第四章 水工程構(gòu)筑物施工.ppt

1、第4章 水工程構(gòu)筑施工,第四章 水工程構(gòu)筑物施工,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工 第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工 第三節(jié) 沉井施工 第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物管井施工 第五節(jié) 江河取水構(gòu)筑物浮運(yùn)沉箱法施工,現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工現(xiàn)場(chǎng),第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,一、提高水池混凝土防水性的措施 澆筑水池結(jié)構(gòu)的混凝土常采用外加劑防水混凝土和普通防水混凝土，以提高防水性能。 外加劑防水混凝土：用摻入適量外加劑方法，改善混凝土內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，以增加密實(shí)性來(lái)提高抗?jié)B性的混凝土。 普通防水混凝土：在普通混凝土骨料級(jí)配的基礎(chǔ)上，以調(diào)整和控制配合比的方法，提高自身密實(shí)度和抗?jié)B性的一種混凝土。 混凝土為

2、非均質(zhì)性材料，內(nèi)部有許多大小不等以及彼此聯(lián)通的孔隙。普通防水混凝土是一種富砂漿混凝土，用一定數(shù)量和質(zhì)量的砂漿在粗骨料周圍形成一定濃度的良好的砂漿包裹層。,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,普通防水混凝土在施工中應(yīng)注意如下問(wèn)題： 選擇合適的配合比。 水灰比。一般以0.50.6較為適宜。 水泥用量。不小于320kg/m3，水泥標(biāo)號(hào)不宜低于425號(hào)。 砂率。以3540為宜。 灰砂比。應(yīng)在1212.5范圍。 坍落度。以35cm為宜。 改善施工條件，精心組織施工。 攪拌：采用機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)間120s。 運(yùn)輸：常溫下應(yīng)在半小時(shí)內(nèi)運(yùn)至澆筑地點(diǎn)。 澆筑和振搗：分層澆筑，每層厚度不宜超過(guò)3040cm，相鄰兩層澆

3、筑時(shí)間間隔不應(yīng)超過(guò)2h。 養(yǎng)護(hù)：混凝土澆筑達(dá)到終凝(一般為46h)即應(yīng)覆蓋，澆水濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)不應(yīng)少于14d。 不宜過(guò)早拆除模板。拆模時(shí)應(yīng)使混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差不超過(guò)15，以防產(chǎn)生裂縫。,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,作好施工排水工作。 在有地下水地區(qū)修建水池結(jié)構(gòu)工程，必須作好排水工作，以保證地基土壤不被擾動(dòng)，使水池不因地基沉陷而發(fā)生裂縫。 施工排水須在整個(gè)施工期間不間斷進(jìn)行，防止因地下水上升而發(fā)生水池底板裂縫。,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,二、混凝土構(gòu)筑物的整體澆筑 貯水、水處理和泵房等地下或半地下鋼筋混凝土構(gòu)筑物特點(diǎn)是： 構(gòu)件斷面較薄，有的面積較大且有一定深度，鋼筋一般較密； 要求

4、具有高抗?jié)B性和良好的整體性，需要采取連續(xù)澆筑。 對(duì)于面積較小、深度較淺的構(gòu)筑物，可將池底和池壁一次澆筑完畢。面積較大而又深的水池和泵房地坑，應(yīng)將底板和池壁分開澆筑。 混凝土底板的澆筑 運(yùn)輸：地下或半地下構(gòu)筑物平底板澆筑時(shí)，混凝土的垂直和水平運(yùn)輸可以采用多種方案?；炷帘密嚕狡鹬貦C(jī)、桅桿起重機(jī)等。,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,混凝土底板的澆筑（方法） 池底分平底和錐底兩種。錐形底板從中央均勻向四周澆筑。 為了控制水池底板、管道基礎(chǔ)等澆筑厚度，應(yīng)設(shè)置高程標(biāo)樁，混凝土表面與標(biāo)樁頂取平；或設(shè)置高程線控制。 混凝土底板的澆筑（方式) 混凝土在硬化過(guò)程中會(huì)發(fā)生干縮。

5、如果混凝土四周有約束，就會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，應(yīng)進(jìn)行分塊澆筑 要限制同時(shí)澆灌的面積，而且各塊面積要間隔澆筑。 塊間設(shè)伸縮縫,寬約1.52cm，木板預(yù)留，收縮基本完成后，縫內(nèi)填入膨脹水泥或?yàn)r青瑪蹄脂。,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,混凝土板的振搗方式 用平板式或插入式振動(dòng)器搗固。 平板式振動(dòng)器的有效振搗深度一般為20cm。兩次振搗點(diǎn)之間應(yīng)有35cm搭接。 振搗時(shí)間與混凝土稠度有關(guān)?；炷羶?nèi)氣泡不再上升，骨料不再顯著下沉，表面出現(xiàn)一層均勻水泥砂漿時(shí)，振搗就可停止。 底板混凝土振搗后，用拍杠或抹子將表面壓實(shí)找平。,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝

6、土水池施工,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,混凝土池壁的澆筑 為避免施工縫，混凝土池壁一般采用連續(xù)澆筑。在池壁的垂直方向分層澆筑。每個(gè)分層稱為施工層。相鄰兩層時(shí)間間隔初凝時(shí)間 一般情況下，池壁模板是先設(shè)一側(cè)，另一側(cè)隨著混凝土澆筑高度而向上支設(shè)。鋼筋的綁扎、腳手架的搭設(shè)也隨著澆筑而向上進(jìn)行（圖4-5）。 為使各工序進(jìn)行平行作業(yè)，應(yīng)將池壁分成若干施工段。,池壁混凝土應(yīng)分層澆筑完成，每層混凝土的澆筑厚度不應(yīng)超過(guò)400mm。 每層混凝土的澆筑間歇時(shí)間不宜大于1h。 用溜筒澆筑混凝土的落下高度（從溜嘴）不大于2m。 插入式振動(dòng)器的移位間距不大于300mm，振搗棒要插入到下一層混凝土內(nèi)50100mm，使下

7、一層未凝固混凝土受到二次振動(dòng)。 池壁的混凝土澆到頂部應(yīng)停1h，待混凝土下沉后再作二次振動(dòng)，消除因沉降而產(chǎn)生的頂部裂縫。 澆筑后的混凝土應(yīng)及時(shí)覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)。,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,二、構(gòu)筑物嚴(yán)密性試驗(yàn) 滲水檢驗(yàn)：通過(guò)滿水試驗(yàn)，檢查構(gòu)筑物滲漏量和表面滲漏 嚴(yán)密性檢驗(yàn)：消化池進(jìn)行閉氣試驗(yàn)。 1、滿水試驗(yàn)：,滿水試驗(yàn)是按照構(gòu)筑物工作狀態(tài)檢查構(gòu)筑物的滲漏量和表面滲漏是否滿足要求的功能性試驗(yàn)。,試驗(yàn)條件： 滿水試驗(yàn)不應(yīng)在雨天進(jìn)行； 池體的混凝土或磚石砌體的砂漿已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度； 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池的防水層、防腐層施工以及回填土之前進(jìn)行試驗(yàn)； 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土水池

8、在施加預(yù)應(yīng)力以后，保護(hù)層噴涂以前； 磚砌水池在防水層施工以后； 石砌水池在勾縫以后。,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,滿水試驗(yàn)方法 充水：分三次充水，每次1/3，速度2m/d，間隔24h。 水位檢測(cè)：水位測(cè)針精度1/10mm，間隔24h 蒸發(fā)量測(cè)定：無(wú)蓋水池時(shí)測(cè)蒸發(fā)量 水池的滲水量測(cè)定：2L/m2浸濕面積，24h,g滲水量(L/m2d)； A1水池水面面積(m2)； A2水池浸濕總面積(m2)； E1水池水位測(cè)針初讀數(shù)(mm)；,E2測(cè)讀E1后24h，水池水位測(cè)針讀數(shù)(mm)； e1測(cè)讀E1時(shí)蒸發(fā)水箱水位測(cè)針初讀數(shù)(mm)； e2測(cè)讀E2時(shí)蒸發(fā)水箱水位測(cè)針讀數(shù)(

9、mm)。,2、閉氣試驗(yàn) 閉氣試驗(yàn)是觀察24h前后的池內(nèi)壓力降。按規(guī)定；消化池24h壓力降不得大于0.2倍試驗(yàn)壓力。 P池內(nèi)氣壓降(daPa)； Pdl池內(nèi)氣壓初讀數(shù)(daPa)； Pd2池內(nèi)氣壓末讀數(shù)(daPa)； Pal測(cè)量Pd1時(shí)的大氣壓力值(daPa)； Pa2測(cè)量Pd2時(shí)的大氣壓力值(daPa)； t1測(cè)量Pdl時(shí)的池內(nèi)溫度()； t2測(cè)量Pd2時(shí)的池內(nèi)溫度()。 一般試驗(yàn)壓力是工作壓力的1.5倍。,第一節(jié) 現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池施工,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,原理：在荷載作用之前，先對(duì)混凝土預(yù)加壓力，產(chǎn)生人為的應(yīng)力狀態(tài)，它所產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力抵消了由荷載所引起的大部分或全部拉應(yīng)

10、力，致使構(gòu)件在使用時(shí)拉應(yīng)力顯著減少或不出現(xiàn)拉應(yīng)力。 布筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中預(yù)應(yīng)力鋼筋主要沿環(huán)向布置，有時(shí)也在垂直方向施加預(yù)應(yīng)力鋼筋。 施工方法：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的主要有：先張法和后張法。,案例：承德市污水處理工程污水處理廠（沉淀池） 概況：承德市污水處理工程-體外預(yù)應(yīng)力工程，污水處理廠沉淀池底板現(xiàn)澆，壁板為預(yù)制結(jié)構(gòu)裝配體外無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系。此沉淀池壁板圓周較長(zhǎng)，故在壁板中每一水平面均采用了兩根無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力配筋。全部預(yù)應(yīng)力筋采用1850級(jí)直徑15.24mm的高強(qiáng)低松弛鋼絞線，錨具采用單孔斜夾片式，預(yù)應(yīng)力筋采用兩端張拉。,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,預(yù)應(yīng)力鋼絞線,預(yù)應(yīng)力鋼絞線,第

11、二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,張拉力控制,預(yù)應(yīng)力張拉完成,預(yù)應(yīng)力未張拉,預(yù)應(yīng)力張拉,張拉千斤頂,控制壓力表,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,先 張 法,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,后 張 法 在構(gòu)件或塊體上直接張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，不需要專門的臺(tái)座。,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,一、壁板的構(gòu)造與制作 池壁板的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種，池壁板安插在底板外周槽口內(nèi)。 一種是兩壁板之間有搭接鋼筋； 另一種是兩壁板之間無(wú)搭接鋼筋。,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲時(shí)，須在池壁外側(cè)留設(shè)錨固柱、錨固肋或錨固槽，安裝錨固夾具，固定預(yù)應(yīng)力鋼絲。,第二節(jié) 裝配式

12、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,壁板接縫應(yīng)牢固和嚴(yán)密。 壁板與池底間連接，先填里側(cè)填料，預(yù)張應(yīng)力后，再填外側(cè)填料。 在壁板頂澆筑圈梁，頂板擱置在圈梁上，提高水池結(jié)構(gòu)抗震能力。,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,二、裝配式水池的構(gòu)件吊裝 吊裝順序可按選定的機(jī)械性能而定。通常有兩種吊裝順序： 一種是連續(xù)吊裝柱、梁、蓋板，由中心向外進(jìn)展，然后吊裝壁板； 另一種是依次分別吊完柱、梁、壁板后再吊裝頂蓋板 構(gòu)件吊裝校正后用水泥砂漿連接或預(yù)埋件焊接。采用焊接可提高結(jié)構(gòu)的整體性及抗震性，而且不需設(shè)臨時(shí)支撐。 吊裝前，在底板槽口外側(cè)弧形尺寬度的距離彈墨線。吊裝時(shí)，弧線尺寸外邊貼墨線，內(nèi)側(cè)貼池底,第二節(jié) 裝配式預(yù)

13、應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,三、壁板環(huán)向預(yù)加應(yīng)力 當(dāng)壁板接縫澆筑的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后開始。 鋼筋采用普通鋼筋或高強(qiáng)鋼筋（碳索鋼筋）。 普通鋼筋在張拉前作冷拉處理。 冷拉采用雙控:用冷拉應(yīng)力控制鋼筋不均勻的張拉應(yīng)力誤差；用鋼筋伸長(zhǎng)率控制鋼筋脆性。 一般冷拉控制應(yīng)力520530MPa，延伸率為3.23.6%，不超過(guò)5%，不小于2%。 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉方法：電熱張拉法（不連續(xù)配筋）和繞絲張拉法（連續(xù)配筋）,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,1、電熱法張拉（不連續(xù)張拉） 電張拉原理：將鋼筋通電，使溫度升高，長(zhǎng)度延伸到一定程度，將兩端固定。當(dāng)撤去電源，

14、鋼筋冷卻后，便產(chǎn)生了溫度應(yīng)力。照此方法可進(jìn)行24次。 預(yù)應(yīng)力鋼筋構(gòu)造 一般采用不連續(xù)鋼筋，即將鋼筋一根一根地在池壁上張拉，每根之間靠錨具連接。 為了減少相鄰鋼筋錨具松動(dòng)影響，采用上下兩圈鋼筋錨具相錯(cuò)排列。 連接錨具具有螺絲桿、墩粗頭、幫條端及其他類錨具,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,施工要點(diǎn) 在通電均勻，但鋼筋表面溫度散失各向不同，造成每圈各段鋼筋的錨固夾具螺絲擰動(dòng)是受力將不均勻。因此，在整圈、分段一次張拉鋼筋時(shí)，控制每圈鋼筋同速?gòu)埨?張拉時(shí)采用導(dǎo)線夾具。 通電后，采用預(yù)熱、張拉、在預(yù)熱、再?gòu)埨膸щ姀埨僮鳌?為控制呆斷電前不致因急速降溫而立即建立應(yīng)力，出現(xiàn)池壁摩阻的現(xiàn)象，因繼續(xù)通

15、電23min，并檢測(cè)鋼筋位置。調(diào)整準(zhǔn)確。,張拉順序采用如圖。 相鄰兩排的錨固位置應(yīng)錯(cuò)開，并在錨固槽（柱）相交處的鋼筋做絕緣處理，電熱溫度不應(yīng)超過(guò)350攝氏度。 可采用整圈、分段一次張拉，也可采用整圈、分段依次張拉。,2、繞絲張拉 基本原理：繞絲機(jī)在池壁轉(zhuǎn)動(dòng)，由于連續(xù)的鋼絲纏繞，使池壁混凝土結(jié)構(gòu)向內(nèi)產(chǎn)生壓力而形成預(yù)應(yīng)力。由于鋼絲盤與鏈輪為同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但是，繞絲盤的周長(zhǎng)l1略小于大鏈輪的周長(zhǎng)l2，當(dāng)大鏈輪自轉(zhuǎn)一周后；繞絲盤尚未自轉(zhuǎn)一周，亦即大鏈輪所放出的鏈條長(zhǎng)度略長(zhǎng)于纏絲盤放出的長(zhǎng)度，這樣鋼絲就被拉長(zhǎng)ll1-l2。兩者長(zhǎng)度差是鋼絲產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。 纏絲鋼筋直徑為35mm，張拉應(yīng)力可達(dá)150200N/m

16、m2。 繞絲機(jī)工作：可由上向下或相反方向繞圈。纏絲機(jī)行走速度約為23.5m/min，回轉(zhuǎn)小車行走速度約為31.6m/min。 池壁兩端不能用繞絲機(jī)纏繞的部位，應(yīng)在頂端或底端使鋼絲加密或改用電熱法張拉。 張拉后的鋼筋，每一定間隔用錨具固定在錨固槽內(nèi)。 鑒于貯水構(gòu)筑物池壁受力隨水深呈線性增加，池壁各高度的預(yù)應(yīng)力鋼筋根數(shù)隨高度的增加而減少。,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,四、槍噴水泥砂漿保護(hù)層 為防止預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕，設(shè)置噴槍水泥砂漿保護(hù)層。 噴射水泥砂漿保護(hù)層，應(yīng)在水池滿水試驗(yàn)后施工(以便于直觀檢查壁板及板縫有無(wú)滲漏，也方便處理)，而且必須在水池滿水

17、狀況下施工。 噴漿前必須對(duì)池外壁油、污進(jìn)行清理、檢驗(yàn)。 槍噴水泥砂漿應(yīng)符合下列規(guī)定： 砂子粒經(jīng)不得大于5mm；細(xì)度模量應(yīng)為2.33.7，最優(yōu)含水率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定，宜為1.55.0%； 水泥砂漿的配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要來(lái)，經(jīng)試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)條件試驗(yàn)時(shí)，其灰砂比宜為1：21：3；水灰比宜為0.250.35選用。,第二節(jié) 裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,噴漿機(jī)罐內(nèi)壓力宜為0.5MPa，供水壓力應(yīng)相適應(yīng)。輸料管長(zhǎng)度不宜小于10m；管徑不宜小于25mm； 噴漿應(yīng)沿池壁的圓周方向自池身上端開始。每次噴漿厚度1520mm，共噴三遍，保護(hù)層總厚度不宜小于40mm。噴漿凝結(jié)后，加遮蓋濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)14d以上。,第二節(jié) 裝配式

18、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土水池施工,第三節(jié) 沉井施工,先在地面上預(yù)制井筒，然后在井筒內(nèi)不斷將土挖出，井筒借自身重量或附加荷載的作用下，克服井壁與土層之間摩擦阻力及刃腳下土體的反力而不斷下沉直至設(shè)計(jì)標(biāo)高為止，然后封底，完成井筒內(nèi)的工作 沉井施工施工程序有基坑開挖、井筒制作、井筒下沉及封底。 沉井的井筒大多數(shù)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。常用橫斷面為圓形或矩形，縱斷面形狀大多為階梯形 。,一、沉井施工方法 沉井施工在淺水區(qū)一般采用筑島沉井，在深水區(qū)可以采用氣壓沉井。按沉井下沉方法又分為一次下沉和分段下沉。 某些條件適合的淺水域，采用在井孔位附近堆積出高于水面的人工島嶼的方法。把水面轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙?，在上面安置設(shè)備進(jìn)行鉆孔工程

19、，具有簡(jiǎn)化水域鉆探設(shè)備與工藝，降低工程費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。淺水域沉井大多采用這種辦法 氣壓沉井是在沉井下部設(shè)置一個(gè)氣密性高的鋼砼工作室，向工作室內(nèi)注入壓力與刃口出地下水壓力相等的壓縮空氣，使其在污水環(huán)境下進(jìn)行挖土排土，箱體在本身自重及上部荷載作用下下沉到指定深度，最后在沉井結(jié)構(gòu)面底部澆筑混凝底板。,第三節(jié) 沉井施工,大型沉井下沉施工,沉井排水,1、井筒制作 井筒制作一般分一次制作和分段制作。 一次制作適用于井筒高度不大的構(gòu)筑物，一次下沉工藝。 分段制作適用于井筒高度大的構(gòu)筑物，分段下沉或一次下沉工藝 井筒制作視修筑地點(diǎn)具體情況分為天然地面制作下沉和水面筑島制作下沉。 天然地面制作下沉一般適用于無(wú)地下水

20、或地下水位較低時(shí)，為了減少井筒制備時(shí)的澆筑高度，減少下沉?xí)r井內(nèi)挖方量，清除表土層中的障礙物等，可采用基坑內(nèi)制備井筒下沉 水面筑島制作下沉適用于在地下水位高或在岸灘、淺水中制作沉井，先修筑土島，井筒在島上制作，然后下沉。 對(duì)于水中井筒下沉?xí)r，還可在陸地上制備井筒，浮運(yùn)到下沉地點(diǎn)下沉。,第三節(jié) 沉井施工,（1）基坑及坑底處理 當(dāng)原地基承載力較大，可進(jìn)行淺基處理，在與刃腳底面接觸的地基范圍內(nèi)，進(jìn)行原土夯實(shí)，墊砂墊層、砂石墊層、灰土墊層等處理。 若坑底承載力較弱，應(yīng)在人工墊層上設(shè)置墊木，增大受壓面積。 為了避免采用墊木，可采用無(wú)墊木刃腳斜土模的方法。井筒重量由刃腳底面 和刃腳斜面?zhèn)鬟f給土臺(tái)，增大承壓面

21、積。 筑島施工材料一般采用透水性好、易于壓實(shí)的砂或其他材料，不得采用黏性 土和含有大塊石料的土。 當(dāng)水深和流速較大時(shí)，需將島筑于板樁圍堰內(nèi),第三節(jié) 沉井施工,（2）井筒混凝土澆灌 井筒混凝土的澆灌方法： 分段澆灌、分段下沉、不斷接高。 澆一節(jié)井筒，井筒混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，挖土下沉一節(jié)，待井筒頂面露出地面尚有0.82m左右時(shí)，停止下沉，再澆制井筒、下沉，輪流進(jìn)行直到達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)髙為 止。 優(yōu)點(diǎn)：井筒分節(jié)高度小，對(duì)地基承載力要求不高，施工操作方便。 缺點(diǎn)：工序多、工期長(zhǎng)，在下沉過(guò)程中澆制和接高井筒，會(huì)使井筒因沉降不均而易傾斜 分段接高、一次下沉 分段澆制井筒，待井筒全高澆筑完畢并達(dá)到所要求的強(qiáng)度后

22、，連續(xù)不斷地挖土下沉，直到達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。 優(yōu)點(diǎn)：可消除工種交叉作業(yè)和施工現(xiàn)場(chǎng)擁擠混亂現(xiàn)象，澆筑沉井混凝土的腳手架、模板不必每節(jié)拆除?？蛇B續(xù)接高到井筒全高，可以縮短工期。 缺點(diǎn)：沉井地面以上的重量大，對(duì)地基承載力要求較高，接高時(shí)易產(chǎn)生傾斜，而且高空作業(yè)多。,第三節(jié) 沉井施工,2、井筒下沉 井筒混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70以上時(shí)可開始下沉。下沉前要對(duì)井壁各處的預(yù)留孔洞進(jìn)行封堵。 （1）沉井下沉計(jì)算 沉井下沉?xí)r，必須克服井壁與土間的摩擦力和地層對(duì)刃腳的反力。 （2）井筒下沉方式 排水下沉 排水下沉適用于井筒所穿過(guò)的土層透水性較差，涌水量不大，排水不致產(chǎn)生流砂現(xiàn)象而且現(xiàn)場(chǎng)有排水出路的地方。 井筒內(nèi)挖土根

23、據(jù)井筒直徑大小及沉井埋設(shè)深度來(lái)確定施工方法。一般分為機(jī)械挖土和人工挖土兩類。 機(jī)械挖土一般僅開挖井中部的土，四周的土由人工開挖。 人工挖土應(yīng)沿刃腳四周均勻而對(duì)稱進(jìn)行，以保持并筒均勻下沉。它適用于小塑沉井，下沉深度較小、機(jī)械設(shè)備不足的地方。,第三節(jié) 沉井施工,不排水下沉 不排水下沉適用于在水中挖土，當(dāng)排水有困難或在地下水位較高的亞砂土和粉砂土層，有產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的地區(qū)的沉井下沉或必須防止沉井周圍地面和建筑物沉陷時(shí)。 不排水下沉?xí)r，土方也由合瓣式抓鏟挖出，也可用高壓水槍進(jìn)行沖射，然后用水泥吸泥機(jī)將泥漿吸出排到井外。 3、井筒封底 井筒底板的結(jié)構(gòu)：(a)型結(jié)構(gòu)用于無(wú)地下水的地基；(b)型用于水下澆筑混

24、凝土；(c)型是明溝排水下沉的底板結(jié)構(gòu)。 人工降低地下水位進(jìn)行沉井，通常用（b）型結(jié)構(gòu),第三節(jié) 沉井施工,排水下沉的井筒封底要求： 必須排除井內(nèi)積水 澆筑混凝土前應(yīng)清洗刃腳，并先沿刃腳填充一周混凝土，防止沉井不均勻下沉。 封底混凝土由刃腳向井筒中心部位分層澆筑 不排水下沉的井筒，需進(jìn)行水下混凝土的封底。待混凝土達(dá)到應(yīng)有強(qiáng)度后將水抽出，再做鋼筋混凝土底板。 4、質(zhì)量檢查與控制 井筒在下沉過(guò)程中，由于水文地質(zhì)資料掌握不全，下沉控制不嚴(yán)，以及其它各種原因，可能發(fā)生土體破壞、井筒傾斜、筒壁裂縫、下沉過(guò)快、或不繼續(xù)下沉等事故，應(yīng)及時(shí)采取措施加以校正。 （1）土體破壞 沉井下沉過(guò)程中，可能產(chǎn)生破壞土的棱體

25、。土質(zhì)松散，更易產(chǎn)生。,第三節(jié) 沉井施工,（2）井筒傾斜的觀測(cè)及其校正 井筒下沉?xí)r，可能發(fā)生傾斜。井筒發(fā)生傾斜的主要原因是 刃腳下面的土質(zhì)不均勻 井壁四周土壓力不均衡 挖土操作不對(duì)稱 刃腳某一處有障礙物所造成。 井筒是否傾斜可采用井筒內(nèi)放置垂球觀測(cè)、電測(cè)等方法確定，或在井外采用標(biāo)尺測(cè)定、水準(zhǔn)測(cè)量等方法確定。 校正： 由于挖土不均勻引起井筒軸線傾斜時(shí)，用挖土方法校正。在下沉較慢的一邊多挖土，在下沉快的一邊刃腳處將土夯實(shí)或做人工墊層，使井筒恢復(fù)垂直。 在井筒下沉較慢的一邊增加荷載 在井筒下沉較慢的一邊安裝振動(dòng)器振動(dòng)或用髙壓水槍沖擊刃腳,第三節(jié) 沉井施工,（3）下沉過(guò)程中障礙物處理 下沉?xí)r，可能因刃

26、腳遇到石塊或其它障礙物而無(wú)法下沉。 小石塊用刨挖方法去除，或用風(fēng)鎬鑿碎，大石塊或堅(jiān)硬巖石則用炸藥清除。 （4）井筒裂縫的預(yù)防及補(bǔ)救措施 下沉過(guò)程中產(chǎn)生的井筒裂縫有環(huán)向和縱向兩種。 環(huán)向裂縫 原因：下沉?xí)r井筒四周土壓力不均造成的。 防治：保證必要的井筒設(shè)計(jì)強(qiáng)度；施工時(shí)應(yīng)使井筒達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后才能下沉；在井筒內(nèi)部安設(shè)支撐， 縱向裂縫 原因：挖土?xí)r遇到石塊或其它障礙物，井筒僅支于若干點(diǎn)，混凝土強(qiáng)度又較低時(shí)產(chǎn)生的。爆震下沉，亦可能產(chǎn)生裂縫。 防治：井筒外面挖土以減少該方向的土壓力或撤除障礙物；用水泥砂漿、環(huán)氧樹脂或其他補(bǔ)強(qiáng)材料涂抹裂縫。,第三節(jié) 沉井施工,（5）井筒下沉過(guò)快或沉不下去 井筒下沉過(guò)快 原因

27、： 由于長(zhǎng)期抽水或因砂的流動(dòng)，使井筒外壁與土之間的摩擦力減少； 因土的耐壓強(qiáng)度較小，會(huì)使井筒下沉速度超過(guò)挖土速度而無(wú)法控制。 防治 井筒外將土夯實(shí)； 在下沉將到設(shè)計(jì)標(biāo)髙時(shí)，可不將刃腳處土方挖去，下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)立即封底； 在刃腳處修筑單獨(dú)式混凝土支墩或連續(xù)式混凝土圈梁，以增加受壓面積,第三節(jié) 沉井施工,沉井沉不下去 原因 有障礙； 自重過(guò)輕 防治 附加荷載以增加井筒下沉重量； 采用振動(dòng)法、泥漿套或氣套方法以減少摩擦阻力使之下沉,第三節(jié) 沉井施工,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,管井是垂直安裝在地下的取水構(gòu)筑物。結(jié)構(gòu)主要由井壁管、濾水器、沉淀管、填礫層和井口封閉層等組成。 管井的深度、孔徑，

28、井管種類、規(guī)格及安裝位置，填礫層的厚度，井底的類型和抽水機(jī)械設(shè)備的型號(hào)等決定于取水地段的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件及供水設(shè)計(jì)要求等。,一、管井的施工方法 管井施工是用專門鉆鑿工具在地層中鉆孔，然后安裝濾水器和井管。 人力鉆孔：在松散巖層、深度在30m以內(nèi)，規(guī)模較小的淺井工程中 機(jī)械鉆孔：深井通常采用。 根據(jù)破碎巖石的方式不同有沖擊鉆進(jìn)、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、鍋錐鉆進(jìn)等； 根據(jù)護(hù)壁或沖洗的介質(zhì)與方法不同，分為泥漿鉆進(jìn)、套管鉆進(jìn)、清水水壓鉆進(jìn)等。 管井施工的程序包括施工準(zhǔn)備、鉆孔、安裝井管、填礫、冼井與抽水試驗(yàn)等。,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,1、施工前的準(zhǔn)備工作 查清鉆井場(chǎng)地及附近地下與地上障礙物的確切

29、位置 做好臨時(shí)水、電、路、通訊等準(zhǔn)備工作，并按設(shè)備要求范圍平整場(chǎng)地。 安裝鉆塔時(shí)，應(yīng)將塔腿固定于基臺(tái)上或用墊塊墊牢，以保持穩(wěn)定。 泥漿作業(yè)時(shí)應(yīng)在開鉆前挖掘泥漿循環(huán)系統(tǒng)。 安裝好鉆具，檢查各項(xiàng)安全設(shè)施,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,鉆塔的安裝,2、護(hù)壁與沖洗 （1）泥漿護(hù)壁作業(yè) 泥漿是粘土和水組成的膠體混合物，它在鑿井施工中起著固壁、攜砂、冷卻和潤(rùn)滑等作用。 鑿井施工中使用的泥漿，一般需要控制比重、黏度、含砂量、失水量、膠體率等幾項(xiàng)指標(biāo)。 在高壓含水層或極易坍塌的巖層鉆進(jìn)時(shí)，必須使用相對(duì)密度很大的泥漿。 鉆進(jìn)中，井孔泥漿必須經(jīng)常注滿 泥漿既為護(hù)壁材料，又

30、為沖洗介質(zhì)， 適用：基巖破碎層及水敏性地層的施工。 優(yōu)點(diǎn)：泥漿作業(yè)具有節(jié)省施工用水、鉆進(jìn)效率高、便于礫石濾層回填等優(yōu)點(diǎn)； 缺點(diǎn)：含水層可能被泥壁封死，所以成井后必須盡快洗井。,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,（2）套管護(hù)壁作業(yè) 套管護(hù)壁作業(yè)是用無(wú)縫鋼管作套管，下入鑿成的井孔內(nèi)，形成穩(wěn)固的護(hù)壁。 套管下沉有三種方法： 靠自重下沉 采用人力、機(jī)械旋轉(zhuǎn)或吊錘沖打等外力，迫使套管下沉。 在靠自重和外力都不能下沉?xí)r，可用千斤頂將套管頂起1.0m左右，然后再松開下沉(有時(shí)配合旋轉(zhuǎn)法同時(shí)進(jìn)行)。 套管護(hù)壁作業(yè)的特點(diǎn) 適用：泥漿護(hù)壁無(wú)效的松散地層，特別適用于深度較小、半機(jī)械化鉆進(jìn)及缺水地區(qū)施工時(shí)采用。 優(yōu)

31、點(diǎn)：套管護(hù)壁作業(yè)具有無(wú)需水源、護(hù)壁效果好、保證含水層透水性、可以分層抽水等優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)：需用大量的套管、技術(shù)要求高，下降起拔困難，費(fèi)用較高。,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,（3）清水水壓護(hù)壁作業(yè) 清水在井孔中相當(dāng)于一種液體支撐，其靜壓力除平衡土壓力及地下水壓力外，還給井壁一種向外的作用力，此力有助于孔壁穩(wěn)定。 清水水壓護(hù)壁的特點(diǎn)： 適用：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的粘性土及非大量露水的松散地層，且具有充足水源的鑿井施工。 優(yōu)點(diǎn)：此法施工簡(jiǎn)單，鉆井和洗井效率高，成本低 缺點(diǎn)：護(hù)壁效果不長(zhǎng)久。,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,3、鑿井機(jī)械與鉆進(jìn) （1）沖擊鉆進(jìn) 沖擊鉆進(jìn)的工作原理是靠沖擊鉆頭直接沖碎巖石形成

32、井孔。主要有以下兩種： 繩索式?jīng)_擊鉆機(jī) 這種鉆機(jī)適用于松散石礫層與半巖層，較鉆桿式?jīng)_擊鉆機(jī)輕便。 鉆桿式?jīng)_擊鉆機(jī) 這種鉆機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提升鉆具作上下沖擊。 （2）回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 優(yōu)點(diǎn)：鉆進(jìn)速度快、機(jī)械化程度高， 缺點(diǎn)：設(shè)備比較復(fù)雜。 適用：堅(jiān)硬的巖層鉆進(jìn),第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,回轉(zhuǎn)鉆機(jī),第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,（3）鍋錐鉆進(jìn) 鍋錐是人力與動(dòng)力相配合的一種半機(jī)械化回轉(zhuǎn)式鉆機(jī) 優(yōu)點(diǎn)： 制作與修理都較容易，取材方便； 耗費(fèi)動(dòng)力小，操作簡(jiǎn)單，容易掌握； 開孔口徑大，安裝礫石水泥管、磚管、陶土管等井管方便 鉆進(jìn)成本較低。 適用：松散的沖積層，不適用于各類基層巖。,第

33、四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,4、井管的安裝 （1）安裝前的準(zhǔn)備工作 井管安裝之前，先用試孔器試孔，檢查井孔尺度是否滿足設(shè)計(jì)要求，井孔是否垂直、圓整。 由全部井管重與井管承受拉力的情況決定采用何種井管安裝方法，并選擇設(shè)備。 檢查井管有無(wú)缺陷，井管與管箍絲扣松緊程度與完好情況，并將井管與管箍絲扣刷凈。 按照巖層柱狀圖及井的結(jié)構(gòu)圖中井管 次序排列井管，并編號(hào)。 將井底的稠泥用掏泥筒(沖擊鉆進(jìn)時(shí))，掏出或用泥漿泵(回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí))抽出，將井孔泥漿適當(dāng)換稀，但切勿加入清水。 丈量各井管長(zhǎng)度與井孔深度，確認(rèn)與柱狀圖吻合。,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,（2）井管的下管 下管方法根據(jù)下管深度、管材強(qiáng)

34、度和鉆探設(shè)備等因素選擇： 井管自重(浮重)不超過(guò)井管允許抗拉力和鉆探設(shè)備安全負(fù)荷時(shí)，宜用直接提吊下管法。 井管自重(浮重)超過(guò)井管允許抗拉力或鉆機(jī)安全負(fù)荷時(shí)，宜采用浮板下管法或托盤下管法。 井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜或下管深度過(guò)大時(shí)，宜采用多級(jí)下管法。 將全部并管分多次下入井內(nèi)。前一次下人的最后一根井管上口和后一次下人的第一根井管下口安裝一對(duì)接頭，下入后使其對(duì)口。 （3）填礫石與井管外封閉 為擴(kuò)大濾水能力，防止隔水層或含水層塌陷而阻塞濾水管的濾網(wǎng)，在井壁管（濾水管）周圍應(yīng)回填礫石濾層。 回填礫石的施工方法 直接投入法 成品下入法：將礫石預(yù)裝在濾水器的外圍,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,礫石層填好后，就

35、可著手井管外的封閉。 其目的是作好取水層和有害取水層隔離，并防止地表水滲人地下，使井水受到污染。 5、洗井、抽水試驗(yàn)與驗(yàn)收 （1）洗井 洗井是為了清除在鉆進(jìn)過(guò)程中孔內(nèi)巖屑和泥漿對(duì)含水層的堵塞，同時(shí)排出濾水管周圍含水層中的細(xì)顆粒，以疏通含水層，借以增大濾水管周圍的滲透性能，減小進(jìn)水阻力，延長(zhǎng)使用壽命。 洗井必須在下管、填礫、封井后立即進(jìn)行。 洗井方法應(yīng)根據(jù)含水層特性、管井結(jié)構(gòu)和鉆探工藝等因素確定 活塞洗井 原理：靠活塞在孔內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生抽壓作用，將含水層中的細(xì)砂及泥漿液抽出而達(dá)到疏通含水層的目的。 適用：松散井孔，井管強(qiáng)度允許，管井深度不太大的情況,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,活塞

36、洗井 原理：靠活塞在孔內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生抽壓作用，將含水層中的細(xì)砂及泥漿液抽出而達(dá)到疏通含水層的目的。 適用：松散井孔，井管強(qiáng)度允許，管井深度不太大的情況 壓縮空氣洗井 原理：采用空壓機(jī)作動(dòng)力，接入風(fēng)管，在井管中吹洗。 適用：粗砂、卵石層中管井的沖洗。 由于耗費(fèi)動(dòng)力費(fèi)用大，一般常和活塞洗井結(jié)合使用。 水泵和泥漿泵洗井 在不適宜壓縮空氣洗井的情況下，可用水泵或泥漿泵洗井。 這種方法洗井時(shí)間較長(zhǎng)，也常與活塞洗井交替使用。 泥漿泵結(jié)合活塞洗井適用于各種含水層和不同規(guī)格的管井。 化學(xué)洗井 配制適量的焦磷酸納溶液，待礫料填完后，用泥漿泵向井內(nèi)灌入該溶液靜止56h，即可用其他方法洗井。 化學(xué)洗井主要用于

37、泥漿鉆孔。對(duì)溶解泥皮、稀釋泥漿、洗除泥漿對(duì)含水層的封閉，均有明顯的效果。,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,（2）抽水試驗(yàn) 抽水試驗(yàn)的目的在于正確評(píng)定單井或井群的出水量和水質(zhì)，為設(shè)計(jì)施工及運(yùn)行提供依據(jù)。 試驗(yàn)中水位下降次數(shù)一般為三次，最低不少于兩次。要求繪制正確的出水量與水位下降值（Qs）關(guān)系曲線和單位出水量與水位下降值（qs）關(guān)系曲線，借以檢査抽水試驗(yàn)是否正確 抽水試驗(yàn)的最大出水量，最好能大于該井將來(lái)生產(chǎn)中的出水量，如限于設(shè)備條件不能滿足此要求時(shí)，亦應(yīng)不小于生產(chǎn)出水量的75。 （3）管井的驗(yàn)收 管井驗(yàn)交時(shí)應(yīng)提交的資料包括：管井柱狀圖、顆粒分析資料、抽水試驗(yàn)資料、水質(zhì)分析資料及施工說(shuō)明等。

38、管井竣工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 管井的單位出水量設(shè)計(jì)值基本相符。管井揭露的含水層與設(shè)計(jì)依據(jù)不符時(shí)，可按實(shí)際抽水量驗(yàn)收；,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,管井抽水穩(wěn)定后，井水含砂量不得超過(guò)二百萬(wàn)分之一（體積比）； 超污染指標(biāo)的含水層應(yīng)嚴(yán)密封閉； 井內(nèi)沉淀物的高度不得大于井深的5； 井身直徑不得小于設(shè)計(jì)直徑20mm，井深偏差不得超過(guò)設(shè)計(jì)井深的2； 井管應(yīng)安裝在井的中心，上口保持水平。井管與井深的尺寸偏差，不得超過(guò)全長(zhǎng)的2，過(guò)濾器安裝位置偏差，上下不超過(guò)300mm。 二、鑿井常見事故的預(yù)防和處理 1、井孔坍塌 預(yù)防： 施工中應(yīng)注意根據(jù)土層變化情況及時(shí)調(diào)整泥漿指標(biāo)； 特殊巖層鉆進(jìn)時(shí)須儲(chǔ)備大量泥漿，準(zhǔn)備一定數(shù)量的

39、套管； 停工期間每48h攪動(dòng)或循環(huán)孔內(nèi)泥漿一次，發(fā)現(xiàn)漏漿及時(shí)補(bǔ)充； 在修孔、擴(kuò)孔時(shí)，應(yīng)加大泥漿的比重和粘度。,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,處理 發(fā)現(xiàn)井孔坍塌時(shí)，應(yīng)立即提出鉆具，以防埋鉆。 摸清塌孔深度、位置、淤塞深度等情況，再行處理。 2、井孔彎曲 預(yù)防 鉆機(jī)安裝平穩(wěn)，鉆桿不彎曲； 保持頂滑輪、轉(zhuǎn)盤與井口中心在同一垂線上； 變徑鉆進(jìn)時(shí)，要有導(dǎo)向裝置； 定期觀測(cè)，及早發(fā)現(xiàn)。 處理 沖擊鉆進(jìn)時(shí)可以采用補(bǔ)焊鉆頭，適當(dāng)修孔或擴(kuò)孔來(lái)糾斜。 當(dāng)井孔彎曲較大時(shí)，可在近斜孔段回填土，然后重新鉆進(jìn)。 還可采用灌注水泥法和爆破法等。,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,3、卡鉆 預(yù)防 鉆頭必須合乎規(guī)格； 及時(shí)修孔； 使用適宜的泥漿保持孔壁穩(wěn)定； 在松軟地層鉆進(jìn)時(shí)不得進(jìn)尺過(guò)快。 4、鉆具折斷或脫落 預(yù)防 合理選用鉆具，并仔細(xì)檢查其質(zhì)量； 鉆進(jìn)時(shí)保持孔壁圓滑、孔底平整，以消除鉆具所承受的額外應(yīng)力； 卡鉆時(shí)，應(yīng)先排除故障再進(jìn)行提升，避免強(qiáng)行提升； 根據(jù)地層情況，合理選用轉(zhuǎn)速、鉆壓等鉆進(jìn)參數(shù)。,第四節(jié) 地下水取水構(gòu)筑物 管井施工,第五節(jié) 江河取水構(gòu)筑物浮運(yùn)沉箱法施工,沿江河或湖泊的工業(yè)和城市用水，多以地面水為給水水源，故需修建取水構(gòu)筑物。這類構(gòu)筑物常見的有岸邊式、江心式、斗槽式等。 在江河中修建取水構(gòu)筑物工程的施工方法，可以采用圍堰法、浮運(yùn)沉箱法。 圍堰法：是