传统中继间的结构形式及沉井等

传统中继间的结构形式传统中继间主要有前加长型T型套环、特殊管、后特殊管和中继间油缸、均压环等组成。

前部是一个与T型套环相类似的密封圈和接口。

中继间壳体的前端与 T型套环的一半相似，利用它把中继间壳体与混凝土管连接起来。

中继间的后特殊管外则设有两环止水密封圈，使壳体虽在其上来回抽动而不会产生渗漏。

中继间油缸被夹箍固定在壳体上。

油缸不论数是多少均应均布在壳体内。

油缸头尾两头均与均压钢环联接，均压钢环与混凝土管之间有一环衬垫。

衬垫多用厚20mm左右的松板或夹板做成。

在推进过程中，中继间油缸推到行程以后，自己不能缩回，因为它是单作用油缸。

只有当后部往前推进时，中继间的油缸才能缩回。

管道顶通后，拆除中继间油缸，继续推进直至合拢。

第四节沉井工程施工沉井适用于建筑物和构筑物的深坑、地下室、水泵房、设备深基础、墩台等工程。

沉井的结构类型较多，通常采用钢、混凝土及钢筋混凝土结构。

其几何形体，有圆形、方形、矩形及多边形等。

其中圆形沉井构造简单，易于控制下沉位置，受力（土压、水压）性能好，应用较广。

从施工作业角度讲，沉井形式以圆形和锥形的方案较好。

为减少下沉摩擦阻力，刃脚的形状和构造，应与下沉处土质条件相适应，在刃脚外缘设200300mm的间隙，将井壁表面作成1/100坡度。

沉井和沉箱的施工工艺、操作方法及质量控制程序，详见图3.31所示。

一、一般技术要求在组织沉井或沉箱工程施工之前，应为施工提供下列技术文件资料。

（1）施工区域内的地质勘察、水文资料，以及地下隐蔽工程（管线及构筑物）资料，为编制施工组织设计（施工方案）提供依据。

（2）施工设计图纸及图纸会审记录，技术交底文件。

（3）施工组织设计或施工方案。

（4）有关施工所需的试验报告及文字材料。

（5）邻近已有建（构）筑物的结构与基础等的详细资料，对其使用功能、安装性能的影响，以及应采取的技术措施。

施工所使用的材料及制品的品种、规格、强度，应符合设计要求和规范的规定。

地基处理。

在松散软弱地基上进行沉井、沉箱制作，应对地基进行处理，以防止由于地基受力后产生不均匀下沉而引起井（箱）身裂缝。

为此对松散软弱地基应进行加固处理。

测量控制及沉降观测。

按沉井和沉箱的平面设置测量控制网，进行抄平放线，布置水准点和沉降观测点的标准桩，进行定期沉降观测，并作好观测记录（详见附录7）。

平整场地。

平整场地至设计要求标高，按施工区域现场平面图的布置，作好排水沟、截水沟，确保道路畅通。

安装施工设备及水电线路，经试水、试电合格后，方可正常运作。

沉井和沉箱刃脚的形状、构造及底部结构，应符合以下要求：（1）沉井平面布置应分孔（格），圆形沉井亦应设置底梁予以分格。

每孔（格）的净空面积可根据地质和施工条件确定。

（2）隔墙及底梁应具有足够的强度和刚度。

其底面直高于刃脚踏面5001000mm。

（3）刃脚踏面立适当加宽，斜面与水平倾角不宜大于60。

沉井下部刃脚可视沉井重量、施工荷载和地基承载力，采用垫架法、半垫架法、砖垫座或土底模进行支设。

垫架数量应根据第一节沉井的重量和地基的容许承载力计算确定，间距为5001000mm，垫架铺设应对称。

一般先设8组定位垫架，每组应由23个垫架组成。

详见图3.32所示。

图3.32 刃脚支设方法（a）垫架法（b）砖支座法；（c）土模法对地基强度较低，经计算垫架需要量较多时，应在垫木下设砂垫层加固，以减少垫架数量。

砂垫层厚度根据第一节沉井或沉箱的重量和垫层底部地基土的承载力按下式计算，详见图3.33所示。

G/q-ldh=2tg式中 h———砂垫层厚度（m）；G———第一节沉井的单位长度重量（KN/m）；q———砂垫层底部地基土的承载力（KN/m2）；dl———垫木长度（m）；———砂垫层扩散角不小于45。

图3.33 砂垫层计算简图垫层用砂为中粗砂，分层铺设厚300350mm，洒水后用平板振捣器夯实，控制干土质量密度≥1.56t/m2。

施工区域内土质松散或软硬不均的表面层应采用砂、碎石、混凝土或灰土作垫层，或采用人工夯实，机械辗压等进行加固。

使其满足沉（箱）井制作，及在沉井、沉箱周围布置起重机甚至重型设备的承载力和施工荷载作用力。

制作沉井、沉箱的施工场地和在水中筑岛的地面标高，应比从制作至开始下沉期间内其周围水域最高水位高%##&& 以上。

在基坑中制作时，基坑底面应比从制作至开始下沉期间内的最高地下水位高%##&& 以上，并应防止有积水。

人工岛的岛面应高出施工期的最高水位500mm以上，四周留设护道，其宽度当有围堰时，不得小于1500mm；无围堰时，不得小于2000mm。

详见图3.34所示。

图3.34人工筑岛（a）无围堰的人工筑岛；（b）有围堰的人工筑岛水中筑岛应采用透水性和易于压实的砂、砾石低压缩性材料。

不得采用粘性土，也不宜采用大块砾石。

当水深1500mm、流速在0.5m/s以内时，亦可直接用土填筑，而不需设围堰。

分节下沉的沉井在接高前，应进行稳定性计算，如有失稳情况，可根据计算结果采取井内留土，或灌水、填砂（土）等配重措施，确保沉井稳定性。

二、沉井、沉箱施工质量标准标高允许偏差。

刃脚平均标高与设计标高偏差不得超过100mm。

水平位移允许偏差。

刃脚平面中心的水平位移不得超过下沉总深度的1%，当下沉总深度小于10m时，水平位移允许为100mm。

倾斜度允许偏差。

矩形沉井四角（圆形沉井为互相垂直的两直径与圆周交点）中任何两角的刃脚底面高差，不得超过该两角水平距离的1%，且最大不得超过300mm；如两角间水平距离小于10m时，其刃脚底面高差允许偏差为100mm。

三、沉井施工技术沉井施工机具、工艺及施工方法要点：1.机具、工艺程序沉井是在地面或地坑上，先制作开口钢筋混凝土筒身，达到100%强度后，在井筒内分层挖土、运土，随着井内土面逐渐降低，沉井筒身借自重克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉而就位的一种深基或地下工程施工工艺。

施工主要设备：沉井制作机具设备包括：模板、钢筋加工常规机具设备、混凝土搅拌机、自卸汽车、机动翻斗车、手推车、插入式振动器等；沉井下沉机具设备包括：15t履带式起重机或QT615型塔式起重机、出土钢吊斗等；排水机具包括：离心式水泵或潜水电泵。

沉井制作工艺程序为：平整场地→测量放线→开挖基坑（一般34m深）→夯实基底→找平、井壁放线、验线→铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座或挖刃脚土膜→安设刃脚软件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模→外围槽灌砂→抽出垫木或拆砖座。

2.施工方法要点沉井下沉工艺程序为：下沉准备工作→设置垂直运输机械、排水泵、挖→排水沟、集水井→沉井内挖土下沉→观测、纠偏→沉至设计标高、核对标高→降水→设集水井、基底整形、铺设封底垫层→底板防水→绑底板钢筋、隐检→浇筑底板混凝土→施工沉井内隔墙、梁、板、顶、板、上部建筑及辅助设施→回填土→机电设备、管道、动力、照明线路安装→试调、土建收尾。

如仅作沉井基础，则无后道工艺程序。

（1）沉井制作：有一次制作和多节制作、地面制作和基坑中制作等方式。

如沉井高度不大，宜采取一次制作下沉方案，以减少接高工序；如沉井高度高和重量很大，宜采取在基坑中分节制作，每节高度以68m为宜，其中首节自重应能克服下沉土体的摩阻力，应进行验算。

在软弱地基上制作沉井，应采用砂、砂砾石或碎石垫层，用打夯机夯实使之密实，垫层厚度根据计算确定，一般为0.5 2.0m，应满足应力扩散的要求。

沉井制作时，下部刃脚的支设，可视沉井重量、施工荷载和地基承载力情况，采用垫架法、半垫架法、砖垫座或土胎模（图3.35）；较大较重的沉井，在软弱地基上制作，多采用前两种。

沉井支模绑扎钢筋和浇筑混凝土同常规方法。

大型沉井应达到设计混凝土强度的100%，小型沉井达到70%始可拆模。

刃脚部分抽除其下的垫木应分区、分组、依次、对称、同步地进行，最后由48榀定位垫架或垫木支承。

抽除方法是：将势木底部的土挖去一部分，利用卷扬机或绞磨将相应垫木抽出，每次限抽1根，应在刃脚下部用砂砾石填实，内外侧填筑成适当高度的小砂土堤，使沉井重量传给垫层。

如有内隔墙，应在支承排架拆除后，用草袋装砂回填。

采取分节制作，可在前一节下沉接近地面0.5m时，继续加高井筒。

（2）沉井下沉：有排水下沉和不排水下沉两种方式。

采用排水下沉法，系在沉井内设泵排水，沿井壁挖排水沟、集水井，用泵将地下水排出井外，边挖土边排水下沉，随着加深集水井。

挖土采用人工或风动工具，对直径或长边16m以上的沉井，可在井内用0.250.6m反铲挖土机挖土。

挖土方法一般是采用碗形挖土自重破土方式；先挖井中间，逐渐向四周，每层挖土厚0.40.5m，沿刃脚周围保留0.8 1.5m宽土堤，然后再按每人负责)23一段向刃脚方向逐层、全面、对称、均匀地削薄土层，当土垅经不住刃脚的挤压时，使在自重作用下均匀垂直破土下沉（图3.36a）；对有流砂情况发生或遇软土层时，亦可采取从刃脚挖起，下沉后再挖中间（图3.36b）的顺序；挖出土方装在土斗内运出，当土垅挖至刃脚沉井仍不下沉，可采取分段、对称地向刃脚下掏空或继续从中间向下进行第二层破土的方法。

采用不排水下沉法施工，挖土多用高压水枪（压力（2.5 3.0）MPa）将土层破碎，稀释成泥浆，然后用水力吸泥机（或空气吸泥机）将泥浆排出井外，井内的水位应始终保持高出井外水位12m。

也可用起重机吊抓斗进行挖土。

作业时，一般先抓或冲井底中央部分的土形成锅底形，然后再均匀冲或抓刃脚边部，使沉井靠自重挤土下沉；在密实土层中，刃脚土体不易向中央坍落，则应配以射水管冲土。

当首节沉井下沉到设计深度后，即应停止挖土下沉，并进行井壁接长，继续下沉。

当沉井下沉到刃脚接近设计标高约500mm时，应放慢井中取土速度，当距设计标高0.1m时，应停止井内挖土和抽水，使其靠自重下沉至设计标高。

在正常情况下，再经23d下沉稳定后，或经观测在8h内累计下沉不大于10mm时，即可进行井底土形整理，开始封底。

（3）沉井下沉控制：标高控制一般在沉井外壁周围弹水平线，垂直度一般井筒内按四或八等分标出垂直轴线，各吊线坠一个，对准下部标板来控制（图3.37）。

对位置、垂直度和标高（下沉值）每班要测量二次，接近设计标高时，每2h测量一次，做好记录，随时掌握分析观测数据。

如有倾斜线坠偏离垂线50mm或标高差在100mm，应立即纠正，挖土过程中可通过调整挖土标高或挖土量进行纠偏。

（4）沉井封底：有排水封底和不排水封底两种方式。

前者系将井底水抽干进行封底，混凝土浇筑，一般多采用；后者系采用导管法在水中浇筑封底混凝土。

排水封底是将新老混凝土接触面冲刷干净或凿毛，并将井底修整成锅底形，由刃脚向中心挖放射形排水沟，填以卵石形成滤水暗沟，在中部设23个集水井与暗沟连通，使井底地下水汇集于集水井中用潜水电泵排出图(3.38（a），保持水位低于基底面0.5m以下。