[摘 要]:通过介绍华电芜湖电厂一期设备大型沉井施工实践,提出了大型沉井地基处理、沉井制作、沉井下沉及纠偏等施工技术,并对沉井施工的质量要求进行了探讨,为类似工程提供了参考借鉴。
[关键词]:大型沉井,地基处理,排水下沉,下沉纠偏
0 引言
华电芜湖电厂一期2×660 MW工程主要为一座设备沉井,沉井轴线尺寸为48.0 m×30.0 m,高17.95 m,采用3次现场制作、2次下沉。第1次制作高度为3.85 m,第2次制作高度为6.1 m,第1次下沉高度9.95 m。第3次制作高度为8.0 m,然后进行第2次下沉。沉井下沉采用排水下沉,取土方式采用高压水冲刷泥浆泵吸泥的方式进行,沉井下沉到位后采用水下封底。
1 沉井地基处理
1.1 测量放线
基坑开挖前,根据设计图纸坐标及测量基准点在施工影响范围之外布置坐标控制点和临时水准点,建立的控制点精度为±1 mm。根据建立的测量控制点进行测量定位放EI论文代写代发线,同时在沉井四周设置龙门桩,并用石灰粉画出沉井井壁中心轴线、基坑轮廓线和开挖边线,作为沉井制作和下沉定位的依据。
1.2 基坑开挖
基坑开挖深度3 m,按1∶1放坡。
基坑开挖采用机械挖土和人工修整相结合,挖土应严格控制标高,机械挖土采用WY100型反铲液压挖土机,开挖至距坑底标高20 cm左右时应采用人工修坡、平底,防止扰动基坑底土层,坑底如遇松软土层应彻底清除并采用砂性土回填、整平夯实。施工时应尽量减少基坑暴露时间。
基坑开挖过程中,应利用排水沟结合集水井进行排水,以保证基坑施工的需要。沉井基坑底面设0.3 m×0.3 m碎石盲沟,在基坑底周边设0.4 m×0.5 m排水沟,四角及中间设6个0.4 m×1.0 m集水井。基坑底面浮泥应清除干净并应保持平整和疏干状态。挖出土方应及时运走,不得堆置在坑边。
1.3 铺筑砂垫层
1)砂垫层的计算:根据计算,沉井砂垫层厚度取2.0 m能满足沉井制作时对地基承载力的需要,并能确保沉井制作的安全。2)铺筑砂垫层:基坑开挖结束,经验收合格后,应及时铺筑砂垫层,按每层20 cm~30 cm分层铺筑,施工时按15%的含水量边洒水边用平板振动器振实,用环刀法测试其干容重,干容重应不小于1.56 t/m3,必须在下层砂垫层达到要求,方可进行第二层铺筑。为防止雨天等因素对砂垫层质量产生影响,在铺筑砂垫层前应在基坑底部设置盲沟将水集至集水井后由水泵抽出。在施工期间,应连续抽水,严禁砂垫层浸泡水中。
1.4 素混凝土垫层浇筑
为了扩大沉井刃脚的支承面积,减轻对砂垫层的压应力和省去刃脚下的底模及立模的需要,在砂垫层上铺一层C20素混凝土垫层,厚度为30 cm。
素混凝土宽度分别取井壁外30 cm。砂垫层铺设完毕经干容重测试合格后,即可在砂垫层上浇筑素混凝土垫层,素混凝土垫层应保证水平,误差小于5 mm,以便模板施工,且表面抹光以此作为刃脚的底模。
2 沉井结构制作
待砂垫层上素混凝土达到70%强度后,根据设计井位在素混凝土垫层上精确测放沉井平面位置,进行沉井刃脚砖胎模施工砌砖时应用低标号水泥砂浆,并确保刃脚斜面平整,用石灰和少量水泥拌合物粉刷砖砌胎模,砖砌胎模应预留沉井井壁模板拉杆螺丝的孔位。
沉井模板采用组合式定型钢模,由U形卡连接。在预留洞、井壁底板位置等特殊部位采用木模。内外模板立模顺序原则上先立内模,后立外模。模板与钢筋安装应相互配合进行,若妨碍绑扎钢筋的模板,应待钢筋安装完毕后再立模。
在浇筑过程中,应加强沉井平面高差,下沉量的观测,随着混凝土浇筑总量的增大,测量密度相应增大,如出现意外情况,应及时采取相应措施确保沉井施工安全。混凝土浇筑完毕后,须覆盖草包浇水养护,一般需养护72 h,当混凝土达到一定强度后才能拆除模板。承重模板必须已达设计强度后方可拆除。
3 沉井下沉施工
3.1 冲泥下沉施工
采用高压水冲射下沉时应在沉井方格内由中间向两边对称进行出土,格仓间泥面高差不应大于1 m,下沉过程中应根据测量资料进行纠偏,当沉井达到允许偏差值1/4时必须纠偏。第1次下沉到标高后,井内灌水使其稳定,然后制作第3节沉井。待其强度达到设计要求时再下沉。
3.2 沉井助沉措施
沉井下沉时,为防止对周围土体产生较大的扰动,采用空气幕法助沉,空气幕法是一种较好的助沉减阻方法,且在施工时能在较大程度上降低沉井对周围土体扰动的影响。空气幕系统主要是由一套压气设备组成,包括空压机,气包,井壁中的预埋管,气龛以及地面供气管路等。防堵措施:空气幕在使用过程中,影响其效果的重要因素是喷气孔堵塞,为解决这一问题,本工程拟采用两种防堵措施:1)在气管两端设置沉淀筒;2)在喷气孔上外套一橡胶皮环单向供气。
3.3 下沉纠偏
沉井在下沉过程中发生倾斜偏转时,应根据沉井产生倾斜偏转的原因,用下述的一种或几种方法来进行纠偏,确保沉井的偏差在容许的范围以内。
1) 偏除土纠偏。
沉井在入土较浅时,容易产生倾斜,但也比较容易纠正。纠正倾斜时,一般可靠近刃脚高的一侧抓土,必要时可由潜水员配合在刃脚下除土。随着沉井的下沉,在沉井高的一侧减少刃脚下正面阻力,在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力,使沉井的偏差在下沉过程中逐渐纠正,这种方法简单,效果较好。
纠偏位移时,可以预先使沉井向偏位方向倾斜。然后沿倾斜方向下沉,直至沉井底面中轴线与设计中轴线的位置相重合或接近时,再将倾斜纠正或纠至稍微向相反方向倾斜一些,最后调正至使倾斜和位移都在容许范围以内为止。
2) 空气幕纠偏。
当沉井入土深度逐渐增大,沉井四周土层对井壁的约束力亦相应增加,这样给沉井纠偏工作带来很大的困难。因此,当沉井下沉深度较大时,若纠正沉井的偏斜,关键在于EI论文代写代发破坏土层的被动土压力。
这时可根据偏位情况启动倾斜侧空气系统,破坏井壁与土体间的摩阻力,使土层的被动土压力大为降低。再采用井内偏出土方法,可使沉井的倾斜逐步得到纠正。有条件时,还可以在沉井顶部加偏压重的方法来纠正沉井的倾斜。
在沉井高的一侧压重,最好使用钢锭或生铁块,这时沉井高的一侧刃脚下土的应力大于低的一侧刃脚下土的应力,使沉井高的一侧下沉量大些,亦可起到纠正沉井倾斜的作用。这种纠偏方法可根据现场条件进行选用。
3) 沉井位置扭转时的纠正。
沉井位置如发生扭转,可在沉井偏位的二角偏出土,另外二角偏填土,借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩,在下沉过程中逐步纠正其位置。
4 沉井其他施工
沉井下沉到位后进行8 h的连续观测,如下沉量小于10 mm,可进行封底。当封底混凝土达到强度后进行抽水,然后进行钢筋混凝土底板施工。沉井施工结束后,再进行内部设置结构及顶板的二次制作。
5 沉井施工的质量要求
5.1 沉井制作要求沉井制作尺寸与设计尺寸允许偏差见表1。
表1 沉井制作尺寸与设计尺寸允许偏差
5.2 沉井下沉质量要求沉井下沉质量要求见表2。
5.3 表2 沉井下沉质量要求
6 结语
大型沉井施工技术在芜湖电厂一期设备大型沉井施工中得到了成功的运用,它的运用不仅解决了大型沉井地基处理、沉井制作的难题,同时解决了大型沉井下沉施工的安全风险性,确保了施工安全和质量,赢得了经济效益,更为以后类似工程施工提供了宝贵的施工经验。
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