現(xiàn)代氣壓沉箱施工封底技術(shù)

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【摘要】現(xiàn)代氣壓沉箱封底施工是在沉箱下沉到位以后,對沉箱下部工作室進(jìn)行自動填充的一種新型施工工藝。該工藝預(yù)先在沉箱底板(即工作室頂板)制作時即按一定間距預(yù)埋導(dǎo)管,采用泵車直接向工作室內(nèi)澆筑自流平混凝土,以保證混凝土在泵車壓力及自重壓力下可以在一定范圍內(nèi)自然攤鋪,直至封底混凝土充滿整個工作室空間。封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度后,再對其與底板之間的空隙處進(jìn)行壓混凝土水泥漿處理?！娟P(guān)鍵詞】地鐵隧道風(fēng)井氣壓沉箱封底技術(shù)

  0前言   隨著我國城市化進(jìn)程的加速,大量的城市地下建筑物在沿海軟土地區(qū)興建,城市地下空間的開發(fā)和利用將越來越成為城市發(fā)展的趨勢;同時高層建筑、地鐵、港口、橋涵、重型地下構(gòu)筑物的建設(shè)對地下建構(gòu)筑物和基礎(chǔ)埋置深度要求也越來越高,地下空間開發(fā)利用隨之也進(jìn)入了向更大深度發(fā)展的態(tài)勢[1-3]。   在城市中心建筑物密集區(qū)開挖建設(shè)大深度地下空間,往往面臨施工場地狹小、周圍重要設(shè)施眾多的情況;同時,地下施工在開挖時往往會引起地下水位的降低,進(jìn)而導(dǎo)致周圍地基的沉陷,嚴(yán)重時可能會引起周圍地基的塌陷,給鄰近建(構(gòu))筑物和地下市政設(shè)施帶來嚴(yán)重的影響;另外,市區(qū)地鐵隧道、地下高速道路、共同溝以及豎井風(fēng)井系統(tǒng)工程的施工往往受到各方面的限制。相比之下,氣壓沉箱工法在許多情況下能適應(yīng)上述的特殊需求,因而在工程應(yīng)用中具有不可替代的競爭力及廣泛的應(yīng)用前景[4]。   本文結(jié)合上海市軌道交通7號線12A標(biāo)段浦江南浦站～浦江耀華站區(qū)間中間風(fēng)井氣壓沉箱工程進(jìn)行了分析,重點(diǎn)研究了氣壓沉箱施工中的封底技術(shù)措施,以期為今后大型地下工程的設(shè)計和施工提供一定的參考。   1新型施工封底技術(shù)特點(diǎn)   傳統(tǒng)的氣壓沉箱封底工藝是在沉箱下沉到位后,將填充物(混凝土、或砂土等)通過物料塔一斗斗地運(yùn)輸至下部工作室內(nèi),同時工作室內(nèi)采用人工在高氣壓下將填充物均勻攤鋪到工作室內(nèi),直至填滿。該工藝由于人工在高氣壓下作業(yè),操作空間小,施工環(huán)境十分惡劣,施工效率極低。   氣壓沉箱新型封底施工工藝是在氣壓沉箱施工中,當(dāng)沉箱下沉到位以后,對沉箱下部工作室進(jìn)行自動填充的一種新型施工工藝。該工藝采用預(yù)先在沉箱底板(即工作室頂板)制作時即按一定間距預(yù)埋導(dǎo)管,導(dǎo)管直徑與混凝土泵車尺寸相對應(yīng)。在沉箱下沉過程中,導(dǎo)管上端采用閘門封堵。當(dāng)沉箱下沉到位準(zhǔn)備封底施工前,在沉箱底板上采用長導(dǎo)管一段與底板預(yù)埋導(dǎo)管連接,另一段與地面泵車導(dǎo)管連接。采用泵車直接向工作室內(nèi)澆筑混凝土。封底混凝土要求采用自流平混凝土,以保證混凝土在泵車壓力及自重壓力下可以在工作室內(nèi)一定范圍內(nèi)自然攤鋪。當(dāng)一處澆筑完畢后,泵車移到下一導(dǎo)管處繼續(xù)澆筑,直至封底混凝土充滿整個工作室空間。封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度后,再對其與底板之間的空隙處進(jìn)行壓混凝土水泥漿處理。   2封底施工技術(shù)要求   沉箱下沉到位后,應(yīng)進(jìn)行8h的連續(xù)觀察,如下沉量小于10mm,即可進(jìn)行封底混凝土澆筑施工。   封底前須將挖掘機(jī)等主要設(shè)備拆除后,再進(jìn)行封底施工。具體做法為:在底板結(jié)構(gòu)制作時在底板上分三排,共布置15個預(yù)留管,在沉箱下沉期間預(yù)留管在底板上采用上下雙道閥門臨時封堵。開始封底時,將隔艙內(nèi)的壓艙水抽除,然后將泵車導(dǎo)管與預(yù)埋管上口相連,打開閘門,利用泵車壓力將混凝土壓入工作室內(nèi)。一處澆筑完畢后,將閘門關(guān)閉。然后將混凝土導(dǎo)管移至下一處進(jìn)行澆筑施工。   由于封底前需拆除工作室內(nèi)的設(shè)備,封底可分兩次進(jìn)行:   (1)第一次封底僅封堵鍋底部分及刃腳地面以上1m左右,以方便設(shè)備拆除施工。在封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后,可適當(dāng)降低工作室氣壓后,作業(yè)人員再進(jìn)入工作室內(nèi)拆除設(shè)備。同時也便于作業(yè)人員將刃腳部分浮泥清洗干凈,以保證第二次澆筑封底混凝土?xí)r能與刃腳緊密結(jié)合。   (2)在主要設(shè)備拆除后,進(jìn)行第二次封底混凝土的澆筑。在封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度前,工作室內(nèi)應(yīng)維持足夠的氣壓。在封底結(jié)束后,通過底板處預(yù)埋注漿管壓注水泥漿進(jìn)行空隙填充。   施工中應(yīng)利用多輛泵車連續(xù)澆筑,并保證混凝土澆筑的連續(xù)性。為保證混凝土能夠充滿整個工作室,必須保證混凝土有較大的流動性,因此混凝土的坍落度不宜小于20cm。澆筑順序?yàn)?從刃腳處向中間對稱順序澆筑。在混凝土澆筑前刃腳處的土應(yīng)盡量掏除干凈。向室內(nèi)澆筑混凝土?xí)r,由于工作室內(nèi)氣體空間逐漸縮小,可將底板上設(shè)平衡閥適當(dāng)放氣,以維持工作室內(nèi)氣壓的穩(wěn)定。由于封底混凝土與底板之間可能存在空隙,可在封底結(jié)束后,通過底板處預(yù)埋注漿管壓注水泥漿進(jìn)行空隙填充。注漿管布置在底板與井壁結(jié)合處等封底時易形成空隙處。最后封底混凝土基本充滿沉箱底部工作室,此時應(yīng)維持物料塔及人員塔內(nèi)的氣壓不變,待封底混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后再停止供氣。   在封底后進(jìn)行底板預(yù)留孔的封堵。   3封底施工實(shí)施步驟   具體施工封底施工步驟如圖1。4結(jié)語   該工藝避免了人工在高氣壓下進(jìn)行封底作業(yè)時工作環(huán)境惡劣、施工效率底等缺點(diǎn)?？蓪?shí)現(xiàn)沉箱工作室內(nèi)無人化作業(yè),改善了工作環(huán)境,提高了工作效率。同時采取自流平混凝土澆筑,后壓漿填充等手段,可確保沉箱封底質(zhì)量。     [1]劉建航,侯學(xué)淵.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.   [2]徐安軍,王建華,丁勇春.上海地鐵明珠線二期西藏南路站基坑施工技術(shù)[J].巖土工程學(xué)報,2006,28(1):399-403.   [3]李耀良,王建華,丁勇春.上海地鐵明珠線二期西藏南路站地下連續(xù)墻施工技術(shù)[J].巖土工程學(xué)報,2006,28(1):1664-1672.   [4]鄒大慶.沉箱工法[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2003,21(2):201-203.