《大深度沉井群施工工法》的应用实例如下:
实例1:向家坝水电站二期纵向围堰沉井群施工
1.工程概况
向家坝水电站二期纵向围堰沉井群工程由10个23米x17米的沉井组成,沉井群既是左岸一期土石围堰内侧边坡的挡土墙,又是二期纵向碾压混凝土围堰体的一部分。沉井群前期发挥挡墙作用,一期工程结束后,还将作为二期纵向围堰的基础继续发挥作用。
单个沉井内分6格,井格净空平面尺寸为5.2米x5.6米(含40厘米x40厘米的倒角),外墙厚2米,隔墙厚1.6米,最深9号沉井高度达57.4米。沉井设计由下到上结构情况如下:底节高7米(其中底部1米为钢刃脚结构),刃脚踏面宽30厘米,刃脚斜面高2米;中隔墙离刃脚踏面高度1~3米;底节高7米处设10厘米x10厘米的斜向倒角,其上2~5节设计按5米一节段配筋。沉井壁混凝土设计强度等级:底节混凝土大部分沉井为C35W6(其中8号、9号为C40W6);其余节均为C25W6。井内填芯混凝土强度等级为C10W6。沉井工程特性见表4。
沉井分序 |
沉井编号 |
平面外形尺寸(米x米) |
沉井高(米)度 |
开挖量(立方米) |
沉井壁混凝土量(立方米) |
沉井回填混凝土量(立方米) |
取土井尺寸一个(米x米) |
Ⅰ |
1 |
23x17 |
43.5 |
17009 |
8832 |
7808 |
6-5.2x5.6 |
3 |
43.5 |
17009 |
8832 |
7808 |
|||
5 |
43 |
16813 |
8728 |
7721 |
|||
7 |
49 |
19159 |
9979 |
8758 |
|||
9 |
57.4 |
22443 |
11730 |
10210 |
|||
合计 |
— |
— |
92432 |
48100 |
42304 |
— |
|
Ⅱ |
2 |
23x17 |
43.5 |
17009 |
8832 |
7808 |
6-5.2x5.6 |
4 |
43 |
16813 |
8728 |
7721 |
|||
6 |
44.5 |
17400 |
9041 |
7980 |
|||
8 |
52.5 |
20528 |
10708 |
9363 |
|||
10 |
47 |
18377 |
9562 |
8412 |
|||
合计 |
— |
— |
90126 |
46870 |
41284 |
— |
|
总计 |
— |
— |
182558 |
94971 |
83588 |
— |
2.地质情况
沉井所穿过的冲积地层厚度45~62米,具有三层构造,上部为砂卵砾石层,总体以卵砾石为主,粒径主要在2~15厘米之间;中间砂层总体以中细砂为主,局部含淤泥质土;底部为含崩(块)石的砂卵砾石层,其突出特点是较普遍地含有块径不等的崩(块)石,崩(块)石的平均块径1.26米,最大4.20米(钻孔资料)。块石的母岩主要为灰白色中细砂岩、细砂岩及少量石英砂岩,系两岸谷坡崩塌堆积形成,大都呈微风化到新鲜状态。
3.施工情况简述
该沉井群施工的总体方案为:间隔制作、交替排水下沉。即先制作1、3、5、7、9单号沉井的第一、二节段,待其下沉到位后,再开始2、4、6、8、10双号沉井的制作下沉施工,然后,单号和双号沉井依次交替制作、下沉;下沉深度达30米后,沉井群平行施工。
当10号沉井下沉到223米时,停止下沉,其余沉井依旧按原定施工顺序进行施工。待9号沉井下沉到位并施工完其部分填芯混凝土后,再行开挖10号沉井顶面的土石方,且边开挖边下沉,直至设计标高210米。
9号沉井的制作下沉始终是先行施工,作为全部沉井群的先导井,利用该井探索、验证施工方案,同时作为沉井群区域的集水井抽取局部地下渗水,降低其他沉井的地下水位。
4.工程效果
该沉井群于2006年3月开工,2007年8月完工,历时18个月,沉井群快速、优质下沉到位,质量满足设计要求,运行安全、稳定。
实例2:铜街子水电站导流明渠边坡阻滑沉井群施工
1.工程概况
铜街子工程施工导流采用左岸明渠分期导流,明渠左岸大面积覆盖着古滑坡堆积物—碎石土,厚达30余米,如果大开挖将破坏碎石土边坡的自然稳定状态,可能引发大面积牵引式塌滑。采用沉井方案可基本上不挖碎石土边坡,井身可以作为明渠左边墙的一部分。明渠右边墙的尾端因为玄武岩埋藏较深,为防止冲刷,根据地质条件也设置了沉井。
方案要求在导流明渠左侧岸坡沿线共布置了16个沉井(另有4个防洪堤沉井),其群体和外轮廓线受水工结构布置的影响呈曲线型,展线总长约400米。
沉井布置在导流明渠左侧边墙部位并与墙体结合,在不同时期承受不同荷载。明渠在沉井的防护下开挖以后,在沉井右侧和顶部再浇筑部分混凝土,形成边墙墙体的全断面,满足明渠过水的要求。
单个沉井结构系钢筋混凝土箱型结构,平面上呈矩形,隔仓布置分单排和双排两种。底节井筒设楔形刃脚,刃脚护脚钢板厚10毫米,高80厘米。沉井在地表制作,节高一般5米,每座沉井根据下沉深度分为3~6节。各沉井结构特征见图11。
图注:沉井长度为沿明渠水流方向的尺寸。
2.施工情况简述
采用现场制作,抽水下沉,人工出渣的方案。
由于工期紧,沉井群组织三个作业队分片施工,每个施工片区的多个沉井采用大流水作业。自1983年6月开始施工至1986年3月完成,历时33个月,各个沉井因地质情况不同施工进度亦有差异,一般沉井施工从井身(高5米一节)制作到出渣下沉,再至上一节沉井开始制作,平均工期一个月。
3.工程效果
导流明渠左边坡阻滑沉井群于1986年3月全部完工,随即展开明渠的大开挖,在边墙、底板全部完成混凝土浇筑以后,同年11月河床截流,明渠过水运行。沉井群承受了明渠开挖浇筑期和明渠过流运行的荷载考验,运行情况良好。在施工过程中,井群承受了来自碎石边坡的侧压力,除个别外,均无大的位移发生。仅16号沉井由于地基软弱岩石未挖尽,所以在明渠出口地基开挖时,发生位移5~8厘米,后经灌浆处理以及出口段混凝土浇筑,位移中止。
实例3:宝珠寺水电站沉井群施工
1.概述
宝珠寺水电站位于四川省广元市境内白龙江干流上,该水电站施工导流方式采用明渠导流。明渠左导墙部分基础采用沉井相互连接成墙的方案。共布置了13个大型沉井,布置如图12所示。沉井的特征参数见表5。
沉井 |
平面尺寸 |
设计高程(米) |
井壁厚度 |
沉井 |
井间 |
分节高度 |
|||
编号 |
长x宽(米) |
顶部高程 |
底部高程 |
(米) |
总高 |
距离 |
— |
二 |
三 |
1 |
20x14 |
489.50 |
473.00 |
2.0 |
16.5 |
— |
8.3 |
8.2 |
— |
2 |
20x14 |
489.50 |
471.50 |
2.0 |
18.0 |
1.5 |
7.5 |
7.0 |
3.5 |
3 |
20x14 |
489.50 |
469.50 |
2.0 |
20.0 |
1.5 |
7.5 |
7.0 |
5.5 |
4 |
20x14 |
489.50 |
468.004 |
2.0 |
21.5 |
1.5 |
7.5 |
7.0 |
7.0 |
5 |
20x14 |
489.50 |
468.00 |
2.0 |
21.5 |
1.5 |
7.5 |
7.0 |
7.0 |
6 |
20x12 |
489.50 |
468.00 |
2.0 |
21.5 |
1.5 |
7.5 |
7.0 |
7.0 |
7 |
15x12 |
489.50 |
473.00 |
2.0 |
16.5 |
1.5 |
5.0 |
5.0 |
6.5 |
8 |
20x12 |
489.50 |
474.50 |
2.0 |
15.0 |
1.5 |
7.5 |
7.0 |
— |
9 |
15x12 |
489.50 |
479.00 |
2.0 |
10.5 |
1.5 |
5.5 |
5.0 |
— |
10 |
24x7 |
488.50 |
481.50 |
1.5 |
7.5 |
— |
7.5 |
— |
— |
11 |
24x7 |
488.50 |
478.00 |
1.5 |
10.5 |
1.0 |
5.5 |
5.0 |
— |
12 |
20x12 |
488.50 |
473.50 |
2.0 |
15.0 |
1.0 |
7.5 |
7.5 |
— |
13 |
20x12 |
488.50 |
473.50 |
2.0 |
15.0 |
1.0 |
7.5 |
7.5 |
— |
2.施工情况简述
为满足工期要求,采用平行交叉法施工。将沉井按单、双号分成两组,先施工第一组,待其开挖下沉深度超过2/3H1(H1为第一节浇筑高度)后,即开始进行第二组沉井施工,而第一组沉井照常开挖下沉,由此往复循环,平行交叉流水作业。这样工序衔接紧凑,提高了机械利用率,从而缩短了工期。
采用平行交叉法施工时,一个井开挖对邻井浇筑影响是较大的。为避免正在浇筑的井身发生倾斜。采取了在井身相邻侧缩短垫木加密、回填黄土、跟班夯实的技术措施。因沉井群井间间距较小,故两沉井之间垫木长度由原长3米缩短为1.5米,但垫木间距加密以不改变原基础设计允许应力为限,垫木截面为20厘米x20厘米。
3.工程效果
宝珠寺水电站明渠左导墙部分基础大规模沉井群方案成功实施。