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1、马鞍山长江公路大桥MQ-06合同段北锚碇沉井不排水下沉施工技术方案 中交二航局马鞍山长江公路大桥MQ-06合同段项目经理部2010年9月目 录一、工程概述11.1 工程概述11.2 自然条件1二、方案编制32.1 编制目的32.2 编制依据3三、前两次下沉施工分析4四、沉井不排水下沉施工54.1 施工概述54.2 施工平台搭设64.3空气吸泥机施工工艺84.4 设备配置104.5 弃土场布置164.6 终沉措施164.7 空气幕促沉措施174.8 下沉注意事项204.9 下沉监测22五、安全施工保证措施25六、环境保护管理措施28七、工期安排307.1 工期目标307.2 工期控制措施30附1
2、：钢平台计算书32一、工程概述1.1 工程概述马鞍山长江公路大桥位于安徽省东部，起自巢湖市和县姥桥镇省道206，接规划中的马鞍山至合肥高速公路，跨江后进入马鞍山市，终点止于马鞍山市当涂县牛路口（皖苏界），与规划中的马鞍山至溧水公路（江苏段）相接，路线全长约36.14km。北锚碇基础采用沉井基础。沉井长和宽分别为60.2m和55.4m（第一节沉井长和宽分别为60.6m和55.8m），沉井高41m，共分八节，第一节为钢壳混凝土沉井，高8m；第二至第八节均为钢筋混凝土沉井，其中2-6节为5m高，第七节为3.5m，第八节为4.5m。沉井中心里程为K6+546.90m，沉井顶面标高为4.5m，基底标高为
3、-36.5m，基底置于中密的中砂层。沉井为普通钢筋混凝土结构，共分为25个井孔，第一节钢壳沉井在工厂加工预制，最后在施工现场就位拼装成整体。首节沉井以钢壳体为模板浇筑混凝土，形成钢壳混凝土沉井。第二节到第八节为钢筋混凝土沉井，均为现场浇筑。1.2 自然条件1、气象条件马鞍山地处长江下游的北亚热带季风气候区，具有明显的季风气候特征，气候温和，四季分明，雨量适中，光照充足。年平均气温1516，极端最高气温达43，极端最低气温为-14.0。全年无霜期约227天左右。本地区降水量较丰富，多年平均降水量为1053.0mm。降水量年际变化较大，历年最大年降水量为1895.5mm（1991年），历年最小年降
4、水量为460.4mm（1978年）。降水年内分配不均，雨季集中在510月。59月降水量约占全年降水总量的60%，其中6、7两月是梅雨发生期，为全年降水最多的月份。梅雨期一般持续20余天左右，平均降水215.1mm，梅雨期降水最多达530.9mm（1969年）。最大日降水量马鞍山站235.6mm（1962年7月5日），当涂站为316.1mm（1962年7月6日）。常年降水日数118天，占全年总天数的1/3。年平均雾日照数为28天，雾大多出现在冬春季节，一般从11月到翌年4月间起雾较多。日出后消散，能见度低于1000米的年平均雾日数为8天，雾一般持续时间约为810小时。空气湿度相对较大，历年平均相
5、对湿度为76%。马鞍山地区冬季多西北风，夏季多东南风，其中以台风的影响为最大，台风一般发生在710月间，大于或等于7级大风年平均为8天。历年最大风速为24.0m/s，历年平均风速为3.3m/s。2、水文条件锚碇区上部粘性土及淤泥质土为相对隔水层，下部类土为强透水层，地下水主要为空隙承压水，水量丰富，勘察期间稳定水位0.651.07m，下部承压水位0.441.07m；地下水与长江相通，涨幅情况与长江一致，根据抽水试验，当降深为8.48m时，地下水影响半径已达长江河道内。锚碇处地下水对混凝土无腐蚀性，对混凝土中钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。3、地质条件北锚碇位于和县江堤外侧，南距和县长江大堤约
6、240m，墩位处地面主要为耕地及水塘。地表覆盖层厚约45m，自上而下依次为可塑状粉质粘土（厚2.53.5m）、流塑状淤泥质粉质粘土（厚1516m）、稍密状中密状粉细砂（厚1822m）及中密状中砂（厚410m）。下伏基岩为砂质泥岩及砂岩，岩面平缓，高程在-39-40m之间，其中砂质泥岩岩质软，遇水易软化，属低耐久性岩石；砂岩岩质较硬，属坚硬岩，是良好的基础持力层。表1-1 北锚碇区地质土层参数一览表土层编号地层标高mm岩土名称岩土特征地基容许承载力值0（kPa）钻孔桩桩周极限摩阻力i（kPa）沉桩桩端土极限承载力值r（kPa）沉桩桩周土极限摩阻力i（kPa）0+2.6+5.4粉质粘土可塑状态10
7、01103035351-11.9+2.6淤泥质粉质粘土流塑状态90251000252-24.7-11.9粉砂饱和中密100130352000250035401-28.1-24.7细砂饱和中密1601804050300045502-39.1-28.1中砂中密2003505560500060006065二、方案编制2.1 编制目的通过对北锚碇沉井的降排水下沉分析，结合现场实际情况，确定不排水下沉施工流程，编制合理的施工工序以指导沉井下沉施工。2.2 编制依据（1）马鞍山长江公路大桥左汊主桥北锚碇土建工程施工（MQ-06合同段）招标文件项目专用本（2）马鞍山长江公路大桥跨江主体工程MQ-06合同段招
8、标图（左汊主桥北锚锭）（3）马鞍山长江公路大桥跨江主体工程南北锚碇参考资料（4）马鞍山长江公路大桥左汊主桥锚碇土建工程施工项目（MQ-06、MQ-07合同段）补遗书（第1号）（5）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；（6）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）；（8）建筑地基处理技术规范（JGJ79_2002）；（9）建筑地基基础设计规范（GB50007_2002）；（10）基础工程施工手册 (第二版) 中国计划出版社（11）建筑施工计算手册，江正荣 编著（12）钢筋混凝土沉井结构设计施工手册 中国建筑工业出版社，葛春辉 其它相关国家标准、行业标准、技术条件及验收方
9、法等。三、前两次下沉施工分析表3-1 沉井接高、下沉组合表下沉次数阶段组合接高/总高（m）单次/累计下沉深度（m）沉井顶/刃脚底标（m）第一次（1）+（2）+（3）18/1814.2/14.27.3/-10.7第二次（4）+（5）10/2810/24.27.3/-20.7第三次（6）+（7）+（8）13/4115.8/404.5/-36.5降排水下沉共两次，通过对降排水下沉的情况观测，沉井下沉已经形成如图所示局部大锅底构造，沿分区隔墙形成；在此种情况下，沉井各项数据均在正常范围内，且下沉速度在预计范围内。图3-1 局部大锅底构造降排水下沉过程中，进行局部大锅底取土，保证沉井下沉至预定标高后，刃
10、脚埋入土体并受力，周围的隔墙踏面部分埋入土体，并尽量减少中间踏面的悬空高度。通过前两次下沉监控数据判断，沉井下沉已经形成了相应轨道，具体表现为第二次下沉时平面偏位远小于第一次下沉，各项监控数据正常。有利于第三次不排水下沉的沉井几何姿态控制。四、沉井不排水下沉施工4.1 施工概述北锚碇沉井为矩形结构，其平面尺寸最大为60.6m55.8m，总高度为41m，共分为八节，其分节高度分别为8m+55m+3.5m+4.5m =41m。具体见图。图4-1 沉井结构图沉井下沉过程中所穿过的土层有粉质粘土、淤泥状粉质粘土、细砂（稍密中密）、中砂（中密）等土层。根据沉井接高下沉分析的结果及以往的施工经验，确定第三
11、次下沉采用不排水下沉施工方案。第六节沉井接高时，停止降排水施工，并向井内注水，由于取土深度较大，水力吸泥机的工效不如空气吸泥机，且降排水过深会对大堤的安全产生影响，故第六八节沉井在下沉阶段，采取不排水下沉方案，用空气吸泥机取土，空气幕辅助下沉。不排水下沉的特点：1、沉井入土的深浅是影响沉井是否容易倾斜的主要因素，早期入土浅，沉井的稳定性差，易于倾斜，但倾斜后容易纠正，后期入土深情况则相反。2、沉井下沉速度均匀与否和沉降系数的大小及土层的物理力学性能有关，沉降系数在前期大，中期次之，末期最小；开始下沉时主要阻力来自正面阻力，侧面摩阻力影响小，下沉至后期，侧面摩阻力增大。3、沉井不排水下沉时，阻碍
12、下沉的力主要为三种：与周围土体的侧壁摩擦力，沉井内部水体的浮力，沉井底部土体的端阻力，通过监控手段来判断不同阶段的受力，结合现场实际情况促使沉井快速下沉。4.2 施工平台搭设由于第七节和第八节设计的沉井高度差，需要在第八节施工完成后搭设钢平台，龙门吊布置在搭设好的钢平台上进行作业。表4-1 不排水平台材料表不排水下沉平台材料表材料名称规格型号单位长度数量总长单重(kg/m)总重（t）钢立柱16308钢管m3.2529 29.268118.363.46 钢立柱26308钢管m2.2529 20.268118.362.40 主 梁HN600200m58.212 698.4106.00 74.03
13、贝雷梁30001500标准件片272 270.00 73.44牛腿及埋件H588300套30 7.78 分配梁1I16工字钢m1.20 108 129.620.60 1.83 分配梁2及压板I16工字钢套216 10.13 预埋件1=10mm Q235B套64 0.45预埋件2及柱脚=10mm Q235B套18 1.49端部桁架8、16a槽钢套16 3.47 贝雷梁限位L758m48 64.00 9.030.58 桩 帽=10mm Q235B套18 1.71脚手架483.5钢管m114.4220 2288.43.337.62 合计188.40 不排水平台布置图如下：（1）平面图在、分区中部隔墙
14、位置单独设两根钢管桩，为封底平台做准备。（2）1/2 1-1剖面图（3）1/2 2-2剖面图图4-2 不排水下沉钢平台布置图平台自下而上分别为6308钢管柱、2HN600200主梁、贝雷梁、I16分配梁和钢轨。由于贝雷梁长度和沉井尺寸的差别，需要在贝雷梁顶部使用端部桁架进行搭接，端部桁架采用8槽钢和16槽钢拼装而成，与贝雷梁阳头相接。沿沉井横桥向铺设轨道，内隔墙上设双轨，其间留有90cm间隙，以保证相邻门吊工作运行时互不干扰。平台计算书见附1。4.3空气吸泥机施工工艺1、施工工艺流程根据现场的实际情况，沉井施工工艺流程见图。施工准备水泵向沉井内供水保持沉井内外水头差2m空压机吸泥高压供水、气泥
15、浆净化器沉井下沉下沉纠偏纠斜清水弃渣图4-3 不排水沉井下沉施工工艺流程首先由低压水泵向沉井内供水，以保持沉井内的水头压力，然后启动空气吸泥机将泥浆排放至泥浆沉淀池沉淀。空气吸泥机一旦启动，则必须同时启动补水泵往沉井内连续不断的补水，使沉井内的水头高度比地下水位高2m以上。为避免沉井内水位过高，不利于下沉，可根据现场情况将周边降水井适当开启降水。在补水泵开启以后，将空气吸泥机提升，远离吸泥底面，开启空气压缩机，待空气吸泥机正常运转后缓缓下放至吸泥面，进行吸泥作业；需要停止作业时，先将空气吸泥机提升，远离吸泥底面后再关闭空气压缩机，最后关闭补水泵。2、空气吸泥机取土下沉沉井下沉按照“定位准确、先
16、中后边、对称取土、深度适当”的原则进行。在深井位置共安装13套空气吸泥机。将沉井内部隔仓分为三个区域，吸泥下沉首先在A区进行，然后对称同步到B区，C区隔仓主要用于调平沉井偏差。当吸泥效果不理想时，根据监控数据进行分析，在吸泥机底部添加高压射水枪，用于冲泥。图4-4 沉井分仓编号图3、沉井下沉过程中的注意事项A、沉井取土下沉时，对称分层均匀的取土，分层厚度控制在50cm以内，使沉井保持均匀、平稳、缓慢的下沉，防止沉井倾斜和开裂。B、严禁局部超挖过深使下沉不均，严禁刃脚下掏空过多，对刃脚处吸泥机吸泥范围要严格控制，吸泥范围在距沉井刃脚2.0m距离处停止，取刃脚上的土时要做到对称、均匀，且吸泥深度不
17、宜太大，以防刃脚处悬空而发生沉井突沉。C、取土施工前，测量井内水位和地下水位标高，并控制好排水量对井内水位的变化。吸泥施工中，由于空气吸泥器排水量较大，要注意保证井内水头比井外地下水位高2m以上。D、空气吸泥机吸泥管口距离井内土面为0.150.50m左右，以能经常有效的吸出最稠的泥浆为度。吸泥时注意经常变动位置，保持平衡，使井内土面高低均匀，以防沉井下沉产生倾斜。E、加强沉井下沉过程中的测量控制和检测，测量检测内容包括：沉井倾斜度、沉井顶面各测量控制点的平面位置偏差、标高、扭转度、长江大堤的变形。要及时对测量成果进行分析，一旦发生异常，立即停止取土下沉，并采取措施进行调整，确保防洪大堤的安全。
18、为了随时掌握吸泥情况，应经常用绳尺测量井底土面高度，吸泥管根据此移动位置。F、下沉时随时注意纠偏，每4个小时至少检查一次。G、经过净化处理的泥砂要及时外运至沉井南侧的弃土场，禁止在沉井周围堆放过多的弃土。H、对于沉井倾斜、下沉很少或不下沉时，要及时查明原因，如系刃脚局部被石块或埋设物搁住，要及时处理。I、采用空气吸泥机下沉时，沉井内壁表面不能有凸出插筋或其他障碍物，以免在提升吸泥器时损坏吸泥设备。J、空气吸泥机吸泥时，为了防止吸泥装置堵塞，停止吸泥时，先将吸泥管提升到一定高度，再关闭进气阀。在吸泥时，经常检查进气压力，以防压力下降使排泥管内泥浆灌入空气箱或进气管内造成堵塞。同时，在施工过程中，
19、防止混凝土碎块、碎木头、草袋及其他杂物坠入井底，以致吸泥将空气吸泥器堵塞。4.4 设备配置1、龙门吊布置不排水下沉施工起重设备采用8台轨道式门吊，江侧、岸侧每排隔仓布置一台，中间每排隔仓布置两台；空气吸泥机按照图示布置13台。每台门吊配一个10t电动葫芦。电动葫芦可沿门吊横梁行走。吸泥机吊挂其上，通过电动葫芦可左右、上下移动，范围可达到隔仓内任意位置，使吸泥、纠偏工作处于最佳状态。图4-5 龙门吊布置图2、空气吸泥机A、空气吸泥机构造及吸泥原理空气吸泥设备包括：进气管路、空气吸泥器、排泥管路等。图4-6 空气吸泥装置示意图当空气吸泥装置工作时，压缩空气沿进气管进入空气箱以后，通过内管壁上的一排
20、排小孔眼进入混合管，在混合管内与水混合，形成容重小于1的气水混合物。当送入压缩空气足够充足，空气箱在水面以下又有相当的深度，混合管中的混合物在管外水头压力的作用下，便顺着排泥管上升而排出井外。与此同时，混合物在吸泥管管口处被冲散形成泥浆，由于气水混合物顺着混合管向上流动被吸入管内，在混合物与压缩空气混合后被排到井外、完成空气吸泥工作。压缩空气不断的被送入空气箱、混合管，混合后的泥浆空气混合物不断的排到井外，沉井便慢慢的切土下沉。由此可知，供气量越大，气、水、土混合物的容量越小，压差越大，吸泥效果越好；水深越大，吸泥效果也越好。但是过大的供气量将使每单位体积空气的有效除土量降低，吸泥效果反而不好
21、，并容易造成浪费。当下沉速度不理想时，在吸泥机上捆绑一台高压射水枪，用于冲泥，加快下沉速度。当下沉最后2m时，在吸泥机底部安装弯头，以便在清基过程中对隔墙下方土体进行吸泥，形成封底锅底形状。B、空气吸泥机的选型及布置针对本项目沉井特点，吸泥采用直径273mm空气吸泥机，25个隔仓布置十三台，通过隔仓间相互搬运来控制吸泥施工顺序。3、空气吸泥机配套设备的选型A 供风设备供风设备采用8台21m3/min的空气压缩机，每台空压机直接与对应的空气吸泥机相连接，可满足8台直径为273mm的空气吸泥机同时施工。吸泥机与空气压缩机对应表如下所示。表4-2 吸泥机与压缩机对应表 空气吸泥机型号（mm）1001
22、50250300420所需空气压缩机供应能力（m3/min）772020220220420B 供高压水设备当下沉速度缓慢，需要使用高压射水冲刷切割土体时，水枪喷嘴处要有较大的水力压力。采用3B-57高压泵提供高压射水，配置13台高压水泵供空气吸泥机工作。C 隔仓内补水设备为保持钢壳沉井内外的水头差，防止因吸泥下沉往外抽水而降低沉井内的水头压力，必须不停地从外界抽水来补充沉井内水头压力，使沉井内的水头高度比地下水位高2m以上。空气吸泥机排水量参考值见下表。配24台NL150-15离心泵抽水补入隔仓内，6台水泵从长江调水至水渠，再通过6台水泵补水至沉井，沉淀池内的水经回水区12台水泵补水至沉井，补
23、充流失的水。NL150-15型水泵技术性能参数见下表。表4-3 空气吸泥机排水量参考值吸泥机型号（mm）空压机生产能力（m3/min）风压（kPa）排水量（m3/min）1501台202706302.02501台205405508.43001台2054011.42台2058015.54201台2052018.32台2054027.3表4-4 NL150-15水泵主要技术性能表型号口径流量（m3/h）扬程（m）电动机功（kW）转速（r/min）NL150-158524015221490沉井下沉时，同时开启六台空气压缩机及吸泥机，失水量Q1=11.4606=4104m3/h，补水量为Q2=2401
24、8=4320m3/h，补水量大于失水量，可以保证沉井内水位高于沉井外水位。故沉井下沉时，六台空压机正常工作，两台空压机备用。4、高压供气管路布置高压气管采用65的管径，供气管路布置在沉井不排水下沉平台上，然后通过吸泥机门架布置线路与吸泥机连接。供风管路采取一对一专供线路，一台空气压缩机只接一台空气吸泥机，通过空气压缩机上设置的压力表，操控空气吸泥机作业。根据表4-3中空气吸泥机的工作风压及同类沉井下沉施工经验，考虑施工损耗，空气吸泥机的工作压力在0.8MPa较为适宜，本项目选用直联式螺杆空压机，最大工作压力1MPa，可以满足工作需要。管线布置如下，正常作业时，六条供气管线与空气吸泥机相接，其余
25、供气管线为预置供气管线，在对应隔仓工作时与空气吸泥机相接。图4-7 补水、供气线路布置图5、排泥管线布置每台空气吸泥机通过单独的排泥管线排泥至沉淀池，排泥线路为：空气吸泥机+273橡胶软管+273排泥钢管+泥浆箱+315PE管+沉淀池。橡胶软管与空气吸泥机相连接，273钢管固定放置在钢平台上，泥浆箱尺寸为4.5m1.5m1.5m，放置在第八节隔墙上方，然后通过一台250ND-22水泵和315PE管排放至弃土场。315PE管分为两部分，与泥浆箱连接部分使用软管紧贴井壁垂直至地面，然后再通向沉淀池。排泥管线布置图如下，正常下沉作业时，六台空气吸泥机工作，通过六条排泥管线排放至泥浆箱，其他区域隔仓工
26、作时通过预留接口、备用管线进行连接。图4-8 排泥管线布置图6、下沉主要设备表表4-5 不排水下沉主要设备配备表名称规格、型号单位数量用途补水泵NL150-15台24向沉井内补水高压泵3B-57台13下沉缓慢时提供高压水冲土泥浆箱4.51.51.5m个3两个工作，一个备用泥沙泵250ND-22台3向沉淀池排泥浆，两台工作，一台备用电动空压机21m3/min台8下沉作业时六台工作，两台备用空气吸泥机273台13冲泥吸泥吸泥机弯头个2清基阶段用于隔墙下方吸泥小型龙门吊10t台8移动吸泥机及部分小型施工机具塔吊250t.m台1塔吊125t.m台17、冲吸法吸泥效率分析空气吸泥机的吸泥效率与水深、土层
27、性质、吸泥机头直径、使用的风量、风压以及操作情况等有关。根据调查国内有关沉井吸泥下沉的经验和资料，在砂性类土质吸泥，使用273的吸泥机吸泥效率，按空气吸泥机出水含泥量为5%计算。25个隔仓共布置13套吸泥机设备，工作时启动6台，沉井断面面积为60.655.8=3381m2，按每天有效作业16个小时计算：6台吸泥机每天工作吸泥取土方量：616（11.4600.6）5=1970m3。每天下沉量：1970/3381=0.58m；实际考虑其它因素的影响，每天沉井下沉可能达到0.30m。不排水下沉工期按六十天考虑。4.5 弃土场布置 （1）弃土场现场照片 （2）弃土场功能划分图4-9 弃土场布置图在沉井
28、第六、七、八节接高过程中，对弃土场进行合理规划，将沉淀区的泥砂进行转移堆存，扩大库容量，为第三次不排水下沉做好准备。弃土场最近处距锚碇直线距离约80米，当泥浆进入沉淀区后，泥砂和水分离，分离后的水进入回水区，通过补水泵泵送至沉井，继续循环利用。4.6 终沉措施终沉前操作：如果吸泥下沉到设计高程后，再进行整套的清基工作，容易对沉井底层造成扰动，使地基承载力下降。为保证工程质量，终沉阶段和沉井清基相结合进行，操作要点如下：（1）吸泥底面距设计高程2m时，减缓沉井吸泥下沉速度，加大分区中央的吸泥深度，使分区中心吸泥和清基同步进行，争取沉井刃脚达到设计终沉位置时，分区中央也完成清基工作。（2）使用只吸
29、不冲的方式进行吸泥，减少对基底土层的扰动。（3）在吸泥机底部增加弯头，用于隔墙下方吸泥清基。终沉措施：沉井与设计标高相差100cm时停止下沉施工24h，观测沉降情况。若沉井无明显沉降，则可一次性下沉到位，不采取其它止沉措施。若沉井有明显沉降，做好观测记录，待沉井无明显沉降时，查看观测记录表，计算24小时无明显沉降时间段之前沉井的沉降高度（Xcm）。说明沉井沉降此深度（Xcm）后刃脚埋处土体深度增加，下沉系数变小，不足以使沉井下沉。由于沉井设计底面标高与其往上100cm处标高处于同一地质层，则由此可推断沉井下沉到离设计标高Xcm时停止下沉施工，沉井即使有短时间的明显沉降，沉降深度不会超过Xcm即
30、会停止沉降。4.7 空气幕促沉措施本工程采用的空气幕布置在第二节沉井外壁上，由沉井外壁上布设的气龛、井壁内预埋的水平风管、竖向风管组成。当沉井沉入地面以后，隔仓内吸泥，以排除沉井底部正面阻力，再由地面上的供风系统将高压风经预埋的竖向风管、水平风管、从井壁上的气孔向外喷射，喷射出来的气体顺井壁逸出地面，在沉井周围形成了一层空气帷幕。这样就减小了土壤对井壁的摩阻力，促使沉井很快下沉。停止送风后，井壁与土壤之间又恢复了原来的摩阻力。1 气龛气龛在井壁表面上是个上宽20cm，下宽8cm，高20cm的倒梯形，在井壁上是个深3cm的凹槽，凹槽底部即为水平管。在立模时用木板将模板与水平管隔离，隔离间距为3c
31、m。在拆模后将木板凿除，清理出水平管，用电钻在在水平管上钻一个3mm气龛孔。图4-10 气龛结构示意图图气龛主要作用:沉井在下沉中，保护喷气孔与土壤不直接发生摩擦，并且使喷出的气体能均匀的扩散出去。2 气龛布置混凝土沉井气龛布置：把沉井第二节壁体四边分成八段。在沉井的立面上，每段布置四层气龛，上下层气龛错开排列。每层气龛间距125cm，相邻层气龛在水平间距上错开200cm排列。水平风管采用内径20mmPP-R管，每根水平管长31m和28 m，.通向同一水平段的气龛，水平风管两端向下弯曲，端头堵死。水平管向下弯曲部分，主要储存从喷气孔挤入管内的少量泥砂。图4-11 气龛平面布置图竖向风管采用内径
32、32mmPP-R管，每根竖管用塑料连通接头与相应水平段的水平管相连。竖向风管上端伸出沉井顶部，以便与地面风管相接。每次沉井接高时，每根竖管都要相应加长。图4-12 沉井壁体立面气龛布置图（长边） 图4-13 风管布置图3 压气设备压气设备为空气压缩机，风压须大于最深处的水压力与送气时的损失值之和，以水压强的22.5倍取用，沉井高41m，最大水压410KPa，现场使用的空压机最大可以达到1000KPa的风压，满足风压需求。各凹槽正常情况下的气体耗费量为0.020.03m3/min。设置应简捷，尽量短，并减少弯头和接头。4 压气下沉沉井下沉前，应对凹槽作压气检查、预埋管（水平管和竖管）须在每节模板
33、完全立好后再安装。操作时不能损坏预埋管，保持喷气孔畅通，清洁干净。刃脚下的泥土须清除，待正面阻力基本消除后，才开始压气下沉，先开井壁上层凹槽，再开下层，逐层开通。压气时间一般一次不超过1min。应尽量使风压机达到最大气压值，在凹槽开通经过一段时间喷气后，若不经除土，会使沉井下沉减慢时，须即时停气除土。停气须缓慢减压，不能将高压气体突然停止，易造成瞬间负压而使喷气孔内吸入泥砂被堵塞。在井外1m左右范围内的地面应低于约0.5m，并保持积水，以利于观察气翻情况。待刃脚下除土完，正面阻力基本消除后，才压气沉井。通过压气除土交替作业，使井沉于基底。4.8 下沉注意事项沉井平面尺寸巨大，下沉深度达到-36
34、.5m，要穿过粉质粘土（厚2.53.5m）、流塑状淤泥质粉质粘土（厚1516m）、稍密状中密状粉细砂（厚1822m）及中密状中砂（厚410m）等四种土层，各土层力学性质复杂，在下沉过程中难免会发生倾斜及平面、高程位置的偏差等施工误差，为了将施工误差降低到最小，在下沉施工中必须制定以预防为主，有偏必纠的施工措施。1、沉井下沉时引起偏斜原因分析沉井发生偏斜的情况有两种：倾斜和位移。引起偏斜的原因有多种，具体分析如下：1）沉井下沉过程中，地层厚度变化不均，层面的高差较大，沉井刃脚处所受反力和外侧壁所受摩阻力有较大不同，沉井有可能向受力较小的一侧偏斜。2）沉井后续节段接高时未对称进行，导致沉井受力不均
35、引起偏斜3）壁体混凝土的不对称浇筑引起偏斜4）隔仓内取土不均引起偏斜5）刃脚处取土不当被淘空引起偏斜6）地层中的不明障碍物没有及时发现引起下沉困难和偏斜2、下沉预防偏斜措施针对以上分析的各种原因，采取以下相应措施进行预防：1）沉井下沉过程中，采取对称均匀取土，严格控制取土深度，在取土过程中，保持刃脚部位有2m左右的土堤，同时保证取土坑坡度尽量平缓并尽量贴近隔墙踏面。2）下沉过程中，一旦发现沉井下沉困难和出现倾斜，需暂时停止取土施工，分析原因，若发现不明障碍物及时进行处理。3、下沉过程中特殊情况处理 1）沉井倾斜处理措施：沉井下沉过程中若向某一方向倾斜，则停止吸泥机对此方向的冲刷，着重对相对方向
36、进行冲刷吸泥，待沉井水平后再对称进行施工。图4-14 纠偏示意图2）平面偏移处理措施：沉井下沉过程中若向某一方向偏移，则停止吸泥机对相对方向的冲刷，着重对此偏移方向进行冲刷吸泥，此时沉井会向偏移方向发生倾斜，待其底面平面位置到达设计要求后，停止此方向冲刷吸泥，着重对相对方向进行冲刷吸泥，待沉井拨正后再进行对称施工。3）平面扭转处理措施：在一对角线两角除土，在另外两角填土，借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩，使深井在下沉过程中逐步纠正其扭转角度。 4）翻砂、涌水处理措施：停止下沉施工，往井内补水，观察翻砂、涌水现象是否止住。若此现象继续发生，打开降水井，并往井内持续补水直至不再发生翻砂、涌水
37、现象后再进行沉井下沉施工。5）下沉困难处理措施：综合监测数据，结合现场吸泥取土情况，分析查找原因，侧壁阻力、刃脚基地反力等均能反映沉井下沉时的情况，确定原因后及时采取对应措施。例如某一位置刃脚底部反力过大，结合现场吸泥锅底情况，判明是该区域土堤过厚还是刃脚底部有障碍物，及时处理。6）突沉控制措施：如果不能控制沉井内部的取土速度和取土范围，很可能出现突沉现象。主要采取两种措施解决突沉现象。一、向沉井内加水，增加沉井所受浮力，减小沉井下沉系数；二、突然下沉，往往是一侧或一角倾斜。这主要是外壁摩擦力突然减少或者井内挖土不均所致，应从不沉的一侧抓紧挖土，纠正偏斜，在纠正后均匀挖土下沉。4、下沉注意事项
38、1）沉井下沉施工严格按照施工组织方案进行，当前阶段的施工要考虑为后期的施工提供便利条件2）下沉施工中要勤测量，一般情况下每天至少对以下下沉指标测量三次，包括泥面标高、下沉速度、沉井四周高差、沉井平面位置坐标和高程，在首次下沉、终沉和穿越各种土层时要加大观测力度。3）沉井后续节段吊装接高要保证对称进行，混凝土浇筑要对称进行，隔仓内均匀取土。4）及时探明和发现土中的障碍物，并及时清理。4.9 下沉监测快速、实时、连续、直观地了解沉井下沉过程中的下沉量和不均匀下沉情况，为沉井下沉施工和纠偏提供依据。下沉过程中检测数据及时采集，出现下沉困难、下沉量过大、沉井变形等问题时分析数据，查明原因，及时处理。沉
39、井下沉测点布置：在模板顶面布置5个测点，混凝土浇筑时对5个测点进行监控，观测混凝土浇筑时测点的平面位置及高程，用以推算沉井的顶、底面中心坐标，指导沉井下沉施工。在沉井四壁和钢壳底部安装土压力盒，钢筋混凝土沉井在钢筋上安装压力应变计。下沉预警值：平面及高程相对偏位15cm。图4-15 沉井平面位置测点布置图图4-16 长江大堤沉降观测点布置图各个阶段检测频率如下表：表4-6 沉井监测频率表监测时期监测部位沉井姿态基底反力沉井侧壁压力沉井结构应力应变长江大堤沉降平面位置及高程隔仓内泥面标高接高期1d3d2d3d7d12h/下沉期4h1d12h1d1d4h4h沉井姿态：通过测量人员数据资料确定沉井整
40、体姿势是否正常，防止沉井变形。基底反力：通过安装在钢壳内部的压力盒采集下沉时土体对钢壳底部的反作用力，用于判断沉井下沉时钢壳混凝土的应力情况。侧壁压力：通过安装在沉井外壁上的压力盒采集下沉时土体对沉井的压应力，通过数据及时调整沉井姿态，防止沉井外壁混凝土受压过大。沉井结构应力应变：通过沉井内部钢筋上的应变计来判断沉井整体的应力情况，防止局部拉应力过大造成沉井开裂。长江大堤沉降：通过长江大堤上的九个沉降观测点来判断沉井下沉对长江大堤的影响情况。平面位置及高程：通过沉井顶面的位置及高程数据，确定沉井的顶、底面的中心位置，通过与设计值的比较，确定下沉过程中的纠偏方法。坑内泥面标高：不排水下沉过程中，
41、不能直观的对沉井内土体进行地形观测，需要使用测绳及时的对作业隔仓进行泥面测量，用于控制吸泥部位。下沉监测数据采集后及时进行分析处理，若有异常情况，及时汇报处理，对沉井下沉及时作出相应调整，指导下沉施工。每周上报周报说明阶段下沉状况。五、安全施工保证措施1 施工人员安全保证措施1）对现场施工人员进行“三级”安全教育。2）塔吊作业人员，必须严格执行安全操作技术规程，杜绝违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的“三违”现象。3）遇风力超过6级以上强风时停止高处作业，采取安全措施。4）高处作业时，禁止一手携物，一手扶梯上下，使用的工具、拆装的零部件，用吊桶、吊袋装妥后用绳索传递，严禁下掷上抛，作业现场下方一
42、定范围内禁止人员停留。2 高处作业安全保证措施1）从事高处作业的人员必须持证上岗，并认真遵守安全施工规定，衣着要灵活，禁止穿硬底和带钉易滑的鞋。3）高处作业要设防护栏杆，支持安全网和安装防护门，操作人员要系安全带。4）高处作业物料要堆放平稳，不可放置在临边和洞口附进、凡有坠落可能的，要及时撤出或固定以防跌落伤人。5）发现安全设施有缺陷或隐患，及时报告处理，对危及人身安全的，必须停止施工，消险后再进行高处作业。6）任何人不允许移动和擅自拆除安全标志，确实因工作需要须经工长批准后移动和拆除，之后重新安装好。7）高空上作业安全设施要经常检查，处于良好状态。8）梯子不得缺档，不得垫高使用，横档间距以3
43、0mm为宜，使用时上端要扎牢，下端采取防滑措施，禁止二人同在梯上作业，如接长使用，应绑扎牢固。在通道处使用梯子，需设置围栏。3 施工用电安全保证措施1）现场电路要有作业设计、平面设计，电器拉线、设闸要规范，按照方案操作。2）用电器要有漏电保险装置，一一保险。3）大风或雨后启用电器前，要由专业人员检查，电路电闸要严格防潮防雨。4）在电器设备处设置标志牌。5）在电器设备及线路上进行工作前，均应检查是否有电，设备的所有部分都不带电时，方可工作。6）施工现场用电，要做好线路的绝缘，必须做到24小时有电工在现场值班，随时掌握施工现场的用电情况。7）各类电动工具，要管好、用好、经常清洗、注油，严禁机械带“
44、病”运行，各类防护罩应完整无缺。8）电气设备所用保险丝的额定电流应与其负荷容量相适应，禁止用其它金属代替保险丝。4 机械设备安全保证措施1）机械设备必须要有出厂合格证，有设备性能、使用、维修、保养、说明书。2）设备物资部门将所有机械设备进行的例行检修、运行状态技术资料建立档案。收集好机械设备的年检合格证书。3）机械设备的性能满足工程要求，安全装置及安全设施齐全，控制系统灵活可靠。4）设备的维护保养和使用定员专人管理，以保持设备处于最佳运行状态。5）机械设备（车辆）的操作人员、驾驶员，必须严格执行“安全技术操作规程”，不准违章作业，严禁酒后操机作业和驾驶作业。6）各特种机设备（车辆）的操作及司驾人员，必须有主管部门核发的安全上岗证（驾驶证），严禁无证上岗作业。5 大风天气安全保证措施1）临时驻地、临时加工场地建设时考虑大风的影响。2）工程施工设计时充分考虑大风等工况影响，确保施工期间设施的结构安全性，必要时采取临时加固措施。3）大风来临前，合理安排施工生产。4）对塔吊、龙门吊等大型设备，大风来临前作好加固等工作。6 大雾天气安全保证措施1）高度重视大雾天气的应对工作，加强领导。发生大雾立即启动相关预案，最大限度减轻大雾影响。2）切实落实应对措施。气象部门发布大雾预警信号期间，暂停室外高空、吊装、模板和脚手架等装拆作业；采取措施，防止基坑工程、场内运输、施
