[发明专利]挖槽下沉沉井的施工方法及设备

说明书

本发明属于沉井的施工方法及专用设备。

它主要适用于港口工程中沉井建筑施工，也适用于土木工程中由单个或多个沉井构成的建筑物的施工。

这里以港口工程中的园沉井施工为例，对照中国专利局发明专利号87103253·8专利，进行比较和阐述本发明的特点。

87103253·8专利叙述了将由杆件组合成结构简单的悬吊式平台（架）座落在已沉好的沉井上，用悬吊式平台（架）上的起重设备吊住滑模和刃脚，并以此刃脚为底用滑模在施工现场制做沉井，在其起重设备的控制下把已做或部分做好的沉井落床，然后在井内放置沉填套筒，再用抓斗或吸泥（砂）泵把沉井底部掏空，通过沉填套筒上的回填加载，使沉井能下沉到预定深度，再吊起沉填套筒，即完成了沉井下沉及部份回填。再将悬吊式平台（架）移到其上，就可以制做下一个沉井。

该专利使得在港口码头、防坡堤、护岸等工程建设中的沉井预制和沉井下沉的施工周期得以缩短，施工费用得以大幅度下降。无需传统方法的大型预制场、专业船和浮吊等大型设施和重型设备，对沉井施工技术是个新的发展。但该专利仍有一定的使用局限：①只适用于连续等距离排列的多沉井的施工，而不能用于象灯塔、墩式油码头和栈桥墩的沉井施工;②仍采用依靠堆载加压和挖除井内全部土层下沉沉井的传统方法，对于大型沉井其挖除和回填土方的数量很大，施工周期比较长;③且挖除土方的工作仅在井内套筒底进行，工作条件差，工作量大，效率也较低;④当沉井下沉到海（河）床一定深度遇到障碍物时，无法提起沉井清除障碍;⑤随着沉井体积（重量）增加，悬吊式平台（架）耗用钢材的数量也比较多。

本发明的目的在于提供沉井建筑物的一种施工新方法及其专用设备。它能在一定水深的水域里施工单个或多个大型沉井，也无需大型浮吊协助;且在大型沉井的施工中无需挖除和回填大量土石方，能缩短施工周期降低工程造价;在沉井下沉过程中，有稳固准确的施工操作平台，能在大范围内容纳多种施工机械和设备，效率高、位置准、施工质量高;利用其专用设备可以产生强大的真空压力并籍此力可对沉井加压助沉、可对地基进行超载予压;也可以产生浮力，在沉井下沉遇到障碍物时，可提起或移走沉井，清除障碍物;在大型沉井施工中，专用设备简单耗钢量较少。

本发明的要点在于：构思设计了一个用钢板制做的为一个整体的有顶无底的承压筒体，其直径略小于沉井内径，筒体与沉井之间距离以能顺利放入水枪吸取土机械为度，其高度则按筒体上的施工设备和施工水位、土层地质确定，筒体安装有与沉井联系的装置和传力杆件结构，以承担沉井或将筒体的真空压力、浮力传给沉井，筒体周边设置有可以安装多种破土取土设备的安装、紧固装置。在沉井施工地点，利用筒体顶部安装的排气泵，使筒内形成真空，在大气压力作用下，将筒体压入海（河）床，形成一个能准确控制挖槽和沉井下沉尺寸要求的稳定的施工工作平台。凭籍此平台及其周边可以安装破土挖掘机具（可以是吸泥（沙）器、水枪、取土钢管、螺旋破土机、抓斗、钻机等），按沉井下沉深度要求，挖出一个外径等于或稍大于沉井外径的园槽或若干弧形槽段组成的有土隔墙的园槽（土隔墙在沉井下沉时破除），供移来预制好的沉井套在筒体外（上）再用筒体上安置的传力杆件将沉井压入槽内（对留有土隔墙的槽，则同时随沉井加压下沉用水枪破除土墙;用于利用流态淤泥或用沙填槽固壁时则借助筒体的真空压力或水枪射沙逐步将沉井下沉至设计深度。）这属于先挖槽下沉沉井施工方法。对于沙性地基可以采用后挖槽施工方法-待移来预制好的沉井，套在筒体外（上）后，可用多支水枪射沙破土并借助筒体的真空压力，逐步将沉井下沉至设计深度。先挖槽的方法如遇障碍物，可不受制约地进行排除;一面射沙破土一面下沉沉井如遇障碍物，则可利用筒体充气，通过传力杆件提起沉井移离挖槽处，然后进行除障（包括使用爆破方法），待障碍排除后，再移来沉井如前所述继续完成沉井下沉。在完成沉井下沉后，可由筒体充气上升至一定高度，通过在筒体壁外的设置，安装可伸缩的油压支腿，使之支承在沉井顶，待将筒体完全顶升至可以在沉井顶设置筒体移动梁轨时，则让筒体支承在梁轨上推移离开沉井，然后再利用油压支腿伸延，支承于海（河）床、待彻离梁轨、筒体即可自己浮于水面或立于海（河）床，开始另一沉井施工;让筒体离开已完成下沉的沉井也可以足以吊起筒体的浮吊或只能吊起筒体的87103253·8的轻型沉井平台，将筒体吊出沉井，移至他处开始另一沉井的施工。