大型沉井施工技术在江苏陈家港电厂循环水泵房中的应用

第11期广东水利水电No. 112012年11月CUANGDONC WATER RESOURCES AND HYDROPOWERNov.2012大型沉井施工技术在江苏陈家港电厂循环水泵房中的应用刘少跃'，潘健"，丁孝勇“(1.广东省源天工程有限公司，广东广州511340,2.华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640)摘要: 该文就如何解决沉井制作时地基有相应的承载力及控制沉井下沉过程中不产生倾斜、位移、扭转等难题进行了探讨、分析与研究,并在实践中予以验证，取得了良好的效益。关键词:大型沉井;循环水泵房;淤泥质粉质粘土;射流吸浆法;排水下沉;纠偏;封底中图分类号: TU753.6*4文献标识码: B文章编号: 1008 -0112(2012)11 - 0062 -03近年来，随着生产规模的扩大和生产技术的发展,采取严密的监控措施和施工手段。我国在沉井施工技术方面取得了很大的成就，沉井施2沉井的施工方法及技术措施工方法逐渐发展成为埋人软土层内各种地下工业建筑沉井的施工主要分为沉井现场制作、沉井下沉和和民用建筑围护结构的一种形 式。但如何保证沉井在沉井封底3个部分。由于该沉井较深(高度为19. 65m,下沉是平稳、结构不开裂漏水和位置不歪斜，以及超高程为- 14. 90 ~4. 75m，下 沉深度约为14. 9m),故沉量和基底沉降量小是施工过程中面临的挑战之沉井分4节制作，前3节制作完成后便进行下沉，封_(1-2]。 本文以陈家港电厂循环水泵房为例对这些问底并浇筑底板后，再进行第4节制作。第1节制作高题进行分析探讨。度为4.9m(高程为-14.90~ - 10.00m),第2节制作1工程概况.高度定为4.6m(高程为-10.00~ -5. 40m)，第3节江苏国华陈家港电厂(2 x600MW机组)位于江苏制作高度定为5.4m(高程为-5.40~ +0. 00m),第4省盐城市响水县陈家港镇蟒牛村北面的灌河人海口东节制作高度定为4.75m(高程为+0.00~ +4. 7m)。下岸，西南距响水县城约35km,北距连云港50km、日沉方式为射流吸浆法排水下沉。照港110km。循环水泵房布置在灌河防洪堤内，距灌2.1沉井制作河大堤约30m。在泵房位置20m内地层主要为淤泥质沉井制作的基础方式采用砂垫层方案。沉井制作粉质粘土。步骤为:先进行沉井基坑开挖，再进行砂垫层施工,循环水泵房地下沉井结构为整体钢筋混凝土箱型最后进行沉井主体制作。结构，平面尺寸为45mx30m，高度为19. 65 m(高程.2.1.1 基坑开挖及砂垫层回填为-14.90~ +4. 75m)。顺水流方向设置3道隔墙,根据本工程地质条件，其地表为填土层，以粉质形成4个流道。沉井底部纵横向底梁相交形成24个格粘土为主，承载力特征值虽然达到90kPa,但平均层仓，梁底比周边刃脚高出1. 2m。井壁厚度为1. 50m,厚只有1. 8m。其下卧第- -层土为淤泥质粉质粘土，承隔墙厚度为1. 0m,结构混凝土强度等级为C30。载力特征值只有65kPa，平均层厚约4. 0m。经计算，由于沉井区域位于灌河防洪堤内，地质条件复杂，沉井第-次制作时，基底及下卧第一层 承载能力不满因而沉井施工存在一.些难点:①沉井所处位置地质为足要求了)。为解决地基承载力不足，本工程采用换填粉质粘土，基底承载力不能满足要求;②由于土层为砂垫层，经计算[41)， 换填2. 5m的砂垫层可以满足承软弱土层，为了保证沉井下沉质量,需要控制沉井下载力的要求。在制定施工方案时，为了减少沉井下沉沉的速度;③由于基坑离灌河较近，需要采取有效的时射流吸泥开挖工程量，同时降低沉井下沉高度，首措施保证边坡的稳定;④由于下沉过程不可见，必须先考虑用反中国煤化工层及下卧第一层淤YHCNMHG收稿日期: 2012-07-04作者简介:刘少跃(1958-)， 男，本科，高级T.程师，从事水利水电工程施工及地基处理等工作。62●2012年11月第11期刘少跃，等:大型沉井施工技术在江苏陈家港电厂循环水泵房中的应用No.11 Nov. 2012泥质粉质粘土，开挖平均深度约为5.0m，开挖边坡系灌河大堤数为1:1.25，再回填平均2.5 m厚的海砂(砂岛)，砂TTT岛施工前，先在基坑底周边和中间纵横向各设1道盲沟( 800mm x400mm)和6个集水井，每个集水井设置1台水泵往外抽水。砂岛采用分层填筑，并用冲水法予以实心密实，如图1所示。挖掘机行车道回填完成后在砂岛面上浇筑300mm厚的C20素混:抗滑动墙凝土垫层，其宽度超出沉井墙、梁两侧各300mm。井挖掘机行军道内墙梁垫层设置吊筋并伸人结构混凝土内，其目的是使在沉井下沉过程中开挖形成大锅底时，垫层混凝t砂袋、600能够附在结构混凝土上，在沉井下沉至设计高程时，可以增大基底与地基的接触面积，以提高沉井稳定性。C25素砼采取该措施后，其基底及下卧各土层承载能力均能够满足要求，且减少下沉过程中射流吸泥开挖土方量约4 000 m’,降低沉井下沉高度2.5m。木桩7-0.57-3.0限开挖高层7-6.5图2抗滑动墙布置(单位: mm)22 S003 60022 5002.1.3刃脚支设为了扩大沉井制作过程中刃脚的支承面积，减轻图1砂垫层回填示意 (单位: mm)由于基坑离灌河较近，地质条件复杂，为确保大沉井对砂垫层的压力，刃脚内侧支承采用砖砌衬托，堤安全，对边坡采取了抗滑动墙应急措施:在距灌河砖模内壁表面采用1:3水泥砂浆抹平，与混凝土接触大堤22.6m、高程约为-2. 0m处,设置抗滑动墙，防面涂脱模剂2遍，刃脚砖砌衬托支设如图3所示。L500止边坡滑动影响到大堤安全。抗滑动墙宽为600mm,深度约为3000mm，沿边坡横向布置，该墙在高程为沉井刃脚-2.0~ -5.0m浇筑C25素砼，在高程为-3.0 ~-7. 0m打术桩加固，如图2所示。500 2100 I 500砖垫层砂垫层2.1.2沉井主体制作_。-05沉井分4节制作，表层土挖除后，地面标高正好X为第3节沉井顶面标高，因此第4节沉井不再视作沉井结构，而待3节沉井下沉到位封底并浇筑底板后,8100再进行第4节制作。为减少第1次浇注混凝土的重量,图3刃脚砖砌衬托支护(单位: mm}避免~下沉过大及不均匀沉降造成混凝土开裂，将第12.2沉井下沉节混凝土浇注分2次完成，先浇注刃脚，待混凝土强2.2.1沉井 射流吸浆开挖度达到设计强度70%以上时再浇注剩余部分，并依次沉井下沉开挖采取射流吸浆排水开挖法，采用2施工第2节、第3节。第1、2、3节制作完成，待其~3.套设备施工开挖下沉,分层均匀对称进行，每层混凝土强度达到100%后，即开始下沉，沉井下沉至厚度为400~500mm,由沉井中央开始逐渐向四周进底部设计高程。沉井制作总高度为18. 2m,制作内容行，刃脚父中国煤化工沿井壁每3m为- -包括井壁以及隔墙。第1节高为4.7m;第2节高为段向刃脚YHCN MH G层，每次削土厚度7.0m;第3节高为6. 5m。为100mm,使沉井均匀竖直下沉，以防止产生过大倾斜。.63.2012年11月第11期广东水利水电No.11 Nov. 20122. 2.2初沉阶段的控制措施直径为30cm的钢管,其下端与包有2层尼龙窗纱钢根据该沉井的结构特点，为确保沉井结构的安全，筋栅筒相连。井底排水管布置及排水管大样图见图4合理安排出土顺序是下沉的关键。下沉过程中始终保所示。持均匀下沉，沉井不能出现较大的高差，取砂时，首封底混凝土达到一定的强度后，开始进行沉井底先将中间的砂垫层分区、均匀、对称掏空，然后向四板混凝土浇筑，当底板强度达到70%设计强度时，进周扩展取砂。如沉井下面土质松软，让沉井挤土下沉，行集水井的封堵。集水井封堵应逐个进行，先将集水使沉井的支力点位于沉井的井壁下，高差控制在20cm抽排干净，然后采用干硬快凝高标号混凝土迅速封堵,以内。沉井初沉阶段下沉系数较大，下沉应以纠偏为并振捣密实，再将管道上口用钢板焊接或螺栓拧紧封主、下沉为辅，根据沉井四角高差情况来控制下沉速死。浇筑封底混凝土时，按照先中间后四周、对称浇度，下沉深度到达6m之前，每天下沉量不宜超过.筑的原则进行施工。封底混凝土采用汽车泵输送人仓,50cm;沉井进入轨道后，在平稳的前提下，每天的下并用振捣棒振捣密实。浇筑顺序按图5所示的仓格编沉量控制在2m左右;沉井在沉至离桩顶2m时，要降号，以1、2、3、4、5、6的顺序进行浇筑。低每天下沉量,每天也应控制在50cm以内。因沉井排水置内土层分布不均匀，取土时应先取土层厚的一边，使0 | 0|0|0|0 O整个沉井的土层基本均匀，这样来确保沉井位移和高差的控制。为了保证工程的顺利进行，沉井下沉至6m左右0200时，基本进人轨道时可加大取土量，锅底适当加深,井中间锅底可控制在2m左右，但需确保机械正常施工，如遇机械设备故障应立刻维修或更换，如1h不能O | 0|00l0 0排除，其它相应设备应停止施工，以防发生位移及较图4排水管布置及大样围 (单位: mm)大高差，整个高差控制在50cm以内。2.2.3终沉前的控制措施沉井下沉离设计工程桩顶2m左右时，应放慢下6沉速度，停止6h观察，观测下沉速度，采用“反锅底”施工，基本以纠偏为主，测标下沉趋势和自沉惯2量，测量2h1次，高差控制在10 ~ 15cm，随着沉井继续下沉，沉井应逐渐形成挤土下沉，待沉井离设计标1高50cm时，再停止观察6h，-般大梁基本接近土层,测量数据重新核准，以每小时lcm左右的速度将沉井4慢慢进人设计标高，根据设计要求，按照正差提前10em停止下沉，确保沉井平稳，不超沉，高差控制在图5封底混凝土 浇筑顺序土7cm以内，沉井进人设计标高后需继续观察，待沉3施工效果井全部稳定(8h下沉小于10mm)以后立即封底，以免沉井于2009年10月25日实施下沉，原计划于11出现超沉现象。月20日下沉至设计高程。由于下沉过程中遇灌注桩提2.3沉井封底前出露(104条灌注桩中50%高出设计标高7 ~ 9m),沉井下沉到位后进行8h的连续观测，如下沉量小增加了凿桩工作量，并占用了下沉开挖工作面，沉井于10mm,可进行封底。封底时，沉井底部总体上呈、实际于12 月27日下沉到位。由于措施到位，施工过反锅底状态。考虑到工程地基为淤泥质粘土，渗透系程中未发生涌土、涌砂、冒水或沉井产生位移、倾斜数较小，沉井外侧降水井的降水效果不是很理想，所及沉井终0中国煤化工以井内的排水措施必须行之有效。为此，考虑将沉井4结语TH.CNMHG靠近边墙的16个仓格局部冲挖成锅底状，并在锅底中通过前还地L双在川以有出，在物理性质指标相间适当挖深布置排水管。排水管采用顶部带法兰盘、似 土层的沉井设计和施工中,(下转第73页)，64●2012年11月第11期广东水利水电No.11 Nov. 2012工作平台搭设5结语↓水下混凝土有着广泛的应用前景，可用于沉井封模板安装底、围堰、沉箱、水下连续墙、灌注桩的下部、大坝混凝土的修补等水下工程，特别是絮凝剂的使用，对导管法倾倒法水下混凝土的施工生产工艺产生了深远的影响，极大搭设受料排架地方便了施工，保证了工程质量，减少了水泥在水中↓_混凝土浇筑溶出的悬浮颗粒对周边水域环境的污染。随着我国海洋资源的开发，近海工程中隧道、铁路、公路、桥梁的建设增加，絮凝剂将在水下混凝+的浇筑中发挥更大的作用(2)，值得进行研究和推广。工作平台拆除参考文献:[1] DL/TS117 - 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