[发明专利]沉井因膨胀土悬挂停沉的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及沉井施工方法，具体地说，涉及一种沉井因膨胀土悬挂停沉的处理方法。

背景技术

在矿山施工中，经常会采用沉井施工方法。所谓沉井施工方法是指，首先在地面或地坑上制作沉井本体，即制作具备开口的、钢筋混凝土制成的沉井构件筒身，该沉井筒身达到一定强度后，在井筒内分层挖土、运土，随着井内土面逐渐降低，沉井筒身借助其自重克服沉井外壁与土层间的摩阻力，不断地下沉而达到预定的施工设计位置。

如上所述的沉井施工方法的特点是，沉井结构的截面尺寸和刚度很大，承载力较强，抗渗、耐久性好，内部空间可利用，能够用于较大深度的地下工程的施工，深度通常可达50米。而且，施工过程中不需要大型且复杂的施工设备，在排水和不排水情况下均能施工。另外，可用于各种复杂地形、地质和场地狭窄条件下的施工，对邻近建筑物、构筑物的影响较小。因此，同大开挖施工方法相比，可大大减少挖、运、回填的土方量，加快施工速度，降低施工费用。

但是，在沉井施工过程中，由于通常依照前期地质勘查报告进行施工，有时对可能出现的下沉困难准备不足，沉井筒身在到达岩层以下一定距离时，土质及井壁的压力会导致沉井筒身与井壁间的摩擦力加大，沉井结构的下沉由缓慢到停止，最终形成“悬挂”状态。

当出现沉井筒身的下沉悬挂时，通常采取的方法是，继续浇灌混凝土以增加沉井结构的重量、或者在沉井结构的上方加载，依靠加大沉井结构的重量、使载荷重量与自重相加大于侧摩阻力，从而促使沉井结构继续下沉，增加荷载一般选用在沉井上部加钢坯的方法。。或者是，在沉井结构的外壁安装射水管来冲刷沉井结构的周边，以便减少摩阻力。或者是，在沉井外壁与井壁间灌入触变泥浆或黄土，降低摩擦力。

但是，若采用如上所述的方法，当遭遇膨胀性粘土岩并且粘土岩已将沉井挤死、形成滴水不漏的状态时，从井壁上部无法灌入泥浆。再者，由于此时土的摩阻力已经远大于沉井自身重力，即使在沉井结构的上方增加载荷，其重量也难以克服岩土的摩阻力，比如，若沉井自重5725t，如增加荷载至少需要加自重的20％，即5725×20％＝1145t，如此直径的沉井必须制做钢平台再加钢坯。这种施工方式不仅周期长、施工困难，且如加荷过程中操作不当，容易造成沉井圆周受力不均匀，从而使沉井在继续下沉过程中偏位。因此，只有使沉井外壁膨胀土松动才能使沉井下沉，松动土方一种方法是从上部用机械钻孔后加机械震动，但这种施工方法要求沉井施工环境的四周具有足够的汽车钻位置，并且外力大的震动也容易破坏砼结构，造成沉井的损坏。

基于以上原因，需要一种效率更高、施工更方便的沉井施工方法。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的沉井施工过程中因膨胀性粘土岩而产生的沉井悬挂停沉问题，提供一种沉井因膨胀土悬挂停沉的处理方法，当沉井施工过程中遇到膨胀性粘土岩造成悬挂停沉时，

若停沉位置距离沉井标高超过2m，则实施下列步骤进行处理：

在刃脚四周开挖土方，开挖的范围超过刃脚以外的距离为沉井外径的1/150～1/130，开挖的深度不超过膨胀性粘土岩；

停止开挖后，沿沉井筒壁搭设脚手架，在脚手架上铺设跳板；

用螺旋钻机自下而上沿刃脚外侧离开沉井砼壁在开挖范围的3/4处斜向上钻孔，孔深大于等于沉井壁厚，孔距为孔深的2/3；

在钻孔中填装小当量乳化液态炸药，并将钻孔下部封死，其中药量的计算公式为：Q＝AbW³，其中Q为以公斤为计量单位的药量，A为土层抗力系数，b为药包作用系数，W为最小抵抗线；

利用导线起爆炸药，炸开造成沉井悬挂停沉的膨胀性粘土岩，使沉井继续下沉；

若停沉位置距离沉井标高不足2m，无法建立爆破工作面，则实施下列步骤进行处理：

将沉井刃脚下土方均匀开挖15～20个用于竖直放置枕木的对称坑；

在沉井底部满铺200mm厚的碎石；

将枕木竖直放入对称坑，用混凝土将对称坑填平并在每个对称坑上部设置下沉支撑点；

使用管头扁平的高压水枪对称冲切刃脚下部土方，直至沉井下沉。

此外，优选的技术方案是，所述药包包括微量药包和震荡药包，其中

微量药包的作用系数b＝0.35，破坏半径R＝0.57W；

震荡药包的作用系数b＝0.70，破坏半径R＝0.7W。

另外，优选的技术方案是，最小抵抗线W取爆破的松散深度，即造成沉井悬挂停沉的膨胀性粘土岩的厚度。

另外，优选的技术方案是，取红粘土与石灰岩的平均值为所述膨胀性粘土岩的材料抗力系数。