高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构的制作方法

本技术属于沉井施工领域，具体的是高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构。

背景技术：

1、在冶金工业工程领域中，通常借助浊环水循环系统来加速热轧生产线氧化铁皮工业废渣的清理，将冲渣废水由冲渣沟汇集后流进旋流沉淀池，在旋流沉淀池内经涡流式沉淀和离心旋转作用下，排出污水中夹杂的较大密度的砂粒及废渣，再利用桥式抓斗起重机抓出氧化铁渣，最后利用循环泵将水抽出进行循环再利用。

2、目前，旋流沉淀池常采用大开挖、逆作法、地下连续墙法以及沉井法等进行施工；其中，沉井工艺因具有占地面积较小，对狭窄受限空间的适用性较强，施工方法相对简单，对周边施工环境影响较小等特点，被实际工程广泛应用。然而，考虑到沉井作业的工序把控难度较大、水文地质环境的不利影响难以预测、安全质量技术参数的不可控影响因素较多，致使在实际工程应用中仍存在诸多亟待解决的难题。其中，比较典型的工程案例就是高水位淤泥质地基土中的沉井作业，存在以下问题：

3、其一、由于高水位淤泥质地基中管井降水量有限，淤泥质地基地下水回灌速度较快，导致地下水位久降不下，降水周期过长，制约现场施工进度；而周边过于密集的布设降水井又不够经济，占用场地面积过大，受场地限制影响其他工程施工。

4、其二、淤泥质地基土内旋流井筒内取土沉井过程中，由于改变了原地基土三向受力状态，使其在周边土侧向压力作用下，易发生筒内涌水涌泥、流沙等地质灾害，大大增加筒内沉井取土工作量和施工成本，且存在较大安全、质量隐患。

5、其三、在淤泥质软弱地基土内沉井，因受不均匀施工荷载和淤泥层中滑移效应的影响，旋流井筒体极易发生倾斜或偏移，以致无法满足旋流井筒体施工精度、质量要求。

6、其中高水位淤泥地质是指受地下水影响的地质。正是因为上述因素，导致旋流井沉井存在滑移、筒体倾斜或偏移等安全、质量隐患，不利于旋流井沉井。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决高水位富水淤泥地质地基沉井存在的滑移、筒体发生倾斜或偏移等安全风险高的问题，提供一种高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构及沉井方法，保证沉井施工质量、旋流井安全及防护作用。

2、本实用新型采用的技术方案是：高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构，包括隔水帷幕，所述隔水帷幕为组合式隔水帷幕，包括环绕旋流井一周设置的搅拌桩和拉森钢板桩；所述拉森钢板桩呈板状，在搅拌桩凝结硬化之前，静压入搅拌桩中部，并与搅拌桩固结成一体，且拉森钢板桩骑跨于搅拌桩的施工缝。

3、进一步的，沿着搅拌桩环向，在搅拌桩内设置有多处多孔探测导管，所述多孔探测导管沿竖向插接于搅拌桩内，并与搅拌桩固结成一体；所述多孔探测导管位于拉森钢板桩内侧。

4、进一步的，所述多孔探测导管包括管身和管身底端的导向头；所述导向头为沿轴向由相邻于管身的一端向底端逐渐缩小的实心锥体；所述管身上分布有多处细目渗透孔。细目渗透孔其中一个作用是，可使地下水能尽快渗透，从而快速了解地下水位情况，为降水施工提供参数；另一作用是，为了完工后孔内注浆堵孔渗浆快速，以便新旧混凝土连接牢固。

5、进一步的，在管身顶端可拆连接有防护帽，防护帽上开设有贯通的容探测计穿过进行探测的通孔。

6、进一步的，所述管身沿轴向包括数段管节段，相邻两段管节段之间，位于上方的管节段的底部内收在管节段外壁形成插接台阶，位于下方的管节段的顶部外扩在管节段内壁形成承接台阶；上方的管节段与下方的管节段咬口对接。此接头方式主要考虑在多孔探测导管继续向下压入时，避免遇到石块阻挡在向下的扩孔缝隙内，影响下沉和接缝变形，所以采用扩口朝上。

7、本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构，采用搅拌桩和拉森钢板桩组合形成封闭的隔水帷幕，显著提高其侧向刚度和防水性能，起到良好的隔水效果、导向作用和安全防护效果。

8、先行施工的组合式隔水帷幕对其内侧旋流井沉井作业起到良好的导向作用和隔绝防护效果，避免在富水淤泥质地基中发生滑动、偏移。同时，所形成的良好隔绝效果，也能降低沉井作业对周边环境造成地基土滑移和不均匀沉降等不利影响，使其在受限的施工场地内施工更具适应性和可操作性。

9、深层搅拌桩和拉森钢板桩可一前一后同步施工，如此大大缩短施工周期；并在其完全初凝硬化前，通过预先埋设好的实心前锥多孔探测导管进行沉井作业全程地下水位和隔水效果实时探测，以保证旋流井沉作业的施工质量和安全可靠性。

技术特征：

1.高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构，其特征在于：包括隔水帷幕(1)，所述隔水帷幕(1)为组合式隔水帷幕，包括环绕旋流井(2)一周设置的搅拌桩(11)和拉森钢板桩(12)；所述拉森钢板桩(12)呈板状，拉森钢板桩(12)在搅拌桩(11)凝结硬化之前，静压入搅拌桩(11)中部，与搅拌桩(11)固结成一体，且拉森钢板桩(12)骑跨于搅拌桩(11)的施工缝。

2.如权利要求1所述的高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构，其特征在于：沿着搅拌桩(11)环向，在搅拌桩(11)内设置有多处多孔探测导管(3)，所述多孔探测导管(3)沿竖向插接于搅拌桩(11)内，并与搅拌桩(11)固结成一体；所述多孔探测导管(3)位于拉森钢板桩(12)内侧。

3.如权利要求2所述的高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构，其特征在于：所述多孔探测导管(3)包括管身(32)和管身(32)底端的导向头(31)；所述导向头(31)为沿轴向由相邻于管身(32)的一端向底端逐渐缩小的实心锥体；所述管身(32)上分布有多处细目渗透孔(35)。

4.如权利要求3所述的高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构，其特征在于：在管身(32)顶端可拆连接有防护帽(33)，防护帽(33)上开设有贯通的容探测计(34)穿过进行探测的通孔(331)。

5.如权利要求3或4所述的高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构，其特征在于：所述管身(32)沿轴向包括数段管节段(321)，相邻两段管节段(321)之间，位于上方的管节段(321)的底部内收在管节段(321)外壁形成插接台阶(322)，位于下方的管节段(321)的顶部外扩在管节段(321)内壁形成承接台阶(323)；上方的管节段(321)与下方的管节段(321)咬口对接。

技术总结
本技术高水位淤泥质地基土内旋流井沉井防护结构，属于沉井施工领域，目的是保证沉井施工质量、旋流井安全及防护作用。包括隔水帷幕，所述隔水帷幕为组合式隔水帷幕，包括环绕旋流井一周设置的搅拌桩和拉森钢板桩；所述拉森钢板桩呈板状，在搅拌桩凝结硬化之前，静压入搅拌桩中部，并与搅拌桩固结成一体，且拉森钢板桩骑跨于搅拌桩的施工缝。搅拌桩和拉森钢板桩组合形成封闭的隔水帷幕，提高其侧向刚度和防水性能，起到良好的隔水效果、导向作用和安全防护效果，避免在富水淤泥质地基中发生滑动、偏移。

技术研发人员：孙从煌,王明辉,徐海军,张皓奕
受保护的技术使用者：中国十九冶集团有限公司
技术研发日：20230419
技术公布日：2024/1/15