钻吸排土沉井工法

钻吸排土沉井工法(YJGF10-92)上海市隧道工程公司钻吸排土沉井施工技术是软土地层中不排水下沉的工艺，其通过特制的钻吸机组，在水中进展对土体的切削裂开以及同时完成排泥工作，从而使沉井下沉到达设计标高。该工艺无振动、无噪声、对环境影响小，具有技术先进、经济合理、施工安全牢靠、下沉质量保证等优点。随着城市根底工程建设的进展，沉井施工对相邻环境的影响引起各方面的关注，为此上海市隧道工程公司在1984年立题开发争论钻吸排土下沉工艺，经过多年来的工程实践，已取得较好的经济效益和社会效益，并于1988年通过上海市政工程局组织专家鉴定，到达了国内首创的先进技术水平，1989年荣获上海市科学技术进步三等奖。这项技术通过上海市延安东路二号竖井等工程的施工实践，得到专家和有关部门的好评。一、工法原理在软土地层中沉井承受不排水下沉施工，有多种不同方式的施工技术，但在水中破土排泥始终是难度较大的关键技术，而钻吸排土沉井是一项牢靠、高效的不排水下沉的手段。该工艺在水中破土是以潜水钻机为主要动力，在水下对土体进展强制式的机械切削，并辅以高压水枪将裂开土体捣成泥浆，然后由潜水砂泵进展反循环排泥。沉井不排水下沉时，可由提升吊机将钻吸机组作水平或垂直方向移动，合理地按下沉要求进展有秩序的钻吸破土，还须配以必要的助沉措施，以提凹凸沉工效，使沉井按要求平稳地下沉到位。二、主要施工设备钻吸法沉井组成系统钻吸排土工艺中的工作主机是钻吸机组，还应相应地配置供水、供电、吊机、输送管路、排放泥浆管路、泥浆沉淀池和助沉设施等局部有机地组合成一个系统。1)主要设备简解钻吸机组由二台GZQ—1250AQ4PSφ1250笼式钻头，运转时二台钻机呈相反方向旋转，并在钻头上端的周圆方向设有旋转式水力冲枪，扩大钻吸破土范围。潜水砂泵安装在二台钻机中间，可直接将钻机破土后的泥浆提升排出。150m3/h，应视沉井所处的地质条件合理选用工作水的压力，并按工程规模选用钻吸机组的数量，再确定多级泵的设置台数以满足施工需要。1主要机具设备系统示意图1—取水泵；2—增压泵；3—高压水管；4—50t吊车；5—电缆卷筒；6—防水电缆；7—浮标；8—钻吸机；9—泥浆管；10—沉淀池；11—溢流槽供电钻吸机组功率为74kW/箱皮漏电保护装置，再经电缆转盘将防水电缆缓缓放入水中向钻吸机组供电，防水电缆应随着钻吸机组的工作位置而不断变化。配电箱应设有电压、电流等仪表，可直接反映钻机在水下的工作状况，以便有效地把握钻吸机组的工作速度。提升设备有足以提升钻吸机的力气，并能有效地把握钻吸机组的垂直和水平向位置、下沉钻吸速1.5—2三、工法特点具有水中破土排泥效率高、劳动强度低、安全牢靠等优点。由于钻吸机具有切削裂开土体和高压水扩孔造浆的双重功能，加上潜水砂泵置于二台钻机中间能连续不断地抽吸较高浓度的泥浆，集破土排泥于一组合机组，是不排水下沉施工中最为简练有效的施工工艺。在饱和含水的软土层中施工，能适应各类土质的地层状况，并已得到广泛的应用，特别是在有环境保护要求的条件下，本工法能成功地削减地表沉降量，并能有效地把握下沉对相邻建筑物产生的影响。能在作业面上直接把握水下破土工作，避开了水下作业的缺乏。施工中按挨次操作，可均匀有序地分层破土排泥，使沉井平稳下沉，可避开沉井施工中抓挖深锅底、突沉和超沉等现象，确保下沉施工质量。钻吸法沉井下沉机械化程度高，不需要潜水员水下作业，大大地减轻了施工人员的劳动强度，改善了劳动环境，提高了水下作业施工的安全度。四、适用范围钻吸法沉井经多年来的工程实践，显示了它对深大型沉井的优越性和对环境保护的特别作用，为不排水沉井施工供给了一种工效高、速度快的方法。在不排水条件下，避开了沉井开挖面与地下水位的水头差，防止了下沉过程中的流砂、涌土、塌方等现象，能有效把握沉井四周环境的地表沉降。本工艺能广泛适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等软土地基中的不排水沉井施工，尤其适用于城市区域的深大型沉井工程。五、工艺流程1.2)六、施工操作要点1.钻吸机组施工阶段操作要点钻吸机组制造完毕，应按机组设计要求检查验收，同时对潜水电机潜水砂泵、电缆接头等作好绝缘电阻的测试工作，验收合格前方能允许使用。做好钻吸机组操作规程的技术交底工作，并按工种人员的配备分工明确，各司其职，严格培训和操作。机组上端的供水、排泥连接软管和电缆，应在适当的位置上设绑一根附加吊索，并在钻吸排土过程中按钻机置态作相应的吊放，以保持软管较好的形态，防止软管、电缆损坏而影响施工。按钻吸机组的有效工作范围，在沉井工作面上作出纵横钻吸定位标志，使机组吊放时不致进入结构区域，防止机组移位时同竖井构造碰撞。机组就位正确后，启动钻机和砂泵，按钻进速度8cm/min缓慢吊放，待机组切入土层50cm后，翻开高压水阀，并连续下放钻机，下放速度由电气把握装置的电流监测表把握，工作电不应大于额定值，但主吊钢索应始终处于受力状态，制止在钻吸过程中放松主吊钢索。机组在不平坦基底或不均匀土层内钻吸施工时，应防止机组自转、倾斜等现象。2.钻吸排土沉井操作要点钻吸下沉施工中，必需执行“定位正确、先中后边、对称钻吸、深度适当”的原则，操作中可按“沉多少钻、沉少多钻”规律来实施。钻吸施工前应正确把握井内水位和锅底土面的标高，并认真把握好钻吸过程中进排水量对井内水位的变化，井内水位不得低于允许水位标高。沉井钻吸下沉时，应分层均匀、对称地钻吸，钻吸超前深度不宜大于2.5m。多格仓沉井施工时，0.5—1m钻吸中应用测量和量测数据反响指导下沉工作，并应合理配套使用助沉措施，使其形成一个完整的下沉程序。七、劳动力组织钻吸排土沉井施工必需连续作业，每班工种人员配备见表1(按每台机组的台班人员)。1八、质量标准本工法施工的质量标准，可参照《上海市地基根底设计标准》DBJ08—11—89和国家标准《建筑工程质量检验评定标准》GBJ301—88施工过程中还须随时做好施工监测和记录工作，并加强施工期间对四周构筑物的沉降观测，把对地表沉降影响列入本工法的质量标准。九、安全措施应严格遵照国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》和上海市建设委员会、上海市政工程治理局颁发的有关安全规定实施，并应在施工中特别留意：施工前必需对钻吸机组进展绝缘电阻的测试，达不到额定数值不得使用。当钻吸机在水中工作时，施工人员不得进入水域。钻吸机组未进入水域作业时，一般不宜开启高压旋转水枪，以防高压水损害状况的发生。当钻吸机组不能按要求下钻时，不得实行冲击的钻进方式，必需慎重查明缘由，排解障碍前方能连续操作。十、效益分析在特定的施工环境条件下，既要把地表沉降影响把握在最小限度，又须承受不排水下沉方式施工时，承受本工法能获得明显的经济效益和社会效益。在深大型沉井的不排水下沉施工中，本工法出土效率高、施工速度快、下沉质量好，更能显示可观的经济效益。十一、工程实例上海市延安东路隧道的二号竖井工程是隧道施工的关键工程28.2m24.3m33.36m，竖井分五次制作、三次下沉的施工方案。第一次下沉9m深度承受轻型井点降水，水力机械化排水下沉。其次次下沉均承受钻吸法排土不排水下沉。在承受钻吸法沉井工艺的施工过程中，还辅以沉井