小型混凝土沉箱在水下管道施工中的应用

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1、小型混凝土沉箱在水下管道施工中的应用SmallConcreteCaissonAppliedtoUnderwaterPipelineConstruction李伟民上海市油脂公司200122摘要：以上海外高桥油脂加工区泵房取水口管道工程为例，介绍了施工中遇到的降水和选择何种方案的难题。由此，通过各方分析和论证，采用了小型预制钢筋混凝土沉箱整体沉放的方法，顺利地解决了难题。经施工应用表明，该方法质量可靠、施工简便、造价低、工期短，取得了较好的效益。关键词：降水管沟小型混凝土沉箱封堵中图分类号：U455．46／文献标识码B【文章编号】1004—1001(2012)01—0022—031．2地质

2、及水文概况1工程概况本工程±0．00相当于绝对标高5．2m，自然地坪相对标1．1地理位置及施工环境高一0．6m。管沟开挖深度所处的第②层土(属砂质粉土上海外高桥油脂加工区项目位于浦东新区东靖路层)，透水性好，在动力水条件下易产生流砂等不良的地质5655号，北临长江口，西北接赵家沟，西南临人民塘、随塘现象。河，南靠规划滨海路，距长江出海口25km。本文所述工程据五号沟潮位站实测资料分析，河段主要潮位特征值属外高桥油脂加工区内一个子项，即地下消防泵房(以下简为：平均高潮位3．52m，实测最高潮位5．92m(吴淞0点)。称泵房)取水口管道工程。该泵房取水口管沟距内河码头岸1．3施工区情况线6

3、m，取水口预埋管管底绝对标高为1．1m，位于码头L施工区北侧是已经竣工的码头，南侧是已竣工的泵墙底板(以下简称码头底板)，见图1(ao房，码头和泵房的分段施工竣工时间先后相差1a多。在码头和泵房竣工后，由于施工人员疏忽，在未将内河预埋取水管道接入泵房取水口、泵房取水口管道孔阀门未装的情况下就向新开挖的内河放水，使得内河水直接通过预埋消防取水口管道涌入管沟开挖区，因此管道施工作业点处于水位线以下2．42m处，见图1(b)。2工程难点2．1降水由于开挖管沟距河道仅6m，且开挖深度正处在透水4,80o消防泵房取水管道孔性较好的砂质粉土层，河水水位高于开挖标高2．42m，所以对管沟底部形成很大

4、的动力水压。按照正常情况的施工工艺，首先要将水位降至管沟底以下，才具备施工条件。降水方法通常有以下几种方案可选择：(1)布置井点抽水。因管沟南、北两侧分别是泵房混凝800内河取水口预埋管道土底板和码头底板，中间只有宽度为1．5m的土体，所以根图1取水口预埋管道示意据计算，若在土体范围内布置井点，则不能满足降水要求。(2)在管沟周边打拉森桩封水。由于管沟两侧分别是泵房和码头底板，无法形成封闭空间，因此无法封水。作者简介：李伟民(1953一)，大专，工程师。作者地址：上海市张杨路88号(200122)。(3)用大功率潜水泵排水。当水位当降低到一定程度收稿日期：2011-11-12时，由于动

5、力水压过大而造成码头底板板底大量涌水，可能22I2o12·1B1m曲。嘶嘲似阻形成流砂且将掏空码头底板下土体，这给码头结构安全埋头底板上面就位固定的(图3)。本案管沟范围小、水位高、下了隐患。被开挖土体属砂质粉土，且又是在水中挖掘的，因此当基坑(4)沿码头岸线外侧根据管沟降水计算要求筑围堰，挖成后，泵房底板和码头底板上表面积於的厚达100mm余将泵房也作为管沟降水范围，在除围堰之外的3面布置井的淤泥会影响沉箱的准确就位，且会使橡胶垫不能发挥封点抽水。该方案造价高、工期长，有可能造成泵房不均匀沉堵的作用。对此，我们在沉箱沉放前，应派潜水员对相关部降甚至影响码头结构稳定。位清淤，以确保沉箱

6、就位准确性，提高橡胶垫的封堵效果。2_2施工方案选择(2)标注位置。由于沉箱沉放的准确位置是在水下，所如果能够将地下水位降到管沟底以下，只需把内河取以我们在水上无法确定。本案的方法是：派潜水员将预埋水水口预埋管道接入泵房取水管道孔即可，但因管沟无法降管和泵房取水口的管道孔中心线分别引到水面以上，标志水，所以这种方法行不通。而因为同样的原因，沉井的施工到地面的固定点上，并在沉箱上露出水面的部分分别标明方案也不能用。我们从现场的实际情况出发，对水文、地质、定位标志，同时，还应在水上将沉箱宽度位置引入水下，复现场施工环境等因素综合考虑，经过反复论证和方案的优核取水口预埋管和泵房取水口方位、尺

7、寸是否包含在沉箱化，认为本案只能采用水下施工方法，即采用小型预制钢筋方位、尺寸内，以确保沉箱沉放到位准确、通水管路不发生混凝土沉箱整体沉放的方案。错位。本工程的土方施工采用的是大开挖，在开挖过程中，(3)沉放就位。根据现场的场地情况和沉箱重量进行水通过泵房的取水口涌入泵房内，所以这时的泵房内与基沉放作业，需要使用1台600kN轮式起重机和2台卷扬坑水位是相同的，消防设备的安装工程根本无法施工。机。起重机负责沉箱垂直移动，卷扬机负责沉箱水平移动。