沉井水力沖吸排水下沉施工技術

戴錫芳

（中鐵十九局集團第一工程有限公司　遼寧　遼陽　111000）

沉井水力沖吸排水下沉施工技術

戴錫芳

（中鐵十九局集團第一工程有限公司遼寧遼陽111000）

浙江大唐烏沙山發電廠循環水泵房沉井采用水力沖吸排水下沉施工，介紹水力沖吸排水下沉施工工藝、技術要求，論述了施工中的重點。

沉井；水力沖吸；排水下沉施工

1　工程及地質概況

浙江大唐烏沙山發電廠循環水泵房設計為沉井結構，尺寸為49.55m（長）×31.1m（寬）×20.85m（高），并列兩座，凈間距為12.4m，每個沉井底部設縱橫底梁，分成20倉，基礎為φ800mm鋼筋混凝土灌注樁，已提前施工完成。兩座沉井同時制作延時下沉，總下沉深度為17.5m，單井出土量約6.5萬m3（折合泥漿量約為40萬m3）。

沉井下沉所穿越土層主要為淤泥質土，該層厚度達17.0m左右，具有含水量高，壓縮變形大，強度低等不良工程地質性質，地基承載力特征值50kPa，淤泥質土層以下部分為含粘性土圓粒層。

2　下沉方案的選定理由

本工程下沉原設計是采取水力機械不排水工藝，采用該工藝的不利因素是工期長、水下作業安全系數低、工人水下勞動強度大和糾正井位困難等。下沉采用水力機械沖吸進行排水方法下沉的不利因素是井體周邊淤泥質土體易發生土涌、兩井相互影響大和封底防水等。但其施工進度快和安全系數較水下施工高，因此根據沉井所處地質條件及水文條件，可相應采取技術措施解決問題，根據施工經驗，采取深層水泥攪拌樁和劈裂注漿可以對土體進行加固得以解決。同時為保證沉井下沉的施工安全及混凝土封底質量，在沉井四周設置了9個降壓井，主要用于降低地下孔隙承壓水水位，防止封底時井下土體發生水涌，保證施工安全和混凝土封底施工質量。因此采取水力機械沖吸進行排水方法是可行的。

3　水力沖吸排水下沉工藝原理

本沉井水力沖吸排水下沉工藝系使用高壓水（水泵出口壓力宜大于1.2MPa）通過水槍將土體破碎并與水槍的出水混和成一定濃度的泥漿，然后由水力吸泥機或泥漿泵經由輸泥管路排出沉井，實現取土下沉的目的。水力排水沉井施工流程見圖1所示。

圖1　水力沖吸排水下沉工藝流程圖

4　下沉施工主要設備及其布置

根據要工程規模特點，沉井高度20.85m，考慮機械效能問題，井內泥漿排放需要采用2臺15m揚程泥漿泵進行二次接力，沖吸下沉設備及管路如圖2所示。

圖2　沖吸下沉設備及管路圖

5　下沉施工過程簡介

本沉井從下沉開始到下沉結束，基本分為初沉、正常下沉、終沉三個階段：

5.1初沉階段

本沉井初沉階段為沉井進尺在5.0m以內施工過程，初沉階段主要調整沉井結構預制時產生的偏沉，注意控制取土速度。

初沉時均勻對稱取土。先沖吸中部土，后沖吸周邊土，井內土體沖吸成深0.5～1.0m的淺鍋底后，再沖吸周圍的土體，刃腳下的土塞始終高于中間的土面。

初沉階段測量每隔2h測一次，每24h測一次平面位移，當沉井偏差超限時，應及時調整沖吸土部位。并控制好井內的沖吸土深度，確保沉井在初沉階段能夠進入正確的平面位置。

5.2正常下沉階段

在初沉階段末期，沉井的技術指標良好，便可進入正常下沉階段。此時適當增加沉井鍋底深度，加快沖吸土的深度和數量，減少土反力來降低下沉的阻力，提高施工進度。

初沉階段末期，由于沉井下沉已形成一定的土塞，側向阻力較大，糾偏因難，所以四角控制點的高差大于100mm，即要求糾偏。糾偏時井內挖土高差小于1m為宜，不得過大。刃腳下的土塞一定要控制好，特別是外側井壁刃腳下土塞必須控制好。

5.3終沉階段

沉井下沉離設計標高2m左右時就進入到終沉階段，這時要嚴格控制井內土體高差。以防止井內土過多挖除，導致井的突沉和超沉，造成灌注樁基的偏位。

沖吸土鍋底形狀由“凹”面逐步過度到“凸”形反鍋底，并且適當放慢沖吸土速度和數量，嚴格按照均勻對稱的原則布置挖土范圍，基本以糾偏為主。

測標下沉趨勢和自沉慣量，測量2h一次，高差控制100mm，隨著沉井繼續下沉，可采用大石塊拋填刃腳下，并逐漸形成擠土下沉。

待沉井離設計標高50cm時需停止沖吸并觀察6h，一般以1cm/h左右的速度將沉井慢慢進入設計標高，確保沉井平穩。

沉井進入設計標高后需繼續觀察，待沉井全部穩定，以8h內沉井下沉不大于10mm，即可進行沉井封底。

6　結束語

通過寧波烏沙山電廠沉井施工實踐證明，水力沖吸排水下沉在軟土地層中是可行的沉井施工工藝。通過水力機械設施，將沉井內土體由高壓水破碎混合成泥漿后吸排出沉井，從而使沉井逐步下沉到位。該工藝進度快、污染可控制，具有技術成熟、經濟合理、操作簡便，勞動強度低、施工安全可靠、下沉質量容易控制等優點。省去大型挖土和起吊設施，節省設備使用費，降低工程成本。

本工藝可廣泛適用于淤泥、淤泥質粘土、粘土、粉質粘土、粘質粉土、砂質粉土、粉砂、細砂等地層的沉井工程。

[1]劉少躍，潘健，丁孝勇.大型沉井施工技術在江蘇陳家港電廠循環水泵房中的應用[J].廣東水利水電，2012（11）.

[2]劉東斌.較深大型沉井下沉施工技術初探[J].科技經濟市場，2008（4）.

TU753.61

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1673-0038（2015）25-0086-02

2015-6-8