本发明属于土木工程领域，具体涉及一种深大沉井预制结构及其安装方法。
背景技术：
随着城市发展的需要，以及顶管技术的成熟，顶管施工日益增多，工作井和接收井采用沉井施工更加普遍。受地质条件及周边环境的限制，不排水下沉优势日益明显，采用分节现浇然后下沉，在受净空限制的地方，工期将难以控制，甚至出现抱死现象。因此急需一种能够避免长时间未下沉而出现井壁抱死现象的深大沉井安装方法。
技术实现要素：
为充分发挥不排水下沉的优势，实现沉井快速均匀下沉,现发明一种深大沉井预制结构及其安装方法，能够避免长时间未下沉而出现井壁抱死现象，缩减工期，降低成本。
具体技术方案为：
一种深大沉井预制结构，包括刃脚和预制环片拼接段，所述预制环片拼接段由2个以上预制环片上下连接组成，最底层预制环片下方设置有刃脚；
所述预制环片由1个楔形块、2个邻接块和2个以上的标准块组成；
所述楔形块的楔形面与水平面夹角为15~20°；
所述邻接块为弧形环片片段，邻接块一端为竖直面另一端为倾斜面，所述倾斜面的倾斜角与水平面夹角为70~85°，且倾斜面的倾斜角与楔形面的倾斜角互余；
所述标准块为弧形环片片段，标准块的两端面为竖直面；
所述邻接块和标准块的弧长和数目由深井半径确定；
所述楔形块、邻接块和标准块环向方向分别设置有一对以上环向弯曲螺栓孔道，用于将楔形块、邻接块和标准块连接成圆形预制环片；
所述楔形块、邻接块和标准块竖直方向分别设置有一对以上纵向弯曲螺栓孔道，用于将楔形块、邻接块和标准块组成的圆形预制环片上下连接；
所述环向弯曲螺栓孔道和纵向弯曲螺栓孔道端头均设置钢筋加强网片；
所述刃脚混凝土强度等级c40，抗渗等级p8；
所述预制环片为双面楔形通用环，楔形量为113.54mm。
进一步，所述所述预制环片由1个楔形块、2个邻接块和3个标准块组成。
进一步，所述环向弯曲螺栓孔道采用橡胶管预埋。
进一步，所述纵向弯曲螺栓孔道采用橡胶管预埋。
进一步，所述楔形块、邻接块和标准块上下表面、左右两端面设置有止水凹槽，用于拼装时在止水凹槽处填塞遇水膨胀止水条实现防水。
进一步，所述预制环片设置辅助下沉孔道，用于辅助下沉。
进一步，所述刃脚采用现浇方式制作，所述预制环片采用工厂预制运输至安装现场进行拼接，具体包括一下步骤：
步骤a：场地准备
a1、管线调查,沉井井位场地平整,临建设施施工；
a2、环片预制场地准备,考虑存放养护区域；
步骤b：反力架基础
根据测量定位及孔径范围，确定液压加力反力架基础位置，施工反力桩；
步骤c：刃脚现场整体浇筑
为确保沉井整体性能,刃脚采取现场整体浇筑,浇筑前预埋好与预制环片连接的螺栓孔道,并对其采取钢筋网片加强；
步骤d：环片预制
在环片预制场，根据环片尺寸及配筋图纸，预留螺栓连接孔道，孔道端头钢筋网片加强，预埋吊装钢筋吊环，养护至设计强度；
步骤e：刃脚下沉
采用冲抓设备挖土，无水情况下人工配合，实现刃脚下沉，启动液压加力辅助下沉；
步骤f：环片安装接长
按先标准块后楔形块，对称拼装的顺序完成环片拼装。拼装前进行接触面处理，涂刷混凝土界面处理剂，在止水凹槽内安装遇水膨胀止水条，安装就位后，紧固竖直方向和环向方向连接螺栓，并封堵；
步骤g：环片下沉
采用冲抓设备挖土，采取洗挖设备及液压加力助沉，实现环片接长下沉；
步骤h：重复步骤f、步骤g，实现沉井下沉至设计标高；
步骤i：浇筑封底混凝土
浇筑封底混凝土，对沉井实现封底。
进一步，所述环片拼装顺序为先标准块后楔形块，所述标准块对称拼装；拼装前进行界面处理，涂刷混凝土界面处理剂，实现混凝土的有效粘结和防水。
进一步，所述预制环片提前加工生产，保证强度，能够实现液压加力辅助下沉。
进一步，预制环片按需要旋转，并按错缝进行拼装。
本发明的有益效果：充分利用工厂化加工优势，将深大沉井分解成刃脚现浇和环片预制拼装；利用刃脚和环片预埋连接螺栓孔道，通过螺栓连接，实现预制环片之间以及与刃脚的有效连接；利用接缝凹槽设置遇水膨胀止水条和拼装前进行界面处理，涂刷混凝土界面处理剂，实现混凝土的有效防水；利用提前施工的反力架基础，通过液压装置提供加压反力，辅助下沉；在预制环片时预埋助沉孔道，亦能有效辅助。本发明一种深大沉井分片预制安装方法，原理简洁，操作简单、经济可靠，适用于沉井快速施工，特别是受施工净空高度限制，工期紧张，采用不排水下沉的沉井施工，可避免支架搭拆，实现连续均匀下沉，缩减工期，降低成本。
附图说明
图1为本发明预制结构示意图
图2为本发明预制环片拼接段结构示意图
图3为本发明预制环片结构拼接示意图；
图4为本发明楔形块结构示意图；
图5为本发明楔形块横断面图；
图6为本发明邻接块结构示意图；
图7为本发明邻接块横断面图；
图8为本发明标准块结构示意图；
图9为本发明标准块横断面图；
图中，f-楔形块，l1-邻接块i，l2-邻接块ii，b1-标准块i，b2-标准块ii，b3-标准块iii，101-环向弯曲螺栓孔道，102-止水凹槽，103-竖向弯曲螺栓孔道，2-环向螺栓，3-竖向螺栓，4-预制环片拼接段，5-刃脚。
具体实施方式
下面根据附图1~9对本发明的技术方法作进一步说明：
本装置成功应用于昆明主城北片排水管网完善工程施工实践，提高了工效、节约了材料、保证了质量、安全可靠，具有较高的应用和推广价值。其中，刃脚5混凝土强度等级c40，抗渗等级p8。预制环片为双面楔形通用环，楔形量为113.54mm,预制环片由楔形块f，邻接块il1，邻接块iil2，标准块ib1，标准块iib2，标准块iiib3组成，所述楔形块f、邻接块il1、邻接块iil2、标准块ib1、标准块iib2、标准块iiib3上均设置有两对环向弯曲螺栓孔道101，所述邻接块il1、邻接块iil2、标准块ib1、标准块iib2、标准块iiib3上均设置有一对以上纵向弯曲螺栓孔道，所述环向弯曲螺栓孔道101和纵向弯曲螺栓孔道端头均设置钢筋网片加强，所述楔形块f、邻接块il1、邻接块iil2、标准块ib1、标准块iib2、标准块iiib3上均双面设置有止水凹槽102，所述止水凹槽102内设置有遇水膨胀止水条。
预制环片可按需要旋转，并按错缝进行拼装。楔型块拼装时先搭接700mm径向下推，再纵向插入。预制环片横缝采用12根m36环向螺栓2连接通过，纵缝采用12根m36竖向螺栓3连接。预制环片块采用m50橡胶管预埋螺栓孔，螺栓孔与螺栓弯曲幅度一致，具体安装方法按照以下步骤进行实施：
步骤a：场地准备
a1、管线调查,沉井井位场地平整,临建设施施工；
a2、环片预制场地准备,考虑存放养护区域；
步骤b：反力架基础
根据测量定位及孔径范围，确定液压加力反力架基础位置，施工反力桩；
步骤c：刃脚现场整体浇筑
为确保沉井整体性能,刃脚采取现场整体浇筑,浇筑前预埋好与预制环片连接的螺栓孔道,并对其采取钢筋网片加强；
步骤d：环片预制
在环片预制场，根据环片尺寸及配筋图纸，预留螺栓连接孔道，孔道端头钢筋网片加强，预埋吊装钢筋吊环，养护至设计强度；
步骤e：刃脚下沉
采用冲抓设备挖土，无水情况下人工配合，实现刃脚下沉，启动液压加力辅助下沉；
步骤f：环片安装接长
按先标准块后楔形块，对称拼装的顺序完成环片拼装。拼装前进行接触面处理，涂刷混凝土界面处理剂，在止水凹槽102内安装遇水膨胀止水条，安装就位后，紧固竖直方向和环向方向连接螺栓，并封堵；
步骤g：环片下沉
采用冲抓设备挖土，采取洗挖设备及液压加力助沉，实现环片接长下沉；
步骤h：重复步骤f、步骤g，实现沉井下沉至设计标高，完成预制环片拼接段4；
步骤i：浇筑封底混凝土
浇筑封底混凝土，对沉井实现封底。