沉井建造VSM工艺与成套装备及其工程应用

传统的沉井施工技术通常采用人工取土或小型机械取土,靠结构自重下沉,现场浇筑混凝土井壁的方式。然而传统方式存在施工效率慢,作业人员多且施工风险高,停沉突沉和倾斜现象多,对周围环境影响大等弊端。随着技术的发展,沉井施工技术也正在向装配式、机械化、数字智能化和绿色建造的趋势靠拢。针对目前前沿的沉井掘进技术-VSM工法极其国内外装备研制,总结了其工程应用情况,为沉井领域的机械化建造提供技术方案和设备选型参考。

自动测量技术在沉井下沉姿态测量中的研究及应用

随着城市化的快速发展,沉井工程在基础设施建设中的作用日益凸显。为确保沉井下沉过程的稳定性和工程质量,其下沉姿态的监测变得尤为重要。文章详细介绍了用于监测沉井下沉姿态的自动测量系统及方法,通过实际工程应用实例的分析,展示了自动测量系统的准确性和效益,并与传统人工测量方法进行比较,证实了其具有明显优势。

沉井侧摩阻力监测装置设计及应用研究

针对现有沉井施工过程中侧摩阻力测试方法要求高、难度大的问题,自主设计研发一套侧摩阻力直接测试装置,并提出输出电压与侧摩阻力的理论转化公式。通过有限元软件对不同传感器平行梁尺寸下梁端应变和最大应力、不同密封材料下装置的应变损失进行分析,指导传感器平行梁尺寸及密封材料的选择,并利用大型直剪仪对装置进行精准标定,最后在哈尔滨某沉井工程中进行现场应用。研究结果表明:1)平行梁的厚度越小、长度越大,弹性元件在荷载作用下微应变越大,但同时最大应力会增大;2)传感器内填充密封材料后,会存在一定应变损失,采用硅酮结构胶对装置进行密封应变损失最小;3)不同法向应力加载条件下侧摩阻力监测装置标定曲线的一致性较好,线性拟合系数均大于0.99,装置稳定性好。现场应用结果表明,通过侧摩阻力监测装置获取的沉井侧摩阻力与侧壁土压力的分布规律基本一致,且装置易于安装,可靠性好。

连续沉井法建设轨道交通地下车站的关键技术研究

为探索“碳达峰、碳中和”国家战略背景下建设方式的绿色转型,根据嘉兴至枫南市域铁路工程曹庄站的实际背景,提出连续沉井法建设轨道交通地下车站的设计方案,即通过分批下沉间距紧密的沉井群并纵向贯通形成狭长型整体车站结构;然后,阐述本工法所涉及的永临结合、结构连接、差异沉降控制、环境影响控制等关键技术。与传统明挖法相比,该工法可避免大量临时工程,降低工程造价;通过采用不排水开挖方式,可规避承压水突涌风险;该工法对周边土体影响小,适用于城区敏感环境下轨道交通地下车站的建设;通过增加狭长型车站可同步施工的作业面并实现结构制作、土方开挖同步进行,节省车站工期。

沉井-砂土界面特性及侧摩阻力分布特性试验研究

沉井侧摩阻力是桥梁工程中的重点关注问题。为研究沉井-砂土界面特性,使用大型直剪仪对不同法向应力及含水率条件下的砂土进行界面剪切试验,并开展模型试验,研究不同类型的砂土、有无台阶以及不同施工工艺条件下沉井下沉过程中的侧摩阻力分布特性。结果表明:剪切位移较小时,沉井-砂土界面剪应力随剪切位移的增加而增加,当剪切位移达到某一临界值后,剪应力趋于稳定;界面抗剪强度随含水率的增加而小幅减小,界面抗剪强度参数以内摩擦角为主,黏聚力较小,界面水敏性较低;沉井下沉过程中,侧壁土压力-入土深度曲线在沉井刃脚位置发生“内拐”,即侧壁土压力在刃脚发生应力松弛,应力松弛的程度与下沉深度正相关,且随砂土粒径的增加有所降低;与无台阶沉井相比,台阶型沉井的侧壁土压力明显降低,在沉井上增设台阶可有效降低沉井的下沉难度;台阶型沉井与侧壁土体之间灌砂会导致沉井侧壁土压力小幅增加,对沉井的下沉难度影响不大。

大型沉井接高过程中地基抗剪强度的有限元计算

为探讨大型沉井在强度较低且具有时变效应的软土地基上产生的突沉、偏沉等问题,运用ABAQUS有限元软件对南京市龙潭大桥南锚碇沉井前3节的接高过程进行模拟,观察沉井地基中超静孔压的消散情况,并通过规范法和有效应力法计算并比较其抗剪强度的变化。结果表明,在沉井混凝土养护期间,超静孔压迅速消散,地基抗剪强度得到提升,且浅部的强度提升较大,向深部则存在衰减;沉井能否进行下一节的浇筑接高不受超静孔压消散时间的控制,而主要受控于混凝土的养护情况;规范法的抗剪强度计算结果相较于有效应力法大,在工程实践中为保守取值,可选取有效应力法计算强度增长。

沉井下沉过程倾斜度演变特征研究

沉井下沉施工过程须贯彻勤测勤纠、随偏随纠原则,特别是对整个下沉过程实施信息化监测尤为必要,以实现均匀安全下沉。以某沉井下沉过程监测技术为例,讨论了各参数的演变特征,如下沉速率、倾角等,发现沉井下沉速率基本均匀,位移及倾斜程度均满足施工规范及安全要求。考虑取土频率及阻力等因子影响,沉井下沉各阶段基本呈现一类阻尼振荡衰减演变特征,这一特征可用于反馈整个沉井施工过程中的技术控制或评价整个施工过程质量控制,对类似工程施工具有指导意义。

102m深!自动化沉井(SOCS)工法的“极致”应用--日本寝屋川北部地下雨水调蓄系统城北竖井

城北竖井寝屋川北部地下雨水调蓄系统目前有2条在建调蓄隧道,城北竖井为盾构始发井,外径34.8m,深102m,是日本深度最大的雨水调蓄设施,采用了自动化沉井(SOCS)工法进行施工。SOCS工法应用SOCS工法一般是由挖掘取土系统、下沉管理系统、预制式主体结构系统组成。但在该工程中,仅采用了挖掘取土系统和下沉管理系统进行施工。

复杂条件下深水沉井基础偏位数值模拟分析

为了深入了解复杂条件下深水沉井基础偏位问题,采用大型岩土仿真分析软件midas GTS对多种工况下深水沉井的下沉受荷过程进行仿真模拟,并通过对比现场监控结果,对沉井偏位情况进行分析并总结沉井偏位的作用规律,分析依托工程沉井发生偏位的原因,计算评估各种纠偏方式的作用效果。结果表明:车辆荷载是引起沉井顺桥向偏位的主要原因之一;沉井整体偏移将随外侧堆土高度的增加而增大,二者呈正相关,但非线性相关;通过堆土回填调整沉井高差能逐步回调偏差达到沉井纠偏的目的。该分析结果可为深水沉井纠偏、防护方式的确定提供依据及理论支撑。

深厚淤泥质土层条件下泵房沉井施工技术探讨

当污水处理厂的泵房沉井布置在深厚淤泥质土层时,由于淤泥层承载力低、抗剪强度低的特性,沉井在下沉的过程中易产生突沉、偏沉滑移等问题。以福州某污水处理厂的泵房沉井施工为例,探讨在深厚淤泥质土层条件下泵房沉井的施工方案与工艺流程、施工准备阶段、下沉阶段以及封底阶段的施工技术要点。只有熟练掌握这些施工技术要点并有效运用,才能保障施工质量以及施工安全。

动水压作用下临近湖泊沉井结构整体受力性能研究

临近江河湖泊修建顶管掘进机始发井或者接受沉井结构,需要面临湖泊水位不断变化的情况。为此,针对湖泊水位变化引起的水压力差异性对沉井结构受力状态的影响,论文采用数值计算分析方法建立了动水压作用下沉井结构数值计算模型,研究了动水压作用下沉井结构整体受力性能。

沉井法与逆作法在顶管工程中的应用分析

结合采用顶管技术施工的某水厂出厂管道工程,通过对沉井法和逆作法施工的两口规格相同的工作井和接收井,从设计、施工工艺、工期进度、费用成本角度出发进行全方面分析,阐述了两种施工方法在实际应用中的优点以及存在的问题。通过对比分析,得出施工条件允许的情况下逆作法施工的优势要大于沉井法,为水厂出厂管道工程后续井位施工方法的选取提供了理论依据,也为相关类似工程提供了参考建议。

地铁车站砂层地质集水坑沉井成槽技术及应用

本文以某市地铁中心广场站1号出入口集水坑明挖土钉墙支护结构优化为沉井成槽方案及技术应用为背景,介绍此项优化后的沉井结构在基坑支护成槽施工中的应用及结构设计和施工情况,可为基坑支护方案选择以及工程灾害治理等工作提供有力的技术参考。

沉井与基坑支护结合法在某增压泵站中的应用

与常规泵站不同,增压泵站具有单体较多、开挖深度不一及平面形状不规则等特点,采用沉井法或基坑支护法单独实施时,会产生施工方式不合理、工程成本较高或工期较长等问题。本文结合某增压泵站工程案例,从安全、经济、便捷等角度对沉井法、基坑支护法及沉井+基坑支护法等方案进行对比分析,提出了一种沉井与基坑支护相结合的结构形式。该结构形式不仅具有沉井结构工程成本低、施工便捷的优势,还具有基坑支护结构形式灵活、便于保护周边环境的优点;同时也为类似工程项目的结构选型提供了一种新的思路。

临近湖泊沉井结构计算分析与施工应用

沉井结构大量用于城市地下工程建设之中,可以作为盾构机、顶管机的始发、接收围护结构,对于地下工程建设至关重要。然而,临近湖泊富水地层沉井结构计算与施工的控制管理较为困难。为此,文章依托珠三角水资源配置工程东莞配套松山湖水厂一期管线工程沉井结构计算与施工,采用理论推导方法,开展了临近湖泊沉井结构计算,阐述了沉井结构施工关键技术,为类似工程提供参考。

复杂地质环境下矩形深大沉井下沉施工技术研究与应用

以广东省中山市某污水处理厂沉井为研究对象,依据图纸结合现场实际地质条件,利用多点支撑开挖下沉技术优化结构设计、中心土滞挖控制涌土、偏位堆载实现沉井纠偏、自动化监测保证沉井下沉姿态等,克服了下沉过程中的各项问题,同时也保证了周边环境的安全,有效保证了沉井安全稳定下沉到位。在保证施工质量、安全的同时,缩短了工期,节约了成本,对污水处理厂深大构筑物运用沉井方法进行施工具有极大的推进作用。

沉井法在富水砂卵石地层施工中存在的问题及解决措施

沉井法施工是将事先在地面上用钢筋混凝土制成的井筒形状的结构体,采用机械或人工在井内挖取土,使其依靠井筒自身重量作用下沉到设计标高的施工工法。该工法广泛应用于大型设备基础、市政工程、地下工程及矿区竖井制作、桥梁墩台、顶管盾构隧道工作井等用途。

沉井在淤泥质土层中下沉施工技术

沉井是一种常见地下工程技术,用于解决地下水位过高、土壤松动或者地下空洞等问题。淤泥质土层中进行沉井下沉施工是一项复杂的工程技术,其目的是为实现在地下水位较高、土质松软的条件下安全进行基础施工。为更加解决以上问题,淤泥质土层中的沉井施工技术需综合考虑土层的物理性质和工程要求,并采用适当处理措施,以确保施工的安全、稳定及高效开展。

基于BP神经网络的矩形沉井下沉土体参数反演研究

各类型的人工神经网络智能算法均在岩土工程参数反演和预测方面得到了广泛应用,但大部分研究都主要集中在坝体、桩基和隧道工程方面,较少应用于沉井基础形式的工程。BP神经网络算法对于施工过程中岩土结构参数的时空变化非常敏感,适用于研究沉井这类经历显著地质扰动和动态位移的基础形式。依托龙潭长江大桥南部锚碇沉井基础项目,运用有限元参数建模,将沉井下沉动态过程划分为多个工况,在不影响模拟精度的情况下,提高了计算效率,得到了多组土体参数与沉井结构应力响应之间的数据组。使用该数据组训练BP神经网络模型,并将现场监测的沉井应力输入到BP神经网络模型中,反演得到了对应的土体参数,分析其变化规律,总结了沉井动态受力特点。该研究结果有助于完善助沉方案,在解决突沉、拒沉等问题方面起到了关键作用。

新型悬挂式竖井掘进技术在沉井施工中的应用研究

文章基于德国海瑞克公司发明的垂直掘进挖掘机,介绍了一种新型悬挂式竖井掘进技术。上海竹园白龙港污水连通管工程应用了该项技术,相较于传统沉井施工工艺,新型悬挂式竖井掘进技术可以大幅缩短施工周期,对周边影响更小,符合新时代对绿色工地的号召。垂直掘进设备和管片采用预制拼装技术,可减少对于场地的需求,缩短施工周期,具有简约化、集成化的特点。超挖控制与井壁润滑可以减少竖井对周边土体的扰动,保证竖井的顺利下沉,文章研究内容可为类似工程提供参考。