大型沉井群的沉井下沉阻力监测技术.pdf

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1、第26卷第2期华中科技大学学报(城市科学版)V01．26No．22009年6月J．ofHUST．(UrbanScienceEdition)Jun．2009大型沉井群的沉井下沉阻力监测技术李宗哲，朱婧，居炎飞，郑俊杰(1．华中科技大学a．土木工程与力学学院，b．控制结构湖北省重点实验室，湖北武汉430074；2．中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北武汉430071)摘要：介绍了向家坝水电站大型沉井群中的6号沉井下沉阻力的监测技术。在沉井下沉的过程中，采用钢筋应力计监测沉井的侧摩阻力，采用土压力计

2、监测沉井刃脚的土压力，分别得到了每节沉井的侧摩阻力、沉井与土层的摩擦系数以及沉井的刃脚的土压力。通过这些监测数据，既控制了沉井的安全平稳下沉，也为类似的大型沉井的监测和施工提供了有益参考。关键词：沉井；侧摩阻力；土压力；测试中图分类号：TU473．2文献标识码：A文章编号：1672-7037(2009)02-0043-04沉井基础的关键技术是确保其平稳下沉，而水电站坝基地质复杂，施工场地受限，左岸主体及下沉过程中井壁与土的摩阻力和井端阻力是沉井导流工程施工难度极大，甚至超过了三峡水电站。能否顺利下

3、沉的控制因素。因此，沉井在下沉过为保障一期土石围堰安全，确保左岸主体及导流程中下沉阻力的现场监测受到岩土工程界的广泛工程顺利施工，选择了结构可靠性好，施工进度保重视。证性较高的沉井挡墙方案，这是国内首次采用世1980年，Hogervorst⋯进行了三个足尺的吸力界上最大的沉井群。式沉井锚的现场试验以研究沉井的安装特点，测本工程围堰基础由lO个23133X17Ill的矩形量它的轴向力和侧阻力。1986年，Tjeltal2等进沉井组成，顶部高程270．0m，沉井高度43．0～行了两个大型贯人试验，观察

4、了端阻力和井壁摩57．4m不等，底部进入岩层，最深入岩7m，最深擦力，获得与沉井安装和运行相关的不确定因素。沉井57m。前期作为挡土墙及纵向围堰堰基进1993年，DyvikL3等在北海岸的天然软粘土上进行二期基坑开挖，后期作为二期围堰结构的一部行了四个小型沉井模型试验，观察了在静载和循分，解决堰基覆盖层的处理及二期工程施工的矛盾。环荷载下的变化情况。1999年，黄金枝等针对l#～10#沉井依次沿一期土石围堰成“L”型大型沉井下沉施工的动态、不确定性和非决定性错开布置，相邻沉井净间距为2．0m；1#

5、～8#沉井时变系统的特征，给出了动态优化控制的模型和顺土石围堰并垂直大坝轴线错开布置，9#、10#与求解方法。同时针对常规方法监测沉井施工中存在的障碍，应用数字化监测技术，给出了动态优化控制的实现和支持系统j。2001年，吉林等根据江阴大桥北锚沉井基础变位观测资料，揭示长江下游地区软土地基上大跨径悬索桥锚碇沉井基础在施工及营运阶段的变位规律。1工程概况向家坝水电站是国家“十一五”期间重点水电建设项目，位于四川与云南交界处的金沙江下游河段，坝址左岸下距四川宜宾县的安边镇4．0图1向家坝沉井群现场照片

6、km，右岸下距云南水富县城1．5km。由于向家坝收稿日期：2008．12讲作者简介：李宗哲(1960一)，男，河南人，教授级高工，博士研究生，研究方向为桥梁结构及基础工程，hz1359@163．corn。·44·华中科技大学学报(城市科学版)2009年大坝轴线平行布置；1撑～4#沉井纵向外墙边线在沉井纵向外墙边线的间距依次向左岸递增2．0m、一条直线上，5#～9#沉井纵向外墙边线与l#～4#5．0m、9．0m、15．0m、24．0m，见图1和图2。k毫i星刊一I．1，：、～J。rl沉井101_一口

7、口EZS29!i；，一—L亡。冲沙孔坝段____皿／—一—一二期纵堰大坝f：游段堰项中心一鲑．坝／~0+181900)一--_·‘EZS坝左O+I7840L_JUii0。0口口沉井8墓J-___________一n0n口口f吕目l⋯⋯．井2沉井1坝左O+量1{45400旦旦U崮。口口口口口口口口口口坝左Ol2340017000×5+2000×5=9500017000×4+2000×3=7400019400注：高程、桩号及蹦!标单位为m，其它单位为mm。图2沉井平面布置在沉井下沉过程中，利用沉井自重

8、，边挖边沉由此可见，堰基可能产生的主要工程地质问直到设计标高。下沉时，要克服井壁与土的摩阻题有：压缩变形和不均匀沉降、渗漏和渗漏变形以力、刃脚的支撑力。为了保证沉井的正常下沉，有及冲刷破坏。其中砂层具有中高压缩性和中等透必要在沉井下沉过程对井壁与土的摩阻力、刃脚水性，易产生压缩变形，而且在渗流作用下，较容的支承力等进行现场监测。在沉井第2节以上采易产生流土是影响坝基稳定的关键因素。取泥浆套助沉措施。3监测目的及内容2工程地质条件沉井采用分节制作、分节下沉的方式施工，因第二期纵向围堰