摘要:通过对某江边水泵房沉井施工的总结,论述采用水力机械法下沉沉井的施工方法和注意事项。
1前言
某电厂江边水泵房,设计采用钢筋混凝土沉井施工,沉井净高31.5m,平面尺寸30.1m×40m。由于位于江堤内侧,施工期间又跨越汛期,同时下沉的土层为粘土层,因此拟采用水力机械排水法下沉,这种方法设备简单、施工进度快且操作安全,目前国内已在很多沉井施工中得以运用,积累了不少施工经验。
2基本原理
沉井的水力机械法下沉主要是利用高压射水设备将沉井底部的土切碎、冲刷、搅动成泥浆后,用水力吸泥机将泥浆排出沉井,使沉井下沉。
3主要设备
水力机械法下沉沉井的主要设备有:
3.1高压水泵:主要起供水作用;
3.2水力冲泥机:也叫水枪,主要利用其射流来冲刷和切割沉井底部土层,并利用其射流搅动土层,使之成为泥浆。
3.3水力吸泥机:主要作用是将冲泥机形成的泥浆排出沉井,使沉井下沉。
3.4管路系统:分高压进水管和低压排泥管。
4主要施工方法
4.1施工工艺
井内清理→泥浆池、蓄水池开挖→管路系统安装→井内水力机械安装→高压水泵安装→水力机械调试→水力冲泥、排泥→沉井井位监测→继续冲泥、排泥及井位监测循环施工→沉井到位→排除井底泥浆
4.2操作方法按沉井底梁分格,配备相应数量的水力冲泥机械,机械设备布置如图1:
施工时,先用水力冲泥机在其龙头下方冲挖出一个直径2000~2500mm的集泥坑,然后用水力冲泥机开拓各个方向通向集泥坑的水沟2~4条,沟的纵向坡度3%~5%,随后就可以向四周开挖锅底。为了防止沉井突然下沉引起很大的偏差,以及减少井外土的拢动坍塌等情况,可在沉井四周刃脚旁保留宽500~1000mm的土堤,待锅底开挖完毕后再逐步均匀地冲挖土堤。
冲挖是根据底梁的分格,应争取多格同时开挖,实在不能满足同时开挖条件时,可以对称均匀的开挖,以确保沉井均匀下沉为原则。
4.3施工准备
4.3.1作业前要确保水源畅通,泥水排放系统畅通,电力供应系统正常,水力机械设备安装完毕,调试正常方可进行吸排泥作业。
4.3.2沉井制作完毕即组织清理井内杂物,并凿除原浇筑的砼垫层运出井外后,方可投入水力机械吸泥下沉。
4.3.3沉井下沉到穿墙套管洞前,应将穿墙套管封堵。
4.4施工操作要点
4.4.1按照规定安装好水力机械设施:高压水泵、低压取水泵、调节水箱、水力吸泥机、水枪、井下及井上的高压进水管和低压排泥浆管路、水枪操作平台等。
4.4.2水力机械设施安装好后进行负荷试运转,保证设备能按要求正常运转,水力吸泥机及水枪均应经过水压检验,检验压力为工作压力的1.5倍。
4.4.3为保证水力破土效果和吸泥机的正常工作,必须将井底各类杂物垃圾清除干净。
4.4.4水力排土沉井下沉施工应按“先中后边、分层对称破土、先高后低、及时纠偏”的原则进行操作。
4.4.5沉井外刃脚边保留0.5~1.0m宽左右的土堤,使沉井在外刃脚处挤土下沉,以减少对井周土体的扰动程度。只有当沉井中部土体全部冲除而还不下沉时或纠偏时才可适当冲除外刃脚处土体,但仍严禁用水枪掏刷外刃脚踏面外侧土体。
4.4.6当沉井倾斜很小时,各井格内土面高差应控制在lm以内为宜,使沉井保持均匀垂直下沉。
4.4.7沉井井格中部锅底深度,一般应控制在1~2m以内为宜。锅底过深则易产生突沉,使沉井下沉量和惯斜度无法控制,同时井外土体也易塑流入井,引起井周地面过多沉降o
4.4.8用水力机械冲泥时,应在吸泥机吸水头处(一般位于井格中部)先冲出集泥坑,泥坑深0.5m左右,然后用水枪在各个方向冲土连续形成漏斗形土坑。使泥浆水不断汇集到集泥坑吸排出井外。
4.4.9吸泥机的吸水头应用绳子吊空,不应让吸水头埋在集泥坑的浮泥内导致土块堵塞吸水头的网罩。为防止集泥坑中泥砂淤积,要经常用水枪在吸水头处冲刷搅动,使排土畅通。
4.4.10在水枪冲泥时应注意控制好井格内泥水数量,水枪应直接冲刷土体。当泥水过度时则可调整水枪出水量或暂停冲土。要经常检查吸泥机工作是否正常。
4.4.11高压水泵停车时,水枪上的操纵阀门和吸泥机上的逆止阀均应关闭,防止调节水箱内水倒灌入井内。
4.4.12在施工过程中应及时做好各项施工监控工作,特别要注意在沉井下沉影响范围内的地面构筑物和地下管线的沉降观测和现场监护工作。
4.5施工中常见问题及处理措施
4.5.1水力吸泥机不吸泥
原因:吸泥管堵塞或者喉管堵塞。
处理措施:将吸泥管中堵塞的泥砂清除或者用反冲洗将喉管中的障碍物清除。
4.5.2水经水力吸泥机的吸泥管倒流入井内
原因:喉管或喷嘴堵塞。
处理措施:清洗喉管或喷嘴。
4.5.3在水力吸泥机正常工作时,井内有很多积水
原因:水力冲泥机喷嘴直径过大。
处理措施:调换水力冲泥机的喷嘴,减少冲泥时的水量。
5结束语
沉井的下沉是一项工艺复杂、技术难度较大的工作。需要在施工前对现场情况,地址资料,气象资料以及设计情况做详细了解分析后,再决定采用什么方法下沉沉井。本文主要是介绍多种下沉沉井方法中的一种,也是比较实用的一种,供同行参考。
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