川沙汙水支線六團幫浦站工程
沉井下沉施工
方案上海潤田市政工程****
2023年9月23日
目錄（一） 工程概況
（二） 沉井下沉前準備工作
（三） 降水挖土操作方法
（四） 沉井下沉的質量控制
（五） 沉井封底——本工程採用排水幹封底的方法
沉井下沉施工方案
（一） 工程概況
川沙六團汙水支線工程位於浦東新區川沙路與川大路交界處，幫浦站沉井內淨尺寸為8.5*12.0公尺。
沉井刃腳踏面標高為-7.58公尺，井頂標高為4.7公尺，沉井製作高度為11.
08公尺。沉井採用分節製作一次下沉的施工方法，沉井分三次澆築，第一次刃腳澆築高度為2.4公尺，沉井刃腳採用c25、s6抗滲商品砼，已於9月2日澆搗完成。
第二次井壁澆築高度為沉井井身高度4.5公尺，採用c25、s6抗滲商品砼，已經於9月16日澆搗完成。第三次井壁澆築高度3.
20公尺,採用c25、s6抗滲商品砼，預計於9月26日澆搗完成。沉井井壁厚為80厘公尺，沉井挖土量約為975立方公尺。沉井下沉時第一節砼強度達到100%,其餘各節達到70%時方可開始下沉。
沉井下沉採用不排水下沉工藝，採用吊車將沖水裝置吊入井內，刃腳及底撐梁下部的刃腳磚模和砼墊層採用人工或風鎬開挖，將挖出的雜物鏟到中間，由吊車集中吊運。
（二） 現場環境及擬採用的下沉方法：
1.現場主沉井距東側廠房距離為21.70m距南側圍牆為33.80m。
沉井下沉起始標高2.10m，沉井下沉過程中要求對3t土層（層底平均標高為-2.18m）降低地下水位。
刃腳設計標高-7.58m即下層高度為9.68m採用排水下沉法施工。
施工時若採用井點降水，降低坑底地下水位。根據井點降水對周圍環境的影響以及造成周邊的地面沉降。影響半徑按公式估算為r=3000×s×√k式中r：
半徑；s：降水深度；k：土的滲透係數從地質報告查詢得k=4.
21×10-7，s=11.10m，r=3000×11.10×√4.
21×10-7=21.6m。由此可見，井點降水勢必造成周邊建築物的沉降。
2.根據現場地形條件，幫浦房北側靠外環線綠化帶南側有一處河塘。幫浦站內有一開闊場地和充足的水源，宜採用水力挖土排水下沉法。
其施工特點為：通過特製的鑽吸機組，在水中對土體進行切削破碎並同時完成排泥工作，使沉井順利下沉到設計標高。此方法具有排泥效率高、下層速度快、安全可靠，對鄰近建築物的沉降影響較小
（三） 沉井下沉前準備工作：
1.做好沉井下沉前土方開挖安全技術交底，特別是人在井內施工時的各項施工操作要求，嚴禁盲目蠻幹。
2.塗刷沉井四角水準標尺及中心軸線，便於觀察沉井下沉時對軸線及高程的控制及糾偏。
3.落實沖水機械、水源、泥漿池和合理的勞動力組織，勞動力必須定位定崗。
4.用490厚的磚牆臨時封堵沉井的予留孔，孔隙必須嚴密。
5.準備止沉墊塊，採用80厘公尺*40厘公尺*20厘公尺砼塊或大石塊，確保沉井下沉到設計標高時能及時止沉，砼塊共計46塊~48塊。
6.組織安排專人負責沉井下沉觀察和下沉速度的控制，並做好文字記錄。
7.沉井下沉由專人負責指揮，絕對防止多人指揮。
8.井內挖土的操作人員，下井前必須進行安全生產教育，定編定崗定位。
9.沉井沖水裝置施工前，組織人工拆除刃腳和底梁磚內模和砼墊層：對刃腳墊層砼時應貫徹先鑿除外層砼再鑿除內層砼，鑿除刃腳時先鑿除中間底撐梁位置，由中間向兩邊對稱進行，先短邊後長邊，砼墊層鑿除同樣採用先短邊後長邊的方法對稱進行的原則。
鑿除的材料翻到井中間，便於挖土機械吊運到井外堆放。
10.下沉前做好刃腳底標高測量工作，並作好記錄作好下沉前的原始資料。
（四） 降水挖土操作方法:
本次沉井採用水力挖土下沉施工工藝在幫浦站北側開挖乙隻（18m×24m×3.0m）泥漿沉澱池。（詳見附圖）具體做法為從現場自然土向下開挖1.
50m其上築土圍沿1.0m高。此沉澱池北側綠化帶原有河塘留一道2.
0m左右的土壩，並預留2根dn400管道，標高為自然土向下0.5m。此沉澱池容積約為1045m3。
衝土：沉井衝土採用水力機械，在操作過程中是運用高壓水幫浦將高壓水流通過進水管分別送進沉井內的高壓水槍和水力吸泥機，利用高壓水槍射出的高壓水流沖刷土層，使其形成一定的稠度的泥漿匯流到集泥坑，然後用水力吸泥機或泥漿幫浦將泥漿吸出，從排泥管排出井外。（排入泥漿經沉澱後，採用專用泥漿車將泥漿運出。
根據本次沉井總挖土方量為970m3，下沉過程中擬運出泥漿量為2100m3，其餘待沉澱池疏乾後再外運）沖漿施工時應先中心後四周，並沿刃腳留出土台，最後對稱分層衝挖，不得衝空刃腳踏面下的土層。施工時，應使高壓水槍衝入井底的泥漿量和滲入的水量與水力吸泥機吸出的泥漿量保持平衡。挖土人員安排三班制連續施工，每班機械、指揮、監察3人，施工人員8-10人，經過計算需挖土970立方公尺，每班挖土約100立方公尺，預計挖土約要10天左右。
最後在衝土沉井接近設計高程1.5公尺時應放慢下沉速度，應將井底衝成反鍋底狀，中間留有一定高度的土栓，沿刃腳四周衝成槽狀下沉，每層分層沖漿厚度不大於0.3公尺。
（五）沉井下沉的質量控制:
當沉井下沉過程中，經常可能發生沉井傾斜，偏離中心位置、不沉、下沉過快或突沉的現象。發生這些情況後必須及時採取措施加以糾正。
ⅰ.下沉觀測：
井筒下沉過程中可能出現傾斜、位移等現象，為了及時發現問題，並隨時加以糾正，必須在下沉過程中嚴密地進行觀測檢查，以防偏斜過大而造成糾偏困難。對沉井觀測可分井內觀測和井外觀測兩種。
ⅱ.井外觀測：
可以從設定在井壁四周的水平標尺測定，為使水平標尺讀數
不受到井筒下沉引起的沉井四周土壤不均勻沉降的影響，應將水平標尺設定於距井3~3.5公尺的位置（如圖所示），各水平標尺尺寸上線標高值均應相同，並在水平標尺相對應的的井筒外壁上劃定統一的豎直標尺數字，這樣根據各處水平標尺指的豎直標尺讀數就可得出沉井軸線的傾斜角度，也可按兩次的讀數差，得知沉井下沉距離，水平標尺應用水平儀測放並經常進行複核，井外觀測可每隔1小時進行一次並做好讀數記錄。
水平標尺
水平標尺
沉井 水平標尺
水平標尺
矩形沉井水位標尺平面布置
固定尺槽豎井壁直
可移動標尺標尺
3公尺水平標尺示意圖
ⅲ.井內觀測法可採用垂球觀測法，就是在井筒內壁四個對稱點上在沉井下沉前先劃好四條垂直線，下沉時在垂直線位置上懸掛垂球，在下沉正常情況下垂球線應於井壁上所劃垂直線重合，當沉井發生傾斜時，此二線便成乙個角度，此法較簡便、方便，可隨時發現井筒傾斜的方向。
ⅳ.防偏與糾偏
當沉井出現傾斜偏差時，應及時進行校正，為有效地防偏與糾偏，應注意分析偏斜產生的主要原因，沉井發生偏斜的原因很多，主要有以下幾個原因
1 刃腳下的土質分布不均勻，或地下水水流方向及地面水流大小對基坑四周影響的因素不一樣，故井壁四周土壤的摩擦力不均勻。
2 井壁四周的土壓力不均勻。
3 刃腳挖土深度不均勻或刃腳下遇有障礙物。
④開始下沉時拆除磚內模和砼墊層不當，使沉井一開始下沉就出現偏差，當沉井發生偏斜後，應及時進行校正，因為沉井偏斜越大，糾偏就越困難，下沉深度越大，糾偏效果就越小，尤其是在接近設計高程時，糾偏就越困難。
糾偏的主要方法
a． 由於挖土速度不均勻，引起井筒軸線傾斜的多採用挖土法糾偏。
即下沉多的地點少挖土，下沉少的地點多挖土。對糾偏效果最有效。
b． 用高壓水沖射下沉慢的一側井筒的外側土壤，使這部分土壤松
動變為泥漿，同時泥漿又起了潤滑的作用，也可同時在其相應刃腳下進行挖土，使該側井筒與土壤間的摩擦力減小，這樣就加快了沉降速度，當糾偏到接近正常位置時，即應停止沖射，使井筒自沉到正常位置。
c． 增加外部荷載法：在井筒較高一邊，即下沉慢的一側，增加荷
載，同時在其刃腳下挖空，以利於克服摩擦力，另外也可在沉慢的一邊安裝振動器振動，促使其加快下沉速度。
1.下沉困難
沉井在下沉的後階段，可能會出現下沉困難的現象，產生這樣的現象的原因有兩種：
1 井筒外壁與土壤之間的摩擦力過大，超過了井筒自重，或是刃腳下土壤的承載力大，因而造成下沉困難。
2 刃腳下方遇到障礙物，如塊石、樹根等，若遇到第一種情況，可採用在沉井上增加荷載、射水法，或觸壁泥漿等方法解決下沉困難。若遇到第二種情況，則應採取措施，將障礙物進行清理，然後再繼續下沉。
2.下沉過快
由於沉井井壁與土壤間摩擦力過小，而刃腳下的土壤承載力又過低，以至於沉井下沉速度過快，甚至發生不挖土也自行下沉的現象，為此必須採取措施，增加摩擦力以降低下沉速度，一般常在井壁外四周填土夯實，增加井壁與土壤的摩擦力，但應注意沉井有被自重拉斷的可能。特別是沉井下沉到接近設計標高前仍發現有繼續下沉的趨勢，可沿刃腳底部分段均勻地放置預製砼塊，作支墩，支墩標高應略高於刃腳踏面的設計標高10～15厘公尺，使支墩在受井筒荷載後，有一定的沉降餘地，而不使沉井低於設計標高。
3.突沉
在沉井下沉到最後階段應採取措施阻止沉井的自沉，在沉井的四壁採用灌砂夯實，增加井壁與土壤的摩阻力，並向沉井內注水，使井內自重增大，減緩其下沉的速度。
4.沉井裂縫
沉井在下沉過程中，由於偏差過大，兩側的側壓力不一，可能產生環向裂縫和縱向裂縫，其主要原因是由於井筒在下沉過程中，上層土壤的摩擦力過大，而下層土的摩擦力又很小，下端因自重下沉，而使沉井井壁發生環向裂縫。縱向裂縫主要是由於在下沉過程中，刃腳下遇到塊石或其他障礙物，使沉井僅支承於少數點上，而產生裂縫。防止的方法是保證井筒的設計強度，下沉時一定要使沉井的砼達到必要的強度，施工要防止井筒上端的摩擦力過大，遇到障礙物要及時清除，如已經發生裂縫，應盡量清除產生裂縫的外因，防止裂縫繼續發怔，並在下沉完畢後對發生裂縫的井壁進行加強及防滲措施。
質量標準：
1 沉井下沉後，井壁四周不得有滲水漏水的現象。
2 沉井最大傾斜偏差不得超過沉井下沉深度的7‰。
3 沉井軸線位置的水平偏差不得超過沉井下沉深度的1%。
4 高程偏差正負10厘公尺。
沉井下沉操作的主要施工方法
第一節下沉施工方法選用 一 不排水下沉是指在沉井下沉過程中不採取措施將井內滲出的地下水排除，沉井下沉過程中，井內水位保持與井外地下水位齊平，該方法主要缺點是下沉出土作業時看不清楚，較難控制下沉穩定性。二 排水下沉是指在下沉時採取降水措施 或隔水措施 使地下水位降低或阻斷，使沉井內幾乎無地下水滲出。該...
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