沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法与流程

本发明涉及一种地下工程沉井施工方法，具体为一种沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法。

背景技术：

1、近年来，随着沉井压力助沉工艺的开展，其优点凸显，逐步被推广应用。但一些沉井施工过程通常存在的工艺不足与缺陷及压沉工艺特殊的工况缺陷，例如：沉井的高差偏斜、移位、旋转偏位(圆井易发生，如果侧壁预留管道进出洞口等有方位要求的情况)，沉井采用压力助沉工艺的特殊工况缺陷有:穿心油缸钢绞线锚板夹片卡死、钢绞线松弛、穿心油缸内的一组钢绞线受力不均而易断丝、断股(目前沉井压力加载通常穿心油缸配钢绞线与夹片锚板方法实施，相比穿心油缸配拉杆螺栓副操作简便的多)、安装压力助沉油缸的牛腿因载荷大而结构设计布置不合理等，影响着沉井施工的质量与安全。图1所示是常规使用的一种沉井加压(力)下沉示意图。它通过井壁预置一组埋件焊接牛腿及斜撑，安装压沉用穿心油缸，每个穿心油缸的铅锤投影地面下，设有一根抗拔桩，穿心油缸与抗拔桩通过钢绞索、固定在桩头上的固定锚具、油缸上的工作锚板组成一套加力装置(钢绞线与固定锚具、工作锚板组合也可用拉杆螺栓副替代，但操作相对繁琐，故不常用)，来实施沉井压沉工艺。

技术实现思路

1、针对以上存在的施工通病及安全隐患，根据不同情况，本发明提供一种沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使方法或通过其组合使用，来改善和解决目前沉井压力助沉工艺存在的弊端。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，包括采用装配式牛腿配制穿心油缸及助沉机具来实施沉井压沉工艺的方法，通过对沉井压沉用主牛腿增施水平拉力，与压沉油缸的垂直力，在牛腿上产生一个紧压井壁的作用合力，使主牛腿形成的弯矩力应力变得很小，从而能去除常规的固定牛腿下面设置的斜撑杆；采用立柱撑杆对沉井发生左右高差倾斜的纠偏方法，对沉井进行纠偏，改善或消除沉井左右高差的情况；利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对沉井坐标偏移进行纠偏方法，用于沉井下沉的动态过程，受土质与周边环境影响，发生倾斜、左右高程偏差、坐标偏移设计位置时进行纠偏来确保设计规范要求；利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对圆形沉井扭转偏移进行纠偏的方法，用于易发生角位移偏转的圆井，当侧壁预留有管道进出洞口有方位要求的圆井，发生角位移偏差超规范要求或影响工程施工质量的情况下，进行纠偏，从而改善和解决沉井压力助沉工艺存在的弊端。

4、进一步，采用装配式牛腿配制穿心油缸及助沉机具来实施沉井压沉工艺的方法，采用可拆装的装配式主牛腿及其预埋件、水平拉杆及配套穿心油缸、水平拉杆用辅助牛腿及其预埋件，以及沉井压沉工艺标配的压沉用穿心油缸、钢绞线、抗拔桩、钢绞索固定用锚具；当沉井进入压沉工况，垂直油缸施加压力时，同时作用水平油缸使水平拉杆对主牛腿产生一个水平力，并使水平作用力大于垂直压沉力，这样，在主牛腿上产生一个紧压井壁的作用合力，使主牛腿形成的弯矩力应力变得很小。

5、进一步，采用立柱撑杆对沉井发生左右高差倾斜的纠偏方法：在沉井下沉中，左右高差不能完全受控时，在过分下陷的一侧，利用抗拔桩，在其顶端，加装一套立柱撑杆组件，立柱撑杆顶部置有穿心油缸，顶托住沉井压沉主牛腿，形成一个硬腿支点，以限制该侧的下沉量过度，穿心油缸留有一定的伸缩量，根据受力情况，通过油压或穿心油缸的伸缩，进行支点位置处的荷载调节，避免立柱撑杆或牛腿的超载。

6、进一步，立柱撑杆支点，根据需要可设置单点或多点；沉井的下移，支点的高度需不断的降低，当穿心油缸缩到底部后，拆除一节立柱撑杆，再伸长穿心油缸，顶紧牛腿，如果长度不足，通过调节立柱撑杆、增设垫片来调整。

7、进一步，利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对沉井坐标偏移进行纠偏方法；利用抗拔桩，将沉井偏移接近侧的抗拔桩及两侧相邻的抗拔桩，用专门配作的钢构件地梁连接将其串联成一体，或将所有抗拔桩用钢地梁相连，在近沉井侧抗拔桩的地梁顶面安装螺杆与顶推油缸固定梁，螺杆与顶推油缸固定梁面对沉井的一侧面，安装顶推用油缸，顶推用油缸活塞杆顶端安装顶铁，将顶铁紧顶在井壁上，螺杆与顶推油缸固定梁两侧装有左右可摆动的螺母，相邻的抗拔桩连接钢地梁的顶面，安装一个螺杆套筒固定构件，将拉撑螺杆穿过其中，与固定梁两侧螺母旋合连接，在拉撑螺杆的顶端配装螺母，固定拉撑螺杆。

8、进一步，在沉井外围一周的地面浇筑一圈钢筋砼地梁，加强抗拔桩的侧向抵抗力。

9、进一步，利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对圆形沉井扭转偏移进行纠偏的方法；采用同“坐标偏移进行纠偏的方法”架设辅助机具与结构装置，先在抗拔桩顶端安装钢地梁，其顶面安装一个螺杆套筒固定构件，在沉井壁上的相适位置种植纠偏用牛腿，用拉撑螺杆将牛腿与螺杆套筒固定件穿接成一体，在拉撑螺杆一端安装一个穿心油缸，再用螺母锁紧拉撑螺杆两端。

10、进一步，根据实际纠偏所需力矩，配置若干组此种纠偏装置，同样，抗拔桩采用钢地梁，将其分组或全部进行串联，增强其侧向稳定。

11、本发明的有益效果是：

12、本发明利用沉井压沉工艺制作的抗拔桩及配套使用的穿心油缸、钢绞线、拉杆螺栓副、锚板锚具等机具，再配制若干的地梁、立柱撑杆、穿心油缸与拉锚杆固定架、顶铁、垫板、应急埋件等构件进行辅助，另外，通过优化操作方法，改善和解决目前沉井及压力助沉工艺作业存在的弊端和缺陷。

技术特征：

1.一种沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，其特征在于：包括采用装配式牛腿配制穿心油缸及助沉机具来实施沉井压沉工艺的方法，通过对沉井压沉用主牛腿增施水平拉力，与压沉油缸的垂直力，在牛腿上产生一个紧压井壁的作用合力，使主牛腿形成的弯矩力应力变得很小，从而能去除常规的固定牛腿下面设置的斜撑杆；采用立柱撑杆对沉井发生左右高差倾斜的纠偏方法，对沉井进行纠偏，改善或消除沉井左右高差的情况；利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对沉井坐标偏移进行纠偏方法，用于沉井下沉的动态过程，受土质与周边环境影响，发生倾斜、左右高程偏差、坐标偏移设计位置时进行纠偏来确保设计规范要求；利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对圆形沉井扭转偏移进行纠偏的方法，用于易发生角位移偏转的圆井，当侧壁预留有管道进出洞口有方位要求的圆井，发生角位移偏差超规范要求或影响工程施工质量的情况下，进行纠偏，从而改善和解决沉井压力助沉工艺存在的弊端。

2.根据权利要求1所述的沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，其特征在于：采用装配式牛腿配制穿心油缸及助沉机具来实施沉井压沉工艺的方法：采用可拆装的装配式主牛腿及其预埋件、水平拉杆及配套穿心油缸、水平拉杆用辅助牛腿及其预埋件，以及沉井压沉工艺标配的压沉用穿心油缸、钢绞线、抗拔桩、钢绞索固定用锚具；当沉井进入压沉工况，垂直油缸施加压力时，同时作用水平油缸使水平拉杆对主牛腿产生一个水平力，并使水平作用力大于垂直压沉力，这样，在主牛腿上产生一个紧压井壁的作用合力，使主牛腿形成的弯矩力应力变得很小。

3.根据权利要求1所述的沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，其特征在于：采用立柱撑杆对沉井发生左右高差倾斜的纠偏方法：在沉井下沉中，左右高差不能完全受控时，在过分下陷的一侧，利用抗拔桩，在其顶端，加装一套立柱撑杆组件，立柱撑杆顶部置有穿心油缸，顶托住沉井压沉主牛腿，形成一个硬腿支点，以限制该侧的下沉量过度，穿心油缸留有一定的伸缩量，根据受力情况，通过油压或穿心油缸的伸缩，进行支点位置处的荷载调节，避免立柱撑杆或牛腿的超载。

4.根据权利要求3所述的沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，其特征在于：立柱撑杆支点，根据需要可设置单点或多点；沉井的下移，支点的高度需不断的降低，当穿心油缸缩到底部后，拆除一节立柱撑杆，再伸长穿心油缸，顶紧牛腿，如果长度不足，通过调节立柱撑杆、增设垫片来调整。

5.根据权利要求1所述的沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，其特征在于：利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对沉井坐标偏移进行纠偏方法；利用抗拔桩，将沉井偏移接近侧的抗拔桩及两侧相邻的抗拔桩，用专门配作的钢构件地梁连接将其串联成一体，或将所有抗拔桩用钢地梁相连，在近沉井侧抗拔桩的地梁顶面安装螺杆与顶推油缸固定梁，螺杆与顶推油缸固定梁面对沉井的一侧面，安装顶推用油缸，顶推用油缸活塞杆顶端安装顶铁，将顶铁紧顶在井壁上，螺杆与顶推油缸固定梁两侧装有左右可摆动的螺母，相邻的抗拔桩连接钢地梁的顶面，安装一个螺杆套筒固定构件，将拉撑螺杆穿过其中，与固定梁两侧螺母旋合连接，在拉撑螺杆的顶端配装螺母，固定拉撑螺杆。

6.根据权利要求5所述的沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，其特征在于：在沉井外围一周的地面浇筑一圈钢筋砼地梁，加强抗拔桩的侧向抵抗力。

7.根据权利要求1所述的沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，其特征在于：利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对圆形沉井扭转偏移进行纠偏的方法；采用同“坐标偏移进行纠偏的方法”架设辅助机具与结构装置，先在抗拔桩顶端安装钢地梁，其顶面安装一个螺杆套筒固定构件，在沉井壁上的相适位置种植纠偏用牛腿，用拉撑螺杆将牛腿与螺杆套筒固定件穿接成一体，在拉撑螺杆一端安装一个穿心油缸，再用螺母锁紧拉撑螺杆两端。

8.根据权利要求7所述的沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，其特征在于：根据实际纠偏所需力矩，配置若干组此种纠偏装置，同样，抗拔桩采用钢地梁，将其分组或全部进行串联，增强其侧向稳定。

技术总结
本发明涉及一种沉井压沉工艺特殊状况的处理及配套机具的使用方法，包括采用装配式牛腿配制穿心油缸及助沉机具来实施沉井压沉工艺的方法；采用立柱撑杆对沉井发生左右高差倾斜的纠偏方法，对沉井进行纠偏，改善或消除沉井左右高差的情况；利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对沉井坐标偏移进行纠偏方法，用于沉井下沉的动态过程，受土质与周边环境影响，发生倾斜、左右高程偏差、坐标偏移设计位置时进行纠偏来确保设计规范要求；利用抗拔桩架设辅助机具与结构装置对圆形沉井扭转偏移进行纠偏的方法，用于易发生角位移偏转的圆井的纠偏，从而改善和解决沉井压力助沉工艺存在的弊端。

技术研发人员：冯春潮,刘桂荣,熊菲,王平,陈伟
受保护的技术使用者：上海市基础工程集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29