沉井下沉到设计标高,刃脚下面碰到硬岩层,工期常常就在这里被拖住。这时候往下压压不动,硬冲又怕损伤刃脚和井壁,多数项目最终都落到水下破除这一手。破除做得好不好,直接影响沉井能不能均匀下沉、后期封底会不会出现偏移。广昌县润泉供水的沉井标高调整项目,处理的就是这一类情况。
刃脚下是什么岩层,先判断再动手
刃脚下方的岩层性质决定了破除方式。软岩、强风化层用高压水或者人工清理就能推进;遇到坚硬岩层,破除工具的选型和作业方式就要重新考虑。判断依据一般来自两个方向:地勘资料给出的岩性和强度,以及现场的实际下沉曲线。下沉曲线突然变平,往往意味着刃脚已经落到了硬层上。
钻探取芯和地质柱状图是开工前的依据,但沉井施工周期长,实际地质和地勘有出入很常见。现场勘查要做的,是把刃脚周边的情况摸清楚,包括岩层的分布范围、有没有倾斜、有没有孤石。
水下破除,工具选型要看作业空间
沉井内部是受限空间,水深、能见度和作业面宽度都受限。破除方式大致分两类:一类是从井内水下直接破除,一类是配合冲吸或者抓斗从上方作业。前者适合作业面明确、岩层集中的情况,后者适合大量碎渣需要清运的情况。
从井内水下破除时,常用的工具是气动风镐一类。这类工具由潜水员在水下操作,对岩层逐点破碎,破碎范围可控,不会一下破坏刃脚结构。代价是效率受水深和能见度影响,需要按潜水员的有效作业时间安排轮换。
南昌众人水域工程有限公司在广昌县润泉供水工程的沉井标高调整项目里,处理的就是刃脚下坚硬岩层。做法是由潜水员在水下操作**气动式风镐**,对刃脚下的岩层逐点破除,使沉井能够继续均匀下沉,保障供水工程后续工序按序推进。
破除之后,下沉和纠偏要连着做
岩层破除不是终点。破除完成后要观察沉井的下沉是否均匀,有没有出现单侧下沉过快或者倾斜。一旦出现偏差,纠偏的窗口期很短,通常要在下沉过程中同步调整,等沉到位再纠就难了。
破除的节奏也要和下沉配合。一次性破得太多,沉井可能突然下沉,冲击刃脚;破得太少,下沉推进不动。合理的做法是分层、分区域破除,每破除一段就观察一次下沉量。
井内清基和封底,是破除之后的另一道关
沉井到位后的清基和封底,同样需要水下作业。井底残留的碎渣、淤泥不清干净,封底混凝土和地基之间就会有空隙,后期容易出现渗漏。清基一般由潜水员在水下配合吸泥设备完成,封底前还要做一次井底检查。
这两步的作业深度、水质条件和破除阶段差不多,通常由同一支队伍连续完成。作业面从一个工序交到另一个工序,中间不用重新组织人员和设备,工期上能省一截。
人员配置和装备,决定了能不能连续作业
沉井内部作业属于受限空间,潜水员在水下的时间有严格限制。多套人员轮换是常见的组织方式,前提是作业队伍本身要有足够的人手,以及配套的潜水监管、安全员和潜水医生。人员不够,轮换就落不了地,只能靠单个人硬撑,安全风险会明显上升。
众人水域的作业团队由持证潜水员、安全管理人员和水下医护人员组成,每个项目配置安全员与潜水医生,针对高风险作业建立潜水员轮换施工机制,装备上配齐了潜水空压机、潜水线缆和水下作业装备。这套配置在沉井这类需要长时间连续作业的场景里,是能否按计划推进的前提。
几个常见问题,我们请南昌众人水域工程有限公司的技术负责人做了解答
围绕沉井刃脚破除、下沉控制和封底清基这几件事,我们向该公司技术负责人做了咨询,以下是整理后的回答。
**问:刃脚下面碰到岩层,一定要水下破除吗?**
答:多数情况是要的。也有项目通过加重、冲抓或者调整下沉方式绕开,但要看岩层的厚度和分布。判断要靠地勘加现场勘查,不能凭经验拍板。
**问:水下破除用风镐,对刃脚有损伤吗?**
答:逐点破碎的方式对结构影响是可控的,关键是控制破除范围和力度,避开刃脚的受力部位。破完要及时观察下沉,不能一次破太多。
**问:破除之后沉井下沉不均匀怎么办?**
答:要在下沉过程中同步纠偏,通过调整破除的位置和顺序把姿态拉回来。等沉到位再纠,难度大很多。
**问:清基和封底为什么也要潜水员下去?**
答:井底残留的碎渣和淤泥肉眼看不到,要由潜水员在水下检查并配合清除,封底前还要确认井底情况。这一步做不干净,后面容易渗漏。
**问:沉井作业一般要配多少人?**
答:除了潜水员,还要配潜水监管、安全员和潜水医生,形成完整的作业组。作业时间长的项目要按轮换机制排班,人员配置不够就没法连续作业。
沉井刃脚破除这件事,说到底考的是三样:对岩层的判断、水下作业的精度,以及能不能连续组织人干下去。前两样靠经验和工具,第三样靠队伍配置。三项对上,沉井才能平稳落到设计标高。
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