3） 確定工程材料、機(jī)具、勞動力的需求量。 （4） 完成進(jìn)場材料的取樣復(fù)檢及混凝土的試配工作。 （5）組織施工人員進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量、安全、環(huán)境等各方面的 交底工作。 （6） 在堤防等水利、防洪設(shè)施及其他既有建筑物周邊進(jìn)行沉 井下沉前，應(yīng)就施工可能會導(dǎo)致對其不利的影響進(jìn)行評估，并應(yīng) 采取有效的防護(hù)措施。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 2. 材料準(zhǔn)備材料準(zhǔn)備

3、 材料準(zhǔn)備要求均與旱地上的沉井基礎(chǔ)施工相同。 3. 主要機(jī)具準(zhǔn)備主要機(jī)具準(zhǔn)備 （1） 機(jī)械設(shè)備：混凝土攪拌機(jī)、皮帶輸送機(jī)、插入式振動器、 平板式振動器、自卸翻斗汽車、機(jī)動翻斗車、混凝土攪拌運(yùn)輸車 和輸送泵車（泵送混凝土用）、鋼筋調(diào)直機(jī)、鋼筋切割機(jī)、鋼筋 制彎機(jī)、電焊機(jī)、拖船、平板渡船、抓泥斗或吸泥機(jī)、沖擊錐、 空壓機(jī)、絞車等。 （2） 主要工具：大小平鍬、串筒、溜槽、膠皮管、混凝土卸 料槽、吊斗、手推膠輪車、抹子。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 （3） 沉井下沉前，應(yīng)對施工設(shè)備采取有效的防護(hù)措施。 4. 作業(yè)條件準(zhǔn)備作業(yè)條件準(zhǔn)備 （1） 筑島法作業(yè)條件準(zhǔn)備筑島

4、法作業(yè)條件準(zhǔn)備 施工的棧橋或浮橋已搭設(shè)完畢并驗(yàn)收合格。 其他作業(yè)條件準(zhǔn)備要求均與旱地上的沉井基礎(chǔ)施工相同。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 （2） 浮運(yùn)法作業(yè)條件準(zhǔn)備浮運(yùn)法作業(yè)條件準(zhǔn)備 浮運(yùn)沉井預(yù)制場已準(zhǔn)備就緒，各節(jié)沉井已預(yù)制完畢，且已 編號，并驗(yàn)收合格。 浮運(yùn)臨時(shí)碼頭與棧橋已修建完畢并驗(yàn)收合格。 沉井預(yù)制場到浮運(yùn)臨時(shí)碼頭的道路已暢通。 浮運(yùn)沉井的平板渡船和拖船已到位。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 二、二、 水中下沉沉井施工方法與工藝流程水中下沉沉井施工方法與工藝流程 1. 1. 施工方法施工方法 當(dāng)基礎(chǔ)處于水中時(shí)，沉井施工可

5、采取筑島法或浮運(yùn)法，一 般需根據(jù)水深、水流速度、施工設(shè)備及施工技術(shù)等條件選用。 2. 2. 筑島法施工工藝流程筑島法施工工藝流程 定線搭設(shè)棧橋或浮橋水中筑島平整夯實(shí)島面沉井基 礎(chǔ)定位放樣復(fù)驗(yàn)材料見證取樣、試配制混凝土復(fù)試鋪 設(shè)砂墊層以后各道工序均與旱地上的沉井基礎(chǔ)施工工藝相同。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 3. 浮運(yùn)法施工工藝流程場地及下水方案的確定浮船定位 或搭設(shè)支架平臺浮船或支架平臺質(zhì)量安全驗(yàn)收沉井基礎(chǔ)制作 放樣復(fù)驗(yàn)材料見證取樣、試配制混凝土復(fù)試分節(jié)制作各 節(jié)沉井并編號（沉井制作工藝與旱地上的沉井制作施工工藝相同） 對底節(jié)沉井進(jìn)行水壓試驗(yàn)對各節(jié)沉井進(jìn)行水

6、密性檢查檢查 沉井浮運(yùn)所經(jīng)水域和就位處的河床檢查各種浮運(yùn)設(shè)備確定沉 井懸浮接高時(shí)的初步定位位置沉井的浮運(yùn)沉井運(yùn)到墩位附近 后的定位浮運(yùn)沉井接高沉井在水中下沉和著床復(fù)驗(yàn)分倉 水下澆灌混凝土養(yǎng)護(hù)循環(huán)挖土下沉沉井并接高至著床以后 的其他后續(xù)施工工藝均與旱地上的沉井下沉著床后的其他后續(xù)施 工工藝相同。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 3. 浮運(yùn)法施工工藝流程場地及下水方案的確定浮船定位 或搭設(shè)支架平臺浮船或支架平臺質(zhì)量安全驗(yàn)收沉井基礎(chǔ)制作 放樣復(fù)驗(yàn)材料見證取樣、試配制混凝土復(fù)試分節(jié)制作各 節(jié)沉井并編號（沉井制作工藝與旱地上的沉井制作施工工藝相同） 對底節(jié)沉井進(jìn)行水壓試驗(yàn)

7、對各節(jié)沉井進(jìn)行水密性檢查檢查 沉井浮運(yùn)所經(jīng)水域和就位處的河床檢查各種浮運(yùn)設(shè)備確定沉 井懸浮接高時(shí)的初步定位位置沉井的浮運(yùn)沉井運(yùn)到墩位附近 后的定位浮運(yùn)沉井接高沉井在水中下沉和著床復(fù)驗(yàn)分倉 水下澆灌混凝土養(yǎng)護(hù)循環(huán)挖土下沉沉井并接高至著床以后 的其他后續(xù)施工工藝均與旱地上的沉井下沉著床后的其他后續(xù)施 工工藝相同。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 三、三、 筑島法沉井基礎(chǔ)施工要點(diǎn)筑島法沉井基礎(chǔ)施工要點(diǎn) 1. 筑島法的概念與砂島的施工筑島法的概念與砂島的施工 （1） 筑島法的概念筑島法的概念 沉井位于河流可能被淹沒的岸灘或施工水位不深的情況下， 宜用筑島法就地制作沉井，

8、即先修筑人工砂島，再在島上進(jìn)行 沉井的制作和挖土下沉。 （2） 砂島的類型與構(gòu)造砂島的類型與構(gòu)造 砂島分為無圍堰砂島和有圍堰砂島兩種。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 無圍堰砂島應(yīng)保證施工期水流受壓縮后砂島本身有足夠 的穩(wěn)定性，一般用于水深不超過12 m，水流速度不大于表 5.2.1規(guī)定時(shí)，砂島邊坡坡度宜為11.7513，必要時(shí)可用 草袋、卵石和竹籠、柴排等護(hù)坡。筑島的尺寸應(yīng)滿足沉井制作 及抽墊等施工的要求，且應(yīng)在沉井周圍設(shè)置不小于1.5 m寬的護(hù) 道，如圖5.2.1（a）所示。 單元一單元一 旱地上沉井基礎(chǔ)工程施工旱地上沉井基礎(chǔ)工程施工 圖圖5.2.1筑島法（

9、尺寸單位：筑島法（尺寸單位：m） (a) 草袋護(hù)坡砂島；草袋護(hù)坡砂島；(b) 鋼板樁圍堰砂島鋼板樁圍堰砂島 當(dāng)河水較深或流速超過表5.2.1的規(guī)定時(shí)，宜用鋼板樁圍堰筑砂 島，如圖5.2.1(b）所示。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 有圍堰砂島的護(hù)道寬度可按下式計(jì)算，但不應(yīng)小于1.5 m。 bHtan(45-2) （5.1） 式中 b護(hù)道寬度，m； H砂島高度，m； 筑島土在飽水時(shí)的內(nèi)摩擦角。 如實(shí)際采用的護(hù)道寬度b小于式(5.1)計(jì)算的值時(shí)，則應(yīng)考 慮沉井重力等對圍堰所產(chǎn)生的側(cè)壓力的影響。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 （3

10、3） 砂島的施工要點(diǎn)砂島的施工要點(diǎn) 筑島材料應(yīng)采用透水性好、易于壓實(shí)的砂性土或碎石土 等，且不應(yīng)含有影響島體受力及抽墊下沉的塊體。筑島時(shí)要邊填 邊夯實(shí)。不得用黏土、淤泥、黃土等填筑。 在斜坡上筑島時(shí)應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并應(yīng)有抗滑措施；在 淤泥等軟土上筑島時(shí)，應(yīng)將軟土挖除，換填或采取其他加固措施。 島面及地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求；在施工期內(nèi)，應(yīng)采 取必要的防護(hù)措施保證島體的穩(wěn)定，坡面、坡腳不應(yīng)被水流沖刷 損壞。 砂島面有圍堰時(shí)，應(yīng)高出施工期間最高水位（包括浪高） 至少0.5 m；無圍堰時(shí)應(yīng)高出0.751.0 m。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 2. 2. 筑島法沉井

11、基礎(chǔ)施工要點(diǎn)筑島法沉井基礎(chǔ)施工要點(diǎn) （1 1） 沉井的制作沉井的制作 筑島法沉井的制作宜在砂島基本固結(jié)以后進(jìn)行，以免在 沉井制作期間產(chǎn)生不均勻變形。 筑島法沉井的制作工藝與施工要點(diǎn)均與旱地上的沉井制 作工藝與施工要點(diǎn)相同。 （2 2） 沉井的下沉及后續(xù)施工工藝沉井的下沉及后續(xù)施工工藝 筑島法沉井的下沉及后續(xù)施工工藝均與旱地上的沉井下沉 及后續(xù)施工工藝相同。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 四、四、 浮運(yùn)法沉井基礎(chǔ)施工要點(diǎn)浮運(yùn)法沉井基礎(chǔ)施工要點(diǎn) 1. 浮運(yùn)法的適用范圍與浮運(yùn)沉井的類型浮運(yùn)法的適用范圍與浮運(yùn)沉井的類型 （1） 浮運(yùn)法的適用范圍浮運(yùn)法的適用范圍 在深水

12、河道中，當(dāng)用筑島法有困難或不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采用浮 運(yùn)沉井的方法進(jìn)行施工。 （2） 浮運(yùn)沉井的類型浮運(yùn)沉井的類型 普通浮運(yùn)沉井：是在普通沉井的刃腳處安裝臨時(shí)性不漏 水的木底板，使其能浮于水中，就位后在井內(nèi)灌水下沉，沉到 河底后再拆除底板，如圖5.2.2（a）所示。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 空腹薄壁沉井：井壁可用鋼筋混凝土、水泥鋼絲網(wǎng)或鋼 殼制成，鋼筋混凝土壁厚約10 cm，鋼絲網(wǎng)水泥壁厚僅需3 cm， 空腹中設(shè)置撐架，這樣沉井重量大大減小有利于浮運(yùn)，就位后向 空腹中灌混凝土或水，即可下沉，如圖5.2.2（b）所示。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下

13、沉沉井基礎(chǔ)工程施工 圖圖5.2.2浮運(yùn)沉井結(jié)構(gòu)浮運(yùn)沉井結(jié)構(gòu) （a) 安裝臨時(shí)木底板；（安裝臨時(shí)木底板；（b) 空腹薄壁沉井空腹薄壁沉井 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 2. 2. 浮運(yùn)沉井的施工要點(diǎn)浮運(yùn)沉井的施工要點(diǎn) （1 1） 浮運(yùn)沉井的制作浮運(yùn)沉井的制作 浮運(yùn)沉井的制作應(yīng)根據(jù)沉井規(guī)模、河岸地形、設(shè)備條件 等，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定制作場地及下水方案。 在浮船上或支架平臺上制作沉井時(shí)，浮船、支架平臺的 承載力均應(yīng)滿足沉井制作的要求。 沉井在岸上或浮船上應(yīng)分節(jié)編號預(yù)制，各節(jié)之間應(yīng)考慮 接井的連接錨固措施。 各節(jié)沉井的制作要求與質(zhì)量控制均與旱地上的沉井制作 要求與

14、質(zhì)量控制相同。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 （2 2） 浮運(yùn)沉井與就位浮運(yùn)沉井與就位 沉井在浮運(yùn)前應(yīng)進(jìn)行下列準(zhǔn)備工作沉井在浮運(yùn)前應(yīng)進(jìn)行下列準(zhǔn)備工作: : a. 應(yīng)制訂專項(xiàng)施工技術(shù)方案，并應(yīng)對沉井的定位系統(tǒng)以 及浮運(yùn)、就位的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算；當(dāng)沉井的實(shí)際重力與設(shè)計(jì)重 力不符時(shí)，應(yīng)對其重新進(jìn)行驗(yàn)算。各類浮運(yùn)沉井在下水、浮運(yùn) 前，均應(yīng)進(jìn)行水密性檢查，對底節(jié)尚應(yīng)根據(jù)其工作壓力進(jìn)行水 壓試驗(yàn)，合格后方可下水。 b. 應(yīng)對所經(jīng)水域和沉井就位處的河床進(jìn)行探查，所經(jīng)水 域應(yīng)無妨礙浮運(yùn)的水下障礙物，沉井就位處的河床應(yīng)基本平整； 必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行河床沖淤變化和防護(hù)的數(shù)學(xué)模型分析計(jì)算或

15、試驗(yàn)， 并應(yīng)對河床進(jìn)行防護(hù)。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 c. 應(yīng)根據(jù)浮運(yùn)沉井的具體情況確定相應(yīng)的浮運(yùn)設(shè)備。浮運(yùn) 前應(yīng)對拖運(yùn)、定位、導(dǎo)向、錨碇、潛水、起吊及排、灌水等相關(guān) 設(shè)備設(shè)施進(jìn)行檢查。 d. 應(yīng)掌握水文、氣象和航運(yùn)等情況，并應(yīng)與海事或航道管 理部門取得聯(lián)系、相互配合，必要時(shí)宜在浮運(yùn)及就位施工過程中 進(jìn)行航道管制。 浮運(yùn)沉井的底節(jié)可采用滑道、漲水自浮或直接起吊等方 法下水，入水后，對其懸浮接高時(shí)的初步定位位置，應(yīng)根據(jù)下水 方法、沉井的結(jié)構(gòu)形式、環(huán)境條件等情況綜合分析確定。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 沉井的浮運(yùn)、就位應(yīng)

16、符合下列規(guī)定：沉井的浮運(yùn)、就位應(yīng)符合下列規(guī)定： a. 沉井的浮運(yùn)宜在氣象和水文條件有利于施工時(shí)，以拖 輪拖運(yùn)或絞車牽引進(jìn)行。對水深和流速大的河流，可在沉井兩 側(cè)設(shè)置導(dǎo)向船增加其穩(wěn)定性。在浮運(yùn)、就位的任何時(shí)間內(nèi)，沉 井露出水面的高度均不應(yīng)小于1 m，并應(yīng)考慮預(yù)留防浪高度或采 取防浪措施。 b. 就位前，應(yīng)對所有纜繩、錨鏈、錨碇和導(dǎo)向設(shè)備進(jìn)行 檢查調(diào)整，使就位工作能順利進(jìn)行，并應(yīng)考慮水位漲落對錨碇 的影響。布置錨碇體系時(shí)，應(yīng)使錨繩受力均勻，并應(yīng)采取適當(dāng) 措施避免導(dǎo)向船和沉井產(chǎn)生過大擺動或折斷錨繩。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 沉井的浮運(yùn)工藝是將預(yù)制好的沉井用滑道

17、等方法將沉井 放入水中，浮于水面上，最后拉運(yùn)到墩位處。也可用船只浮運(yùn)沉 井，如圖5.2.3所示。 圖圖5.2.3 船只浮運(yùn)沉井船只浮運(yùn)沉井 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 沉井運(yùn)到墩位附近后的定位方法是沉井運(yùn)到墩位附近后的定位方法是：用小劃艇將預(yù)先準(zhǔn) 備好的錨碇運(yùn)至預(yù)定的錨位放入河中，在岸上用經(jīng)緯儀根據(jù)小三 角網(wǎng)法標(biāo)定的墩位位置控制整個(gè)浮體（船及沉井）的移動，指揮 船上的卷揚(yáng)機(jī)松緊錨繩，使沉井準(zhǔn)確就位，如圖5.2.4所示。錨 碇的重量及錨繩的粗細(xì)和拖入長度，應(yīng)按整個(gè)浮體所受到的水力、 風(fēng)力的計(jì)算確定。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施

18、工 圖圖5.2.4 沉井拋錨定位沉井拋錨定位 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 （3） 浮運(yùn)沉井的下沉與分倉水下澆灌混凝土浮運(yùn)沉井的下沉與分倉水下澆灌混凝土 浮運(yùn)沉井在水中下沉?xí)r，應(yīng)充分考慮風(fēng)力、浮力、水流壓 力、波浪力、冰壓力、漂浮物等對沉井的作用。 浮運(yùn)準(zhǔn)確定位并接高后，應(yīng)向井壁腔格內(nèi)對稱、均衡地灌 水，使沉井迅速落到河床著床。 沉井在水中下沉和著床時(shí)，應(yīng)隨時(shí)監(jiān)測由于沉井下沉的阻 力和壓縮流水?dāng)嗝婧笠鹆魉僭龃蠖斐傻暮哟簿植繘_刷及因沖 淤引起的土面高差，必要時(shí)可在沉井位置處采用卵、碎石墊填整 平，改變河床上的粒徑，減小沖刷深度，增加沉井著床后的穩(wěn)定； 或在著床后利用沉井棄土進(jìn)行調(diào)整，但對沉井外的棄土地點(diǎn)應(yīng)合 理安排，避免對沉井形成偏壓。 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 沉井著床后應(yīng)按預(yù)先編號的隔倉（圖5.2.5所示），均 勻?qū)ΨQ地向井壁空腹內(nèi)澆筑水下混凝土，以增加沉井重量。 圖圖5.2.5 空腹沉井井壁隔倉示意圖空腹沉井井壁隔倉示意圖 單元二單元二 水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工水中下沉沉井基礎(chǔ)工程施工 在浮運(yùn)、下沉沉井過程中，沉井頂?shù)剿娴母叨染?得小于1 m。 （4 4） 沉井的下沉及后續(xù)施工工藝沉井的下沉及后續(xù)施工工藝 沉井著床并澆筑隔倉后，在土層中的下沉應(yīng)符合旱地 上沉井基礎(chǔ)施工中的沉