9、沉井下沉及清基施工作業(yè)指導書

1/14沉井下沉及清基施工作業(yè)指導書1圍適用于鐵路橋涵工程的沉井下沉及清基施工2施工準備2.1材料及機具：排水水泵、開挖設備(見明挖基礎施工的材料及機具)下沉的輔助設備、檢測設備(經(jīng)緯儀、水準儀、塔尺等)2.2作業(yè)條件2.2.1沉井強度已達到設計請度后，方可下沉。2.2.2根據(jù)土質(zhì)及水文地質(zhì)情況，選擇適當?shù)南鲁脸练椒ā?操作工藝3.1工藝流程抽出枕木3.2工藝流程的描述：3.2.1抽出墊木：撤除沉井墊木必須在沉井混凝土已達到設計強度后進行，撤除應按以下順序：3.2.1.1分組、編號、對稱的撤除。3.2.1.2首先撤除壁下部的墊木。3.2.1.3其次對矩形沉井，應先撤除短邊下的墊木，再撤除長邊下的墊木。3.2.1.4最后撤除定位承墊。3.2.1.5撤除定位承墊以外的墊木時，應先撤除定位承墊較遠的，后撤近的。3.2.2沉井下沉除土方法選擇：3.2.2.1沉井下沉主要是通過從井孔除土，消除刃腳正面阻力及沉井壁摩阻力后，依先靠沉井自重下沉。3.2.2.2井除土方式有：炮震、壓重、降低井水位以及采用泥漿潤滑套或3.2.2.3在穩(wěn)定的土層中且滲水量不大(每m2沉井面積滲水量小于3.2.2.4對于不排水開挖的沉井，其下沉除土方法可根據(jù)土質(zhì)情況如下表：一般采取抓泥、吸泥、射水交替或聯(lián)合作業(yè)。必要時可輔以其他輔助措施。3.2.3沉井下沉除土方法選擇3.2.3.1排水開挖下沉。3.2.3.1.1排水最好用電動離心式水泵，如用燃水泵，應將排煙管引出沉井以外。3.2.3.1.2井深不大于水泵有效吸程時，可將水泵安放在井孔用鋼絲繩懸掛在活動平臺上，使其能隨抽水深度在井孔升降。對于設有凹槽的沉井，亦可利用凹槽輔設水泵臨時平臺。平臺通常設在井孔的一側(cè)或兩側(cè)，以保留足夠位置供吊罐或抓泥斗上下及安設升降梯。多孔沉井可用與部分井孔專下沉除土方法的選擇說明說明若抓泥宜用兩瓣式抓斗下沉除土、吸質(zhì)砂2/143/14碎塊可用抓斗或吸泥機取用泥吸泥、抓泥吸泥、抓泥射水、放炮土卵石粘風化巖設平臺，其余井孔則作除土之用。3.2.3.1.3從地面或筑島上開始挖土下沉時，應先將刃腳側(cè)的回填土層挖去，開挖順序原則上與抽墊順序相同，定位承墊處的土應最后挖除。一層全部挖完后，再開始挖第二層。3.2.3.1.4在筑島土層下沉時，刃腳尚未到達原河床面以前，須接筑沉井時，應視情況先在刃腳下適當回填，防止沉井而產(chǎn)生偏斜。3.2.3.1.5各種土質(zhì)開挖方法漸向四周均勻擴挖，到距刃腳約1.0m處(此距離可視土的松軟程度而定)，再分層挖除刃腳側(cè)的原地面上。c．在堅硬土層中，可比照抽墊的順序，分段掏空刃腳，每段掏空后隨即回填砂礫，待最后幾段(即定位承墊處)掏空并回填后，再分層分次逐步挖去回填料，使沉井下沉。4/14d．最后下至巖層時，風化或軟質(zhì)巖層時，風化或軟質(zhì)巖層可用風鎬或風鏟挖除，較硬的巖層可以打眼爆破。巖層一般那設計要求開挖不須很深，中間部分如石質(zhì)不好，可最后挖除，如石質(zhì)良好可不挖除。3.2.3.1.6沉井開挖下沉的出土運輸，如為旱地下沉時，可在井頂搭設平臺及吊架將井棄土吊出，以簡易機具運往堆棄處所。如在河中用排水開挖法下沉時，通常以活底吊罐或活門吊斗將土堤升卸在寬軌平車上，推至井邊卸倒，或利用掛鉤將吊罐拉出井外，或利用吊機直接吊運卸除。3.2.3.2抓土下沉：3.2.3.2.1抓土斗的選擇，選用抓土斗的尺寸，必須滿足能在井孔自由升降和開合。抓土斗的容量和重量關系應視土質(zhì)而定。同樣容量的抓斗，用于愈緊密的土質(zhì)應選擇起重量愈大的。斗中央開合用的平衡錘必須有足夠的重量，使開合靈活。不帶掘齒的雙瓣使抓土斗用于松散沙土；緊密的土中應使用帶掘齒的；四瓣式抓土斗使用于挖掘卵石。3.2.3.2.2抓土操作：綁扎搭設或用常備式拼裝桿件拼成。為倒換孔為方便，抓土吊架可用墩旁吊機整體吊裝倒換。b．單孔沉井，由于抓土斗挖掘井底中央部分的土而形成鍋底。在沙或礫石類土壤中，一般當鍋底比刃腳低1~1.5m時，沉井即可靠自重下沉，并將續(xù)下沉。在粘性土中，四周的土不易向鍋底坍落，應輔以高壓射水松土。c．對于多井孔的沉井，最好每個井孔配置一套抓土設備，可同時均勻抓土，減少抓土斗倒孔時間，否則應逐孔輪流抓土，使沉井均勻下沉。5/14根鋼筋掛鉤，偏抓時先將抓斗落至井底，將抓土斗開用的鋼絲繩掛在井孔周邊的掛鉤上，然后將抓斗提升至一定高度后突然松下，再將鉤子上的鋼絲繩取下，收緊閉口用的鋼絲繩，即可達到偏抓的目的。的水平力作用下，必須足夠堅固和穩(wěn)定。另一種棄土的方法是在井頂鋪設寬軌距的軌道，以能使抓土斗順利升降出入道心為度。抓土斗吊起后，由平車將斗卸土運至井邊倒出。平車可作成翻板式的以利傾卸。釘一層薄鐵皮護面。3.2.3.3吸泥下沉3.2.3.3.1吸泥機除土，適用于砂、砂夾卵石、粘砂土等類土層，在粘土、膠結層及風化巖層中，當用高壓射水沖碎土層后，亦可用吸泥機吸出碎塊。3.2.3.3.2吸泥機有水力吸泥機、水力吸石筒及空氣吸泥機。水力吸泥機不受水深的限制，施工費用較省。空氣吸泥機則受水深條件下的限制，在淺水中效率很低，故一般應配置向井補水的設施。3.2.3.3.3沉井使用吸泥機除土時，通常用吊機或吊架等維持其在懸吊狀管口離底面的高度可以上下調(diào)整，以能保持其最佳效果。一般情況下為0.15~0.5m左右。3.2.3.3.4水力吸泥機a．水力吸泥機包括吸泥器、吸泥管、揚泥管和高壓水管。b．吸泥機部高壓水噴嘴處的有效水壓對于揚泥所需的水壓比值，平均約6/14c．各種土成為泥漿吸入時的適宜稠度，可參下表的經(jīng)驗數(shù)值。吸入泥漿使用吸泥機除土時各種土的適宜的泥漿稠度緊密粗砂和砂粘中等密實的粘土堅隔巖(含礫石的中等密實的礫石膠結的礫石黑鈣土緊緊的植物質(zhì)土容重泥漿中水量相當于土體積的4~66~77~88~94~84.5~83~63~6漿稠度23.8~18.4~17.2~16.2~14.2~30.0~18.0~28.6~19.2~9.1~8.6~8.6~8.0~28.6~34.8~7.4~漿稠度10.7~8.0~7.4~7.0~6.0~16.1~8.7~14.3~8.3~3.6~3.4~3.4~3.2~18.3~21.1~3.0~泥漿的1.17~1.13~1.12~1.11~1.10~1.19~1.10~1.20~1.14~————1.15~1.21~—重2.62.62.62.62.62.22.32.42.62.72.72.72.7.82.02.6d．水力吸泥機的使用雖不受水深的限制，但其出土效率可隨水壓、水量的增加而提高。必要時應向井水位。砂。3.2.3.3.5水力吸石筒限制，但需用吊機配合工作。7/14b．高壓水通入封閉的錐形水箱，由吸石管周圍的圓環(huán)縫向管噴入圓錐狀的水柱，因流速差造成真空，吸起下面的水，砂石亦隨水上升，碰到擋石網(wǎng)后，向四周落入貯石筒中。其吸石效果和高壓水流速及流量成正比。牢實的固定于射水管和筒的頂蓋上。d．吸石時應注意聽察卵石碰撞擋石網(wǎng)的聲音，如無聲音，可將吸石筒上下提放和左右擺動。如看到吊掛吸石筒的鋼絲繩產(chǎn)生顫動時，表示吸石已滿，可即提出井外，吊起外殼，使石向四周卸除后，再將空筒放回井底繼續(xù)吸石。3.2.3.3.6空氣吸泥機1)壓縮空氣進入吸泥器混合室的水孔與管壁的交角不宜大于45°，小孔總面積一般采用進氣管凈截面的1.5倍。2)吸泥器的底部應設置1~2個活門，以便清除堵積的泥沙。3)排泥管在井垂直部分采用鋼管以法蘭盤連接，井外水平部分可用膠管 4)導管亦可用水下混凝土灌注導管，亦可兩種導管混用，但應注意兩種導管連接處的法蘭盤必須配合。5)彎頭直徑不宜過小，減少堵塞。在彎頭頂部可開一個可拆式的天窗，以便清除管堵塞物。彎頭系用鋼板彎制焊接而成。6)風管在井垂直部分一般多用鋼管(亦可用膠管)，用風管卡箍與導管固連，井外部分用膠管與壓縮空氣管路相連。7)當沉井接筑至一定高度后，如吸泥機裝置的長度已超過吊裝設備的有8/14效起吊高度，如再接長導管或拆除吸泥機時，可用導管卡箍將吸泥機裝置臨時卡托于井孔頂枕木上，以便進行接長或拆除工作。8)當吸泥深度大，從井底吸泥一次排出井外效力不足時，可用接力式吸泥機，使用后應注意幾臺吸泥器的風管宜同時開風。3.2.3.3.7空氣吸泥機的風源自空氣壓縮機站?？諝鈮嚎s機將壓縮空氣送入貯風筒，再經(jīng)送風管路送至墩位處供用。需要空氣壓縮機的生產(chǎn)能力應根據(jù)吸泥機大小數(shù)量而頂。如下： 3.2.3.3.8吸泥機操作要點：的最小深度與地層情況、空氣量及空氣壓力有關，一般在水中的深度不宜小b有效除土量降低。在同等風量情形下，用一臺供風量大的空氣壓縮機比用風量小的供風吸泥效果好。應通過升降吸泥機，并經(jīng)常搖蕩管身和移動位置，以期達到最佳效果。吊入串擊疏通，疏通后移動管位再吸。9/14應設置響應的水泵或虹吸向井補水以維持井適宜水位。3.2.4沉井基底清基及封底：當沉井刃腳下沉至設計標高后應對基底進行清基、封底。3.2.4.1.1對于排水開挖下沉的沉井，基底可在井派水的情況下進行清基。3.2.4.1.2當刃腳下至巖面，且?guī)r面較平整，刃腳與巖面間局部空隙不大 3.2.4.1.3先由潛水員將刃腳與巖面空隙部分泥沙軟層清除干凈，再在刃腳側(cè)堆碼沙袋一圈，作為封堵砂漿的模。3.2.4.1.4清基時，應將風化巖層全部鑿除，沉井封底底面進入新鮮巖層的深度應滿足設計要求。3.2.4.2非巖石類土壤基底水清理3.2.4.2.1基底設置在非巖石類土壤上的沉井，其井孔、刃腳及隔墻下的土層均勻進行清理，以形成封底鍋底坑。3.2.4.2.2清基時可采用射水、吸泥或抓泥，刃腳及隔墻下土層不能自行坍塌成設計要求的鍋底坑時，可用高壓射水將其土層沖碎，并趕向井孔中部清除。3.2.4.2.3射水可采用水平射水嘴定點射水，水壓、射擊水時間及轉(zhuǎn)動角度視每點土壤堅實程度而定。當隔墻較厚，隔墻下土層難于取出時，可采用彎頭吸泥機清除。3.2.4.2.4清基時，應注意控制井底面高度并不要過分擾動刃腳以下土層，以免引起翻沙。3.2.4.2.5鍋底坑尺寸經(jīng)潛水檢查滿足要求后，基底圍的浮泥及松土應盡0/14可能清除干凈。封底混凝土高度風的井壁及隔墻底面的粘泥應盡可能洗凈，以保封底質(zhì)量。3.2.4.3井底圍風化巖的清除，可采用高壓射水、風動鑿巖工具以及小型爆破等辦法破碎后用吸泥機清除。3.2.4.3.1沉井刃腳應盡量嵌入風化巖清除風化巖前，應使沉井盡量下沉，刃腳全面嵌入風化巖，以免在清風化巖時翻沙及沉井突然下沉而引起偏斜。3.2.4.3.2井孔圍風化巖的清除可用鉆機沖鉆，或用高壓射水垂直沖射，破碎后用吸泥機吸出，一直鉆(沖)至設計要求的新鮮巖面為止。3.2.4.3.3井底邊沿或隔墻下風化巖的清除用各種水平長度的帶固定彎頭或旋轉(zhuǎn)彎頭的射水嘴放入井孔反復旋轉(zhuǎn)沖射，逐層剝離風化巖，并用吸泥機吸出破碎巖塊。3.2.4.3.4用吸泥機將淤泥吸凈后，隨即放置傘形沉淀盤，待水中懸浮的泥沙沉淀后提至井外排除。3.2.4.4沉井封底3.2.4.4.1在灌注封底混凝土時，沉井接觸面和隔墻底部必須與基巖緊密結合、具有整體性(即沒有水平及縱向夾層夾縫)。3.2.4.4.2排水封底：基底巖面平整，刃腳周圍經(jīng)粘土或水泥沙漿封堵后，井無滲水時，可在基底無水的情況下灌注封底混凝土。3.2.4.4.3對于無法抽干井積水的沉井，必須采取水下混凝土封底。一般用垂直導管灌注。3.2.4.4.4垂直導管法灌注水下混凝土，即在各井孔垂直放入徑為200~漏斗，在漏斗頸部安裝球塞，并用繩索系牢。漏斗滿盛陷度較大的混凝土，之球塞、空氣和水均受混凝土重力擠壓由管底排出，瞬間，混凝土在管底周將以后再灌注的混凝土在無水的導管源源不斷的灌入混凝土堆，隨灌隨向周圍擠動、攤開及升高。3.2.5井孔填充和灌注蓋板3.2.5.1填充井孔前，應先將井水抽干，并清理封底混凝土表面的浮漿后，按設計要求進行填充。3.2.5.2井孔設計不需要作填充沉井，需設置鋼筋混凝土蓋板或模板。蓋板可在場地預制作后安裝于井孔頂。4質(zhì)量標準4.1沉井應分節(jié)下沉，第一節(jié)沉井的最小高度，以在撤除墊木時沉井能抵抗縱向破裂為度。如沉井在填筑土或松土中下沉，則第一節(jié)(即底節(jié))的最大高度不得大于0.8B(B為沉井寬度)其次各節(jié)應盡可能做高些。4.2沉井下沉主要靠自重來克服對沉井外壁的摩擦力，不排水下沉時，沉加扣除水的浮力。沉井自重至少較土對沉井外壁的計算應扣4.3土對沉井外壁的摩阻力，應根據(jù)土的試驗資料求得，如無資料時采用下列參考數(shù)值：2/144.4定位承墊的位置，應按設計規(guī)定設置，設置未規(guī)定時，圓形沉井應在周邊上相隔90°設置4個點。矩形沉井時應對稱設在長邊，每邊兩根。每沉井長短邊L與B之比為2>L>1.時5，二承墊間的距離0.7L，當其比值≥2時則B4.5沉井下沉至設計標高后的允許偏差：4.5.1沉井底面平均高程符合設計要求。4.5.2沉井的最大傾斜度不得大于沉井高度的1/50。4.5.3沉井頂、底面中心與設計中心在平面縱橫向的位移(包括因傾斜而產(chǎn)生的位移)均不得大于沉井高度的1/50。對浮式沉井允許位移值可另加2°。5產(chǎn)品防護5.1排水開挖下沉必經(jīng)沉井頂卸土或換裝時不向井下掉土。5.2吊斗升降時，應嚴防與水泵平臺碰掛干擾，必要時應在每個平臺設防護員扶持吊斗，或以直立的木板、鋼軌等物作成吊斗升降孔導向孔道。5.4采用吸泥下沉法時吸泥機堵塞的防護措施。5.4.1停吸時，應先將吸泥機提升一定高度后再關閉風閥。5.4.2經(jīng)常注意風壓，防止回風，以免導管泥漿倒灌入吸泥器和風管之。5.4.3彎頭處及異徑接頭處，易被堵塞，故應注意勿使木塊、草袋、麻繩、工具及