沉井不排水下沉施工方案.doc

沉井不排水下沉施工方案 一、工程概况 下部结构设计为沉井，沉井平面尺寸为 31.4×43.6m，底标高 41.0m，顶 面标高 58.0m，沉井下沉总深度为 17.5m。结合地质情况，沉井下沉采用两种 方法进行，上部软土层的下沉采用水力机械冲吸泥排水下沉，下部卵石地层 采用抓铲抓土不排水下沉。 由于**目前正处于汛期，地下水位较高，造成沉井排水下沉困难，沉井 改用抓铲机抓土不排水下沉。 二、施工组织安排及进度计划 目前，沉井采用水力机械冲吸泥下沉 6m 左右，完成第一阶段地沉井下沉， 剩余 11.5m 高度采用抓铲机抓土不排水下沉施工，准备时间 10 天，由于近来 连续阴雨天气严重影响了施工进度，计划于 2005 年 9 月 10 日开始出泥下沉， 计划下沉 90 天，预计于 2005 年 12 月 10 日完成沉井下沉工作。 三、抓铲机吊装施工 （一）、概述 沉井下沉采用在沉井顶部放置两台 W－1010 型履带抓铲机，分别布置在 侧墙一和支墩一、侧墙二和支墩二之间。抓铲机每台自重 40t，吊装高度为 10m，为中级起重工作，抓铲机支撑采用预先制作的钢活动平台并实现移动抓 土。 （二）、施工工艺流程 钢制平台制作→钢制平台试验→钢梁安装→轨道及卷扬机安装→钢制平 台安装→抓铲机吊装→抓铲机固定→抓铲机作业 1 （三）、吊装前施工准备 1、轨道和钢梁安装 轨道：轨道选用［18 槽钢，每根长 6m，开口向上，以内槽作滚道，槽宽 160mm，槽深 60mm，轨道固定利用预埋在沉井上的钢板焊接，预埋件间距为 6m，轨道安放时先用水泥砂浆在沉井顶面找平，以利轨道放置平稳。轨道分 四处布置，分别为侧墙一、支墩一和侧墙二、支墩二，长度方向为从后墙起 至中墙一。固定时拉直线调整轨道平整度和保证轨道在一条直线上，轨距 6400 ±5mm，接头处错缝＜2mm，平整度＜2mm。轨道调整完毕后，用φ32 钢筋 将井壁钢筋和槽钢焊接起来，间距 0.8～1.0m，在槽钢的两侧翼缘外边抹三角 灰加固。为防止平台在轨道端部脱轨，在轨道的两端各焊接一个用 20mm 厚 钢板制作的直角三角形卡挡，高 250mm，另一条直角边长 200mm，具体布置 见附图。 钢梁：在延长的支墩墙与中墙一间设置净跨 5.1m 用两根［40 槽钢对扣 拼装而成的箱形钢梁，钢梁上下加焊 12mm 厚钢板加强，用于支撑作业的移 动式平台。为使轨道处于同一高程面，在中墙一上及延长的支墩墙上预留凹 槽用于支设钢梁，在凹槽内预埋钢板以安装固定钢梁，轨道与钢梁焊接连接 以增加抗弯刚度，所留缺口待二次浇筑支墩墙时浇筑补齐。 2、卷扬机选择及布置 （1）卷扬机选择 平台运行需克服轴承的摩擦力，车轮与轨道间的摩擦力等。 总摩阻力 Pm  P  d  2 f D 式中：Pm－总摩擦阻力 2 β－附加阻力系数，β＝1.5； P－平台自重和工作荷载， P＝70+450＝520KN； μ－轴承滚动摩擦系数 ，μ＝0.015； d－滚道直径，d＝200mm； f－行走轮滚动摩擦系数，f＝0.5； D－行走轮直径，D＝400mm； Pm  1.5 520 0.015 200 2  0.5  7.8KN 400 即驱动力需大于 0.78t，选用 2t 卷扬机进行驱动平台移动。 (2)卷扬机布置 每个平台移动配备两台 2t 卷扬机，共配备四台 2t 卷扬机。分别布置在前 墙和后墙上，位于侧墙和支墩之间的中心位置上，卷扬机锚固采用φ28 钢筋 与沉井井壁φ32 钢筋焊接在一起，焊接保证牢固。平台移动时前后墙的卷扬 机同时牵拉，以实现平台的随时制动。 3、钢制活动平台制作 钢制活动平台采用桁架结构，总长 6.7m，总宽 6.5m，总高 1.8m，工作面 尺寸为 6.54×4m。制作时，为防止过大的焊接应力，采用分件制作，整体拼 装的方式，分为纵向桁架、纵梁、横端梁、横梁、面板和行走轮等部分。 纵桁高 1.4m，长 6.7m，为主要承受弯矩的矩形桁架梁，上下弦杆、斜杆 和竖杆均为［14 槽钢，中间竖杆间距为 1m，共设 6 空。主桁架下弦杆为两根 ［20 槽钢并列，中间开档 140mm，以便安装行走轮，上弦杆为两根［14 槽钢， 中间竖杆间距 0.5m，竖杆和斜杆均为［14 槽钢。顶部用 4mm 厚钢板满铺， 钢板与骨架连接采用双面交叉间断焊接，在面板下面设 5 道纵梁和 5 道横梁， 型材为└70×70×7mm 角钢。每个平台在主桁架端部各安装 2 个行走轮，共 3 8 个行走轮，行走轮采用钢质起重机行走轮，直径 400mm，轮宽 120mm，每 个行走轮安装两只 416 型轴承。最后在钢板上履带下部铺设枕木以分散抓铲 机对平台的压力，并起防滑和减震作用。 4、钢制活动平台模拟试验 为保证抓铲机在井上钢制平台的操作安全，平台制作完成后，在地面上 对钢制平台的进行模拟试验，以检验平台的承载力。 试验时在地面上根据轮轨间距预先铺设枕木，将轨道槽钢放置在枕木上 并予以固定，平台用履带吊吊放在轨道上，使车轮受力，然后用槽钢和枕木 搭设抓铲机上平台的轨道，抓铲机沿着轨道自行行驶到钢制平台上。 履带吊自重为 40t，履带吊位于钢制平台上，平台静载安全系数取 1.25， 即平台承重为 40×1.25＝50t，配重为 50-40＝10t。 工作时，抓斗自重 2.5t，抓土重量约 2.5t，吊车起重量为 5t，起重动载安 全系数取 1.4，即吊车需起重 5×1.4＝7t。 先在平台上用现场钢筋沿履带方向的两侧各配重 5t，使静载配重达到 10t，然后起吊重量 7t 的钢筋。 平台在地面上安放完毕吊车未上平台之前，在平台纵向的主纵梁和位于 履带下的纵梁的两侧共拉四根线，用钢尺测量纵梁跨中的弯曲失高 f(挠度)。 测量完毕后，履带吊行驶上平台并加载和吊钩吊重，用同样的方法测量 加载后的弯曲失高。检测完毕，卸去平台上的所有荷载，再用钢尺测量纵梁 的弯曲失高，和第一次测量数据进行比较，看变形是否恢复。 规范允许失高（挠度）偏差为 L/800，并且无局部永久变形，焊缝节点无 4 开裂和明显变形。试验合格后方可允许使用钢制平台。 5、起吊现场准备 将后墙处的基坑用自卸汽车运土回填，采用分层回填碾压，每层回填的 土方用挖掘机来回碾压密实后，再进行下层土方回填直至和路面平，以保证 吊车有作业场地和地基有足够的承载力。为防止吊车起吊时陷车，在吊车支 腿位置用 20mm 厚钢板和枕木进行铺垫，以增大地基承载力。 6、钢制平台安装 制作完成的钢制平台总重量约 7t，平台采用履带吊进行起吊，起吊位置 选在后墙处，将平台吊至轨道上，人工配合进行安放。为方便抓铲司机上下 平台，在每个平台端部焊接爬梯。 （四）、起重机械选型 ⑴起重量 起重机的起重量必须大于或等于所吊装抓铲机的重量和索具重量之和， 即 Q≥Q1+Q2 ≥42t +0.7t=42.7t 式中 Q－起重机的起重量； Q1－抓铲机的重量； Q2－索具的重量，取 700kg； 5 起重高度计算简图 求起重臂最小长度简图 （2）起重高度 H≥h1+h2+h3+h4 式中 H——起重机的起重高度（m） ； h1——安装支座表面的高度（m），从停机面算起； h2——安装空隙，不小于 0.3m； h3——绑扎点至所吊抓铲机底面的距离（m） 。 h2——索具高度（m），自绑扎点至吊钩面； H≥h1+h2+h3+h4 ≥9+0.5+2+4.5=16m （3）起重半径 当起重机位于后墙处吊装时，需要跨过已浇筑的砼墙。根据以下公式算 出最小起重臂长： L≥L1+L2≥ 式中 h f g  sin cos L——起重臂的长度（m）； h——起重机下铰至吊装支座的高度（m） ； h=h1－E f——起重钩需跨过结构的距离（m）； g——起重臂轴线与已完成结构间的水平距离，至少取 1m； 6 α——起重臂的仰角；   arctg3 h f g 抓铲机起吊过程中，相关数据如下： f=3.3m， g=1.2m， E=1.5m， h=h1-E=8.8-1.5=7.3m   arctg3 L h f g  49 h f g 7.3 3.3 1.2     16.5m sin cos sin49 cos49 （4）起重半径 R  F  L cos  1.4  16.5cos49  12.2m 经计算，采用 200t 吊车能够将抓铲机吊装就位。 （五）、活动平台强度、刚度校核 1、活动平台强度校核 （1） 、活动平台受力分析 抓铲机在活动平台上布置示意图如下： 钢制平台 抓铲机 行走轮 履带 抓铲机在活动平台上平面示意图 抓铲机在工作时，随着大臂的旋转，抓铲自重，工作荷载通过履带传给 平台的力在大小，作用点上是变化的，最不利的情况是一条履带悬空，另一 7 条履带的一部分与平台接触时，假定此时的作用点在一条履带距一端 1/4 全长 处，即作用点距平台边线 1.2+1/4*4=2.2m 处，大小为自重和荷载重。抓铲机 自重 400KN，荷载为 50KN，动载系数取 1.5，则计算荷载为 675KN。 （2） 、强度校核 钢材为 Q235 钢，许用应力 [σ]=160Mpa，焊条采用 J422 型，许用应力 [σ]=160Mpa。 计算荷载由两侧纵桁按杠杆平衡原理分担（如图），N1、N2 为纵桁分担 的荷载，P 为计算荷载。 P=675KN N1 N2 N2=0.85/4×P=143K N1=P-N2=532KN 以下校核按受力较大一侧纵桁的强度进行。 ①假定纵桁荷载呈三角形分布（与实际近似） N1=qmax×6.7×1/2 ∴qmax=2×532/6.7=158.8KN/m 8 P5 P4 P6 P3 P2 P7 P1 ④ P0 ② ⑤ P8 ⑥ ⑦ ③ ⑧ ① 纵桁立面和荷载分布图 ②力分布三角形或梯形面积 s①=1/2×12.8×0.35=2.24KN s②=1/2×（12.8+49.568）×1=31.184KN s③=1/2×（49.568+86.28）×1=67.924KN s④=1/2×（86.28+123）×1=104.64KN s⑤=1/2×（123+158.8）×1=140.9KN s⑥=1/2×（90.09+158.8）×1=124.045KN s⑦=1/2×（23.35+90.09）×1=56.72KN s⑧=1/2×23.35×0.35=4.086KN ΣS=532.1KN=N1 ③节点荷载计算： P0=1/2 s①=1.12KN P1=1/2（s①+ s②）=16.712KN P2=1/2（s②+ s③）=49.554KN P3=1/2（s③+ s④）=86.282KN P4=1/2（s④+ s⑤）=122.77KN 9 P5=1/2（s⑤+ s⑥）=132.472KN P6=1/2（s⑥+ s⑦）=90.38KN P7=1/2（s⑦+ s⑧）=30.403KN P8=1/2s⑥=2.043KN -2.043 2.043 30.403 0 -30.403 90.38 132.472 0 +2 -132.47 11 .8 6 122.77 86.282 -1 -86.28 01 .8 2 0 +339.40 0 4 .9 +339.40 -310.86 22 88 .7 5 -310.86 P5 P8 P7 P6 -3 -2 -280.2 P4 07 9. +159.4 +159.4 P3 -4 16.712 -280.2 5 .8 -16.712 0 P2 07 1.12 P1 +2 -1.12 P0 49.554 ④节点受力分析 +187.72 +187.72 RB RA 纵桁杆件受力示意图 a、求支座反力 RA、RB RA×6.4= P0×6.525+ P1×6.175+ P2×5.175+ P3×4.175+ P4×3.175+ P5 ×2.175+ P6×1.175+ P7×0.175-P8×0.175 RA=236.9KN，同理得 RB=295.225KN ∴ b、求杆件内力： 两端立杆与支座很近，故 P0 和 P1、P7 和 P8 可合并为一个杆件计算内力。 节点 7： Σx=0， s67=0 Σy=0， sB7= P7+P8=32.446KN 节点 B： P 7 +P 8 S 67 7 S B7 10 Σy=0， Σx=0， RA- s78- s6Bsin54.46°=0 s6Bcos54.46°-sBG=0 S7B=32.446 S6B ∴s6B=322.94KN，sBG=187.72KN 54.46° B SBG 节点 G： RB=295.23 Σx=0， sGF=sGB=187.72KN Σy=0， s6G=0 S6G SGF SGB=187.72 G 节点 6： Σx=0 P6 s56+ sF6cos54.46°- sB6cos54.46° =0 S56 sF6sin54.46°+sB6sin54.46°-P6=0 Σy=0， ∴ sF6=-211.87KN （ 负 号 表 示 受 6 0 54.46° 54.46° SF6 压） 0 SB6 s56=310.86KN P5 节点 5： Σx=0， s45=s65=310.86KN Σy=0， s6G= P5=132.47KN 5 S45 SF5 节点 F： Σx=0， -sFE- sF4cos54.46°+sF6cos54.46°+ sFG =0 Σy=0， sF4sin54.46°- s5F +sF6sin54.46°=0 S65 SF4 54.46° SFE S5F SF6 54.46° F SFG 11 ∴sF4=-49.07KN（负号表示受压） sFE=339.40KN S4E 节点 E： Σx=0， sED=sEF=339.40KN Σy=0， s4E=0KN SED SEF E 节点 4： Σx=0， s34+sD4cos54.46°-s54 +sF4cos54.46°=0 Σy=0， sD4sin54.46°- P4+sF4sin54.46°=0 P4 S34 54.46° 54.46° ∴sD4=101.82KN ，s34=280.20KN SD4 S54 4 SF4 0 节点 3： P3 Σx=0， s23=s34=280.2KN Σy=0， sD3= P3=86.28KN S23 节点 D： 3 S34 SD3 Σx=0， -sDC- sD2cos54.46°-s4Dcos54.46°+ sDF =0 SD2 S3D Σy=0， sD2sin54.46°- s3D+s4Dsin54.46°=0 ∴sD2=207.85KN， Σx=0， Σy=0， 节点 2： D sDC=159.40KN 节点 C： 54.46° 54.46° SDC S4D SDE S2C SCA sCA=sCD=159.4KN SCD C P2 s2C=0KN S12 2 54.46° 54.46° S2A S32 S2D 12 Σx=0， s12- s2Acos54.46°+s2Dcos54.46°- s32=0 Σy=0， -s2Asin54.46°-s2Dsin54.46°-P2=0 ∴s2A=288.75KN， s12=0KN 节点 1 与 A 计算与上同，各杆如上图所示。 ⑤校核纵桁强度： 由以上计算知，纵桁下弦杆受最大拉应力： σ= sEF/A=339.4×103/2×18.51×104=91.68Mpa＜[σ]=160Mpa 式中：sEF 为弦杆最大拉力，sEF=339.4KN A 为弦杆截面积，对双[14a 槽钢，A=2×18.51cm2。 故弦杆强度满足要求。 S 6B=322.94KN ⑥校核节点焊缝强度 杆6B 杆 6B 受压力最大，校核焊缝强度 节点B τ=S6B/A= S6B/h×l=322.94×103/0.6×67×10-4=80.33MPa 式中：S6B—焊缝剪力，S6B=322.94Kpa A—焊缝受剪面积 H—焊脚高度，h=0.6cm L—焊缝总长，l=14/sin54.46。×4=67cm 材料设计抗剪值 125Mpa，安全系数 1.5 [τ]=125/1.5=83.33 Mpa ∴τ=80.33＜[τ] =83.33 13 节点焊缝强度满足。 （3） 、横梁校核 ①、受力分析：平台的计算荷载为 P=675KN 经平上的枕木、钢板分配，可假定为均布载荷 q=P/A=675/6.4×4=26.37Kpa 式中：P—平台计算荷载，P=675KN A—平台面积，A=6.4×4m2 6.59 13.18 0 +31.87 -6.59 9. 04 13.18 +66.68 -13.18 0 5. 90 -1 +66.68 P8 0 -53.05 +3 13.18 13.18 -13.18 13.18 13.18 0 0 -2 9. 04 +3 3. 13 +66.68 -53.05 P7 04 9. +66.68 -44.14 P6 -3 -44.14 P5 13 3. -53.05 P4 -2 +31.87 P3 90 5. 04 9. -6.69 -53.05 +3 +31.87 P2 -1 0 P1 -13.18 P0 13.18 6.59 ②、横梁间距 0.5m，载荷如下图 +31.87 RB RA 横桁杆件受力示意图 ③、计算节点内力：用节点法计算 节点及杆件内力计算结果于上图，下张杆受最大拉力，斜杆结点受最大剪力。 ④、校核 下张杆拉应力 G=S/A=66.68×103/9.424×10-4=70.75 Mpa＜[σ] 式中：S—下张杆最大拉力 66.68 Kpa A—下张杆截面积，对 L70×70×7，A=9.424cm2 斜杆结点处剪力 14 τ=S/A=39.04×103/2×7×0.6×10-4=46.5 Mpa＜[τ]=83.3 Mpa 式中：S—剪力，S=39.04 A—剪面积，A=2×70×0.6 （4） 、结论 经校核计算：平台纵桁、横梁构件节点处强度满足，其中纵梁在计算时 没有考虑分担力的作用，在实际工作中作为强度储备。 故平台强度满足使用要求。 （六）、钢梁强度刚度校核 （1）、钢梁受力分析：钢梁承受活动平台一侧的轮压力，将平台的重量和 工作荷载向钢梁分解。平台自重 70KN N N1 N2 15 1  70 17.5KN 4 (6.4  2.2) N  540  354.4KN 6.4 0.925 N1 N   79.09KN 0.925 3.215 3.215 N2 N   295.3KN 0.925 3.215  N1  N1 N1 96.59KN N2  N2 N2 312.8KN  N1 N2 R A  N2  x 5.1 RB  N2  (1 N1 N2 Rb Ra 钢梁受力图 B A  61.3x C D x )  312.8 61.3x 5.1 3.35 x R  63.45 18.94x A N1  5.1 3.35 x RB N1  (1 )  33.14 18.94x 5.1  RA  R A  R A 63.45 80.24x RB  RB RB 345.94 80.24x 最大弯矩图 C 点弯矩方程：Mc＝（63.45+80.24x）×（5.1-3.35-x） ＝111.04+76.97x-80.24x2 BD 段弯矩方程：Mbd=（345.94-80.24x）×x =345.94x-80.24x2 当 x＝0.48m 时，C 点最大弯矩 MC＝129.5Mpa 当 x＝2.16m 时，BD 段最大弯矩 MBD＝372.86Mpa （2）钢梁截面惯性矩和抗弯截面模量 钢梁截面形状如图所示，为两根［40b 槽钢对扣，上下复焊厚 12mm 钢板组 成的箱形梁。查表得 Ix=18644.5cm4 16 y' y x y I X  2(I 1  I 2 ) 1  50 1.23  20.62  1.2  50 7.2  25461 .6  25468 .8cm4 12 所以： I 2  I x  18644 .5cm4 I1  I X  2  (25468 .8  18644 .5)  88226 .6cm4 I   x  X  4161 .63cm3 21.2 （3）钢梁强度校核 M max 372.86 103     89.6MPa＜［］＝161.5MPa x 4161 .63 故钢梁抗弯强度满足。 （七）、行走轮轮压验算 根据以上计算，在抓铲机工作时，最大轮压力为： 2PLmax=N2=312.8KN PLmax =156.4KN 而当行走轮为φ400，运行速度≤0.17m/s 时，许用轮压为 170KN， 即 PLmax≤170KN ,满足抗压。 （八）、抓铲机吊装及作业平台移动 1、抓铲机吊装 起吊位置选在沉井后墙处，吊车进场路线：207 国道→电厂运煤道路→工 地大门→砂石料场道路→后墙。对吊车进场道路进行平整，清理吊车进场路 17 线附近的障碍物。具体见吊车吊装位置平面布置图。 吊车就位后，工作前应先空载运行检查，并检查各安全装置的灵敏可靠 性。各项安全装置检查可靠后，开始进行试吊检验，起吊重物离地面 200~300mm 后停机，确认符合要求时，方可正式作业。 先起吊侧墙一和支墩一处的抓铲机，后起吊侧墙二与支墩二处的抓铲机。 起吊采用直径为φ28.5mm 的钢丝绳，抓铲机绑扎位置分别为前端的扒杆根部 和后端的配重处，两根钢丝绳交汇在吊车的吊钩处。起吊时抓铲机要绑扎平 稳、牢固，先将抓铲机吊起离地面 20-50cm 后停止提升，检查起重机的稳定 性、制动器的可靠性、重物的平稳性、绑绳的牢固性，无误后方可缓缓提升， 提升到平台高度后，再缓慢回转向左摆臂 90°，将抓铲机慢慢放在钢制平台 上。为防止钢制平台的在抓铲机吊装时移动，预先在前后轮轨两端各焊一块 直角边均为 200mm 的用 20mm 厚钢板制作的三角形卡挡。 抓铲机上井后，为防止抓铲机在作业时由于沉井的倾斜和其他原因导致 的滑动和倾覆，用钢丝绳在抓铲机履带的四个端部和钢制平台连接起来，使 二者成为一个整体。 2、作业平台移动 平台移动采用布置在前后墙处的两个卷扬机同时牵拉实现的，每台卷扬 机配备 1 个操作人员，平台移动时两人配合进行。由于抓铲机抓土效率不高， 在一个格仓内抓土需要几个小时，因此平台不经常移动，抓铲机施工完一个 格仓后，开动卷扬机将平台移动到下一个格仓位置继续施工。抓铲机作业和 平台移动不能同步进行，即抓铲机施工时平台禁止移动，平台移动时抓铲机 禁止作业。 18 四、抓铲抓土不排水下沉 由于沉井所处地层不均匀，地质情况复杂，考虑到沉井井顶距地面仍有 数米的高度，加之沉井平面尺寸大，故抓铲机抓土时，利用搭设在井顶部的 移动式平台实现全平面内作业。 沉井下沉共投入两台抓铲，抓铲容积 1.2m3。沿沉井长边方向，以中隔墙 为界，分别负责两侧格仓的抓土，并实现对称作业和井顶均衡配重。抓铲下 井时，挖设坡道自行驶离。 ㈠、工期计算及劳力配备 1、抓铲机力能计算及工期确定 沉井下沉水下挖方工程量为: 宽×长×下沉深度×虚方系数×回淤超挖系数 ＝31.4×43.6×11×1.2×1.1=19880m3。 每台抓斗作业时的生产效率： 按每次抓斗土方体积 1m3，每 6 分钟 1 斗，每班 8 小时工作制，考虑测量 配合、抓铲移动、潜水探摸等其他工作的影响，台班工作效率取 50%。 每班平均出土量=1×60÷6×8×0.5=40m3/班 按每天三班制二台抓斗同时生产，计算工期为：19880/（40×3×2）=83 天，考虑天气，维修等因素的影响，工期定为 90 天。 2、劳力组织 沉井抓铲抓土不排水下沉施工采用三班制连续作业，每班次各工种配备 情况如下表： 电工 平台移动操作 班长 机修工 测量 抓铲机司机 潜水员 其他 19 1人 4人 1 1人 1人 2人 2人 2人 ㈡、作业顺序及土方处置 作业时，先行抓取中间几格仓的土体，逐步形成大锅底后使沉井下沉， 具体抓土顺序见下图及说明： S 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 N 抓土顺序 N：⑴11→12→13→14 S：⑴11→12→13→14 ⑵10→9→8 ⑵10→9→8 ⑶4→3→2→1 ⑶4→3→2→1 ⑷5→6→7 ⑷5→6→7 抓铲机作业时抓出的土方或卵石就近吊放在沉井外围的基坑内，不再搭 设流槽，基坑被填满后用装载机或挖掘机将基坑内的土方装入载重汽车运至 业主指定地点堆放，运输过程中对洒落在地面的泥块、砂石等及时安排专人 清扫。 抓土作业的间歇，潜水员水下探摸配合，以便形成中央锅底使沉井顺利 下沉。 ㈢、 抓铲抓土下沉操作要点 抓铲抓土时，应先挖掘井底中央部分的土，使形成锅底。一般锅底比刃 20 脚低 1～1.5m 时，沉井即可靠自重下沉，而将刃脚下土挤向中央锅底，再从 沉井内继续抓土，沉井即可继续下沉。抓铲抓土应对称进行，使其均匀下沉， 仓内土面高差不宜过大。沉井锅底应均匀出土，下沉过程中应根据测量资料 进行纠偏，当沉井偏移达到允许偏差值 1/4 时必须纠偏。 为了使抓斗能在井孔靠边的位置上抓土，可在井孔顶部周围预埋几根钢 筋挂钩。偏抓时，当抓土斗落至井底后，将抓土头张口用的钢筋丝绳挂在钢 筋钩上，并将抓土斗提起后突然松下，抓土斗即偏向井壁落下，再收紧闭口 用的钢丝绳，即可达到偏抓的目的。 若下沉困难，下沉速度过慢，潜水员可配合施工，下井摸查锅底土层情 况，利用预先埋设在各底梁交叉处的冲水管用高压水枪冲刷梁底，或潜水员 携带高压水枪冲刷梁底，使其底部卵石坍塌，底梁掏空，下沉系数增大，确 保沉井顺利下沉。这时为保证施工人员安全不应同时进行抓斗挖土与其他起 吊作业。必要时还可采取控制井内水位的措施，确保下沉的顺利进行。 施工中，在沉井四周设 4 个观测点，每天定时测量，一般每 4 个小时一 次，测量结果的整理是以 4 个点下沉量的平均值作为沉井每次的下沉量，以 下沉量最大的一点为基准与其他各点的下沉量相减作为各点的高差，来指导 纠偏下沉施工。沉井壁上安排专人对井下沉面标高通过测绳测量，及时反映 锅底深度，控制抓泥位置和方量，确保沉井快速、平稳、安全地下沉至设计 标高。 本阶段沉井将下沉到位，在下沉至接近标高 1m 时，应减少吊车每斗的抓 土量，避免沉井下沉结束后，锅底太深，导致一方面沉井不能按预期目标稳 定，终沉标高超出规范允许误差；另一方面封底抛石过多，封底效果不理想。 21 （四） 、沉井下沉测量监控及质量控制 在沉井制作完成后，在井顶及外壁混凝土表面用油漆标出纵横中线，在 沉井四角用油漆在测点垂直线上画出四个相同的标尺，标尺的零点从刃脚底 算起。四个零点不在同一平面上时，取最低点为零，其余各点的标尺应计入 相应的高差。在沉井纵横中线及四角处挂垂球，以随时监视沉井是否倾斜， 以便采取措施纠偏。 在沉井下沉过程应做到，刃脚标高每 4 小时测量一次，排水下沉时下沉 速度较快，应 2 小时测量一次，轴线位移每 8h 测一次。 沉井初沉阶段每小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏，终沉 阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。 由于沉井开始时的下沉系数较大，在施工时必须慎重，特别要控制好初 沉，尽量在深度不深的情况下纠偏，符合要求后方可继续下沉。下沉初始阶 段是沉井易发生偏差的时候，同时也是较易纠正，这时应以纠偏为主，次数 可增多，以使沉井形成一个良好的下沉轨道。 下沉过程中，应做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平面 位置和四角差出现偏差时应及时纠正，纠偏时不可大起大落，避免沉井偏离 轴线，同时应注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。 沉井在终沉阶段应以纠偏为主。应在沉井下沉至距设计标高 1m 以上时基 本纠正好，纠正后应谨慎下沉，在沉井刃脚接近设计标高 30cm 以内时，确保 不再有超出容许范围的标高和轴线偏差，否则难于纠正。 如在下沉过程中发生下沉困难，可采用在沉井底梁、斜面部分掏空的方 法助沉。 22 测量人员必须将测量数及时交当班施工负责人和技术主管，以便及时纠 偏或掌握下沉情况。 施工时要做好沉井下沉施工记录。 （五）、沉井施工常见问题防治办法 1、沉井纠偏 沉井下沉过程中，当四周土质软硬不均或没有均匀抓土，使井内土面高 差悬殊；或刃脚一侧被障碍物拦住；或沉井上负荷不均就易造成沉井下沉不 均，形成井室倾斜，纠正倾斜可采取以下方法： ⑴如果由于四周土质不均及抓土不当造成的倾斜，可采取在下沉较慢一 侧用高压水枪冲土，使刃脚悬空 20cm，掏空长度宜为井边长的 1/2 促使该侧 下沉，同时在下沉较快一侧采取多保留 1/2 井边长的土台，减缓此侧下沉速度， 纠正偏斜，一次不能全部纠正时，可按此方法重复进行，直至符合规定误差 为止。 ⑵可采取在下沉较慢一侧井壁外侧注射压力水，冲击泥土造成泥浆减阻 加快较高一侧沉井下沉来纠偏。当纠偏接近正常位置时应停止射水，并将沉 井外壁与土之间的空隙用细土或砂填实。 2、沉井下沉过慢或不下沉 当沉井下沉速度很慢，甚至出现不下沉的情况。如因沉井侧面摩阻力过 大造成，一般可在沉井外侧用 0.2～0.4MPa 压力水流动水针(或胶皮水管)沿沉 井外壁空隙射水冲刷助沉。下沉后，射水孔用砂子填满。如因刃脚被砂砾挤 实，造成刃脚下正面阻力过大，可将刃脚下的土分段均匀用高压水枪冲掉， 减少正面阻力；或继续进行第二层(深 40～50cm)碗形破土，促使刃脚下土失 23 稳下沉。 3、沉井下沉过快 为防止沉井下沉过快，可采取如下措施： ⑴严格控制抓土深度（一般为 30cm），不能太多，出现深的锅底。 ⑵当出现突沉或急剧下沉时，可采取在沉井外壁空隙填粗糙材料（碎石、 炉渣等）或填土夯实的方法，增大摩阻力，阻止沉井下沉。 ⑶当发现沉井有涌砂产生流塑情况时，可采取向井内灌水，平衡动水压 力，阻止流砂发生从而防止沉井急沉。 4、瞬间突沉 沉井在瞬时间内失去控制，下沉量很大，或很快，出现突沉或急剧下沉， 严重时往往使沉井产生较大的倾斜或使周围地面塌陷。出现这种情况，往往 有如下原因造成： (1)在软粘土层中，沉井侧面摩阻力很小，当沉井内抓土较深，或刃脚下土 层掏空过多，使沉井失去支撑，常导致突然大量下沉，或急剧下沉。 (2)当粘土层中抓土超过刃脚太深，形成较深锅底，刃脚下的粘土一旦被水 浸泡而造成失稳，会引起突然塌陷，使沉井突沉。 遇到此种情况采取的预防措施有： (1)抓土时，在刃脚部位保留约 0.5~1.0m 宽的土堤，控制均匀切土，使沉 井挤土缓慢下沉。 (2)在粘土层中严格控制抓土深度(一般为 40cm)，不能太多，不使挖土超 过刃脚，可避免出现深的锅底将刃脚掏空。 5、位移或扭位 沉井下沉过程中，筒体轴线位置发生一个方向偏移(称为位移)，或两个方 向的偏移(称为扭位)。 24 沉井位移多半是由于倾斜引起的，位移纠正方法一般是控制沉并不再向 位移方向倾斜，同时有意识地使沉井向位移相反方向倾斜，纠正倾斜后，使 其伴随向位移相反方向产生一定位移纠正，当几次倾斜纠正后，即可恢复至 正确位置。如位移较大，也可有意使沉井偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向 下沉，直到刃脚处中心线与设计中心线位置吻合或接近时，再纠正倾斜，位 移相应得到纠正。 当倾斜方向不平行轴线时，纠正后则产生扭位，多次不同方向的倾斜， 纠正倾斜后拌随产生位移的综合复合作用，也常导致产生偏离轴线方向的扭 位。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，使下沉过程中逐步纠正其位置。 五、冬季施工 1、入冬前对施工机械、设备进行一次全面检查和加固，并做好防寒措施。 2、每日及时了解天气和气温情况，建立生产调度气象记录，做好冬季施 工的准备工作，及时采取防降温措施。 3、接到降温、大风及雨雪天气的通知后，及时对抓铲机及活动平台等施 工设施进行加固，必要时停止作业。 4、施工机械设备均进行防寒保护，抓铲机因天气原因暂停施工时，将水 箱内的水放空并进行标识。 5、做好劳保和防寒用品的发放工作。 6、如果活动平台和抓铲机上有积雪和结冰等情况及时进行清扫。 六、安全技术措施 1、施工中应严格执行国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》和电力 25 建设有关安全的各项规定。 2、起重作业时，必须对工作现场工作环境、行使路线、建筑物以及物件 重量等情况进行全面了解。 3、操作人员在进行起重回转、变幅、行走和吊钩升降等动作前，应鸣声 示意，严格执行指挥人员信号，特种操作人员必须有特种作业安全操作证。 4、遇有六级以上大风或大雨等恶劣天气时，应停止露天作业。 5、起重机的变幅指示器、力矩限制器以及各种行程限位开关等安全保护 装置，必须齐全完整、灵敏可靠，不得随意调整和拆除。 6、起重机卷筒上钢丝绳应连接牢固、排列整齐，放出钢丝绳时卷筒上至 少要保留三圈以上，防止钢丝绳打环、纽结、弯折和乱绳，采用绳卡固接时， 数量不得少于 3 个，绳卡滑鞍应在钢丝绳工作时受力一侧，不得正反交错。 7、起重操作人员必须经培训、考试、发证持特种作业人员操作证，方可 上岗作业。 8、作业前应全部伸出支腿，并采用方木或铁板垫实，调整水平度，锁牢 定位销； 9、 起重机吊装作业时，汽车驾驶室内不得有人，重物不得超越驾驶室 上方且不得在车前区吊装； 10、起重机作业时，臂杆吊物回转时动作应缓慢进行； 11、 起重机吊物下降时必须采用动力控制，下降停止前应减速，不得采 用紧急制动； 12、 起重机的安全装置除应按规定装设力矩限制器、超高限位器等安全 装置外，还应装设偏斜调整和显示装置。 26 13、井上施工属高空和水上作业，必须搞好安全防护设施进行安全教育， 井上工作人员要搞好个人防护措施，不适宜高空作业和不会游泳者禁止上井。 14、抓斗车，活动平台要可靠固定。 15、按沉井下沉有关施工规范施工，防止井偏，突沉，塌方等造成的安 全事故。 七、质量保证措施 沉井下沉除认真执行有关质量的操作规范之外，按本工程具体情况提出 以下质量保证措施。 1、建立沉井下沉施工现场指挥组，实施现场指挥，确保工程质量、安全 和进度。 2、应有专业沉井下沉值班人员指挥施工。 3、在沉井下沉期间，施工人员必须按操作技术要求进行上岗，技术人员 要注意观察，根据天气变化情况，控制土质的密实度和摩擦力与土质之间的 相应关系，终沉到位井内的土与到位预留量相符，既不能多，但绝不能少， 技术人员随时根据历沉曲线决定，要防止沉井突沉和大雨后突沉的现象发生。 根据本工程的具体情况，沉井下沉施工中，特别每时每刻应注意的几项要求。 ① 下沉的沉井四角载荷不对称，容易发生下沉难度；②下沉的沉井四角载荷不 等，土的密实度低摩擦力小会影响到向一面倾斜，应引起我们对下沉的注 意；③终沉始终把关，平稳、对称、均匀、稳固的进行慢沉。 4、沉井下沉时在沉井进入轨道在 6m 后，必须在相应平稳，纠偏中下沉。 5、沉井终沉时，随时随地注意纠偏、平稳、对称，测量人员必须跟班测 量，按下沉曲线放慢下沉速度，确保沉井下沉到位达标。 27 6、下沉过程中，应做到均匀，对称出土，严格控制泥面高差，当出现平 面位置和四角差出现偏差时应及时纠正，纠偏时不可大起大落，避免沉井偏 离轴线，同时应注意纠偏幅度不宜过大，频率不宜过高。 7、测量人员必须将测量数及时交当班施工负责人和技术主管，以便及时 纠偏或掌握下沉情况。 8、施工时要做好沉井下沉施工记录。 七、主要施工设备表： 序号 名 称 规格或型号 单位 数量 1 履带吊 W-1010 台 2 2 抓斗 1.5m3/斗 个 4 3 轮胎吊 200t 台 1 4 轮式装载机 ZL50 辆 1 5 反铲挖掘机 WY100 台 1 6 自卸汽车 5t 辆 4 7 电焊机 BX3-400 台 2 8 高压水泵（水枪） 130m3/h 台 2 9 照明灯具 1000W 个 6 10 潜水装备 套 2 11 卷扬机 2t 台 4 12 电子经纬仪 ET-02 台 1 13 水准仪 DS3 台 1 备注 备用 2 个 外租 28