一種地下管廊積水井開挖方法與流程
2023-05-16 05:17:06
本發明涉及建築施工領域，具體地說，涉及一種地下管廊積水井開挖方法。
背景技術：
城市地下管廊是在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通訊、燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集於一體，設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理，是保障城市運行的重要基礎設施。在地下管廊施工中，各種複雜地質條件下開挖土方工程量大、施工難度高，尤其是管廊的底板中又要向下開挖2m～3m的積水井，土方開挖要將地下水位降低到積水井以下，要想將水位降到底板下3m左右並不容易，即使水位降低到底板下3m左右，如遇流沙則會向內坍塌，積水井井壁難以成型，故積水井施工就成為整個工程制約因素。傳統作法就是放坡明挖，通過放坡防止流砂坍塌。傳統放坡明挖工藝施工如圖1所示，先大開挖超過積水井9的深度，並在積水井9外開挖更深的臨時積水坑8，再用泥漿泵7將臨時積水坑8中的水砂抽送到沉澱區。將積水井9下墊300mm～500mm厚石子，將dn150左右的鋼管(未示出)用電焊開成花管，然後用密目網包緊，作為積水管，將積水管的一端掩埋在石子層中，積水管的另一端接入臨時積水坑8中，將地下水導流到臨時積水坑8，等待地下水外排完畢後，支模澆築墊層混凝土6，作防水後支設內模、外模，綁紮鋼筋，和底板混凝土5同步澆築積水井混凝土5，形成積水井9。傳統方法工藝複雜，開挖量大，將積水排出的時間長，回填混凝土量大，費用高，遇流沙層很難成型，造成整個管廊工期滯後，而且後期滲漏可能性大。
技術實現要素：
為解決傳統方法開挖積水井工藝複雜、費用高、開挖和混凝土回填量大的問題，本發明採用沉井輔助開挖地下管廊積水井，開挖時沉井形成移動的擋砂牆，防止流砂進入，保障施工質量；同時沉井內壁可以直接做外防水層，不必再澆築混凝土墊層，減少了挖土量及混凝土墊層量，降低了施工成本；並且，沉井的井壁作為積水坑的外模，省略了常規技術中要支設外模的步驟，提高了施工效率。
一種地下管廊積水井開挖方法，包括以下步驟：根據積水井的設計尺寸製作沉井，並將沉井豎直放置在積水井的設計位置的上方，其中，所述沉井為上下不封閉的井筒，所述沉井與所述積水井同軸放置；開挖積水井，直至沉井下沉到沉井井壁的下端面低於積水井設計井壁的下端面；確認沉井無下沉現象後，在沉井底部澆築混凝土墊層；將沉井內積水抽排出去；以沉井的井壁為外模，在沉井內支設內模，並澆築積水井的底面和側壁，從而製成積水井。
優選地，開挖積水井的步驟包括：在沒有遇到地下水之前採用人工或機械挖掘土方；在遇到地下水後，採用水射流衝射泥砂，形成混漿，並利用泥漿泵將所述混漿抽送至地面。
優選地，澆築混凝土墊層時，對混凝土不振搗。
優選地，將沉井內積水抽排出去後檢查混凝土墊層是否滲漏，如有滲漏，在對滲漏處進行封堵後再支設內模。
優選地，採用墊塊糾正沉井下沉偏轉。
優選地，若沉井的某一側下沉過快，則用一個或多個墊塊墊在所述某一側井壁的底面，減緩所述某一側的下沉速度。
優選地，若沉井的某一側下沉過快，則停止向所述某一側衝射高壓水射流，減緩所述某一側的下沉速度。
優選地，所述混凝土墊層的厚度是300mm～500mm。
優選地，混凝土墊層中包括多個鋼筋網片。
優選地，沉井的內側橫截面尺寸大於積水井的內側橫截面尺寸。
附圖說明
通過結合下面附圖對其實施例進行描述，本發明的上述特徵和技術優點將會變得更加清楚和容易理解。
圖1是表示積水井傳統施工方法的示意圖；
圖2是表示本發明實施例的採用水射流加速沉井下降的方法的示意圖；
圖3是表示本發明實施例的積水井的結構示意圖；
圖4是表示本發明實施例的具體實例的地下管廊的橫截面圖。
具體實施方式
下面將參考附圖來描述本發明所述的地下管廊積水井開挖方法的實施例。本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，可以用各種不同的方式或其組合對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用於限制權利要求的保護範圍。此外，在本說明書中，附圖未按比例畫出，並且相同的附圖標記表示相同的部分。
地下管廊積水井是從管廊底板向下方豎直延伸的井筒，在地下管廊施工中，先需要開挖形成管廊底板，再從管廊底板向下挖掘形成積水井。圖2是表示本發明實施例的採用水射流加速沉井下降的方法的示意圖；圖3是表示本發明實施例的積水井的結構示意圖。參照圖2-3，該積水井開挖方法包括以下步驟：
首先，根據設計積水井11的尺寸製作沉井10，該沉井10為柱狀上下不封閉的井筒。可以採用混凝土澆築的方式製作沉井10。不過本實施例並不限制沉井10的製作材料，沉井10也可以採用例如鋼材或鋼筋混凝土等材料製成。將沉井10豎直放置在積水井11的設計位置，並使得沉井10與積水井11同軸。由於沉井10下沉到位後，沉井10將作為積水井11的外模，在沉井10內再支設內模(未示出)，在內模和外模之間澆築積水井11。因此，沉井10的內側橫截面尺寸應該大於積水井11的內側橫截面尺寸。例如，沉井橫截面為矩形的，則沉井的長、寬應相應地大於積水井11的長、寬，沉井橫截面為圓形的，則沉井的內徑應大於積水井11的內徑。
然後，開挖積水井11，從沉井10內向外挖土，在沒有遇到地下水之前可以人工挖掘，採用卷揚機向外吊裝土，或者也可以採用機械挖掘。在遇到地下水後，則採用高壓水槍15向沉井10內衝射高壓水射流，將水和泥砂混合為混漿17，並利用泥漿泵16將沉井10內的混漿17抽送至地面沉澱區，能夠加快沉井10下沉速度。由於沉井10的阻隔，能夠防止沉井10外側的泥砂向沉井10內側坍塌，沉井10形成移動的擋砂牆，防止流砂進入。隨著泥砂不停混合外排，沉井10逐漸下沉到位。所謂下沉到位是指沉井10的井壁下端面應低於設計的積水井11的井壁的下端面，以便為澆築混凝土墊層和積水井底層留出空間。沉井10下沉到位後觀測一段時間，例如24小時內查看沉井10是否還有下沉現象，直至沉井10位置固定不變。
然後，確定沉井10靜止不動後，採用防水混凝土澆築混凝土墊層101，由於沉井10內還有積水，因此在澆築混凝土的時候不振搗，一次澆築完成，因為在水中振搗混凝土會離析，造成水泥漿流失，會影響混凝土的強度。
最後，將沉井10內的積水抽排到地面，澆築積水井11，即用混凝土澆築積水井11的井底面111和井壁112，沉井10作為積水井的外模，在沉井10內支設內模(未示出)，並綁紮鋼筋113，進行澆築，即可完成積水井11的澆築。
以上描述中沒有描述混凝土澆筑後進行養護的說明。實際上通常混凝土澆筑後會養護3天～5天，視天氣情況決定養護時間，冬、春季長些，夏、秋季短些。
本實施例採用沉井輔助開挖地下管廊積水井，開挖時沉井形成移動的擋砂牆，防止流砂進入，保障施工質量；同時沉井內壁可以直接做外防水層，不必再澆築混凝土墊層，減少了挖土量及混凝土墊層量，降低了施工成本；並且，沉井的井壁作為積水坑的外模，省略了常規技術中要支設外模的步驟，提高了施工效率。
在一個可選實施例中，沉井10下沉過程中可能會產生傾斜，因此需隨時觀測，及時糾偏。如果沉井10的某一側下沉過快，則停止向該側衝射高壓水射流，減緩該側的下沉速度。
在一個可選實施例中，如果沉井10的某一側下沉過快，還可以用一個或多個墊塊(未示出)墊在沉井10下沉快的一側井壁底面，起到阻沉作用，待兩側下沉量相同時，再將墊塊撤出。墊塊可以採用施工中常見的木方。
在一個可選實施例中，澆築混凝土墊層101後檢查是否滲漏，並進行堵漏後再澆築積水井。大規模滲水則用粉狀堵漏劑進行封堵，輕微滲水則採用鑽孔注漿的方式堵漏。
下面參照圖4以具體實例來說明，圖4是表示本發明實施例的地下管廊的具體實例的橫截面圖。某地下管廊為三倉結構，包括電氣倉1、水熱倉2、燃氣倉3。三個倉的尺寸相同，倉外壁厚是350mm，內壁厚是300mm，淨高是2.7m，頂板、底板的厚是400mm。燃氣倉3的底板以下有長×寬×深為1.8m×1.8m×2.2m的積水井11，積水井11的壁厚400mm，底板厚500mm。根據積水井11的尺寸，確定沉井10的內側的淨尺寸長×寬×深為2.6m×2.6m×3.0m～3.2m，而對應的封底混凝土墊層厚約為300mm～500mm，沉井10的壁厚200mm。在現場綁紮鋼筋、支模、加固後，用吊車吊至積水井11的位置，澆築沉井10，在澆築的混凝土中還可以設置多個例如φ14×200mm的鋼筋網片，以增強結構強度。在混凝土養護2天～5天後拆模。如無地下水可直接開挖，人工裝土用電動小型卷揚機向外吊土，遇到地下水則用高壓水槍將水和泥砂衝射成混漿，用泥漿泵將混漿一起抽至地面積澱區。隨著泥砂不停攪動外排，沉井逐漸下沉到位。沉井下沉過程中觀察沉井的下降情況，隨時糾偏。觀察沉井某一側下沉過快，就停止水力衝射某一側。如果還不能糾偏，則可以用木方墊在沉井下沉快的一側井壁底面，起到阻沉作用。沉井下沉到位後，停止抽水，觀測24小時以上，待確定沉井靜止後，採用c30p6防水混凝土澆築混凝土墊層，一次澆築到位，不振搗。混凝土養護3天～5天將積水抽出，確認無滲漏後在沉井10內做防水，並綁紮鋼筋、支內模，然後即可澆築混凝土，形成積水井11的井壁和井底面。
本發明採用沉井輔助開挖地下管廊積水井，開挖時沉井形成移動的擋砂牆，防止流砂進入，保障施工質量；同時沉井內壁可以直接做外防水層，不必再澆築混凝土墊層，減少了挖土量及混凝土墊層量，降低了施工成本；並且，沉井的井壁作為積水坑的外模，省略了常規技術中要支設外模的步驟，提高了施工效率。
以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。