一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构的制作方法

1.本实用新型涉及沉井施工技术领域，具体来说是一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构。

背景技术：

2.在沉井下沉不需将地下水位降低到沉井低以下，对地下水位的影响近似于沉井不排水下沉方法；当采用辅助超前管井降水减小沉井受的浮力时，适当降低地下水位，可避免井筒外侧土体进入沉井取土区域而被挖除；沉井设计底板以上为干作业，作业环境类似于沉井排水下沉方法；水力切割搅拌出土类似于泥水平衡顶管。沉井不排水下沉：沉井下沉过程中，在取土作业时不排除井内积水，通常采用抓头及水力冲、吸取土下沉。沉井排水下沉：沉井下沉过程中，在取土作业时排除井内积水的下沉工艺。泥水平衡式顶管：以全断面切削土体，以泥水压力来平衡土压力和地下水压力，又以泥水作为输送弃土介质的机械自动化顶管施工方法。水力冲刷搅拌土体，达到可流动目的，实现土的位置的改变。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于解决现有技术存在的不足之处，提供一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构，可以不排水下沉，必要时辅助管井超前降水减小沉井受到的浮力，可有效减轻周边土层的沉降量，并且出土效率高，不需要大型冲、吸泥施工机械。
4.为了实现上述目的，设计一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构，包括沉井外壁、沉井内隔墙和沉井底板，所述的沉井底板上设有若干第一供水口，若干第一供水管从沉井底板上方穿过沉井底板上的若干第一供水口延伸至沉井底板下方，所述若干第一供水管末端设有喷嘴；所述的沉井底板上还设有若干吸泥口，若干吸泥管从沉井底板上方穿过沉井底板上的若干吸泥口延伸至沉井底板下方，所述的若干吸泥管在沉井底板上方连接吸泥泵。
5.本实用新型还具有如下优选的技术方案：
6.1.喷嘴为旋转搅拌喷嘴，喷嘴两侧开口，水流从喷嘴两侧喷出。
7.2.沉井外壁上设有若干第二供水口，若干第二供水管从沉井底板上方穿过沉井外壁上的若干第二供水口延伸至沉井外壁底部的刃脚，所述的若干第二供水管末端设有第二喷嘴，所述的第二喷嘴面向沉井内部一侧开口，水流从第二喷嘴一侧喷出。
8.3.沉井内隔墙上设有若干第三供水口，若干第三供水管从沉井底板上方穿过沉井内隔墙上的若干第三供水口延伸至沉井内隔墙下方，所述的若干第三供水管末端设有第一喷嘴，所述的第一喷嘴两侧开口，水流从第一喷嘴两侧喷出。
9.4.沉井底板上设有若干减压降水孔，若干减压降水管从沉井底板上方穿过沉井底板上的减压降水孔延伸至沉井底板下方，所述的减压降水管底端设有进水过滤管。
10.本实用新型同现有技术相比，其优点在于：
11.1.借鉴泥水平衡顶管机工作原理，用泥水压力平衡沉井底面的土压力及水压力，
沉井底板以上为干作业，降低施工安全风险。通过机械旋转快慢及出泥阀门大小的控制，可以控制沉井底部各部位取土量，达到均匀出土，使沉井均匀下沉；通过某个区域多取土或少取土，控制本区域的沉降量，达到沉井纠偏的目的。
12.2.在沉井过程地下水位不需降低到沉井取土面以下，可避免降水对周边造成的影响。
13.3.水力冲刷沉井刃脚及隔墙下土体，达到控制刃脚及隔墙下土压力的目的，可有效控制沉井下沉速度。
附图说明
14.图1是本实用新型结构剖视图；
15.图2是本实用新型俯视图；
16.图3是本实用新型减压降水管示意图；
17.图4是本实用新型第二喷嘴示意图；
18.图5是本实用新型第一喷嘴示意图；
19.图中：1.沉井外壁2.沉井底板3.沉井内隔墙4.第一供水管5.旋转搅拌喷嘴6.吸泥管7.第二供水管8.第二喷嘴9.第三供水管10.第一喷嘴11.第一供水口12.第二供水口13.第三供水口14.吸泥口15.减压降水口16.进水过滤管17.减压降水管。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型作进一步说明，本实用新型的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
21.本实用新型为一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构，包括沉井外壁、沉井底板和沉井内隔墙，沉井底板上设有第一供水口，第一供水管从沉井底板上方穿过沉井底板上的第一供水口延伸至沉井底板下方，若干第一供水管末端设有旋转搅拌喷嘴，喷嘴两侧开口，水流从喷嘴两侧喷出；沉井底板上还设有吸泥口，吸泥管从沉井底板上方穿过沉井底板上的吸泥口延伸至沉井底板下方，若干吸泥管在沉井底板上方连接吸泥泵。沉井外壁上设有第二供水口，第二供水管从沉井底板上方穿过沉井外壁上的第二供水口延伸至沉井外壁底部的刃脚，第二供水管末端设有第二喷嘴，第二喷嘴面向沉井内部一侧开口，水流从第二喷嘴一侧喷出。沉井内隔墙上设有第三供水口，第三供水管从沉井底板上方穿过沉井内隔墙上的第三供水口延伸至沉井内隔墙下方，第三供水管末端设有第一喷嘴，第一喷嘴两侧开口，水流从第一喷嘴两侧喷出。沉井底板上设有减压降水孔，减压降水管从沉井底板上方穿过沉井底板上的减压降水孔延伸至沉井底板下方，减压降水管底端设有进水过滤管。
22.参见图1-图3，具体结构如下：
23.1，图中第一喷嘴、第二喷嘴、旋转搅拌喷嘴组成切削搅拌土体，使土体获得一定流动性；吸泥管将沉井底板下的泥土排出；减压降水管在必要时可排出沉井底的部分地下水，以降低沉井所受浮力；沉井外壁、沉井内隔墙、沉井底板组成沉井主体。
24.2.xpk为第一供水口，在沉井底板设置的预留孔洞，作为第一供水管的通道。设置数量根据沉井的大小、土质及第一供水管水力切割搅拌半径确定。在沉井施工完成后需封
闭。
25.3.pnk 为吸泥口，在沉井底板设置的预留孔洞，作为出泥管通道。在4个第一供水口之间设置一个吸泥口。在沉井施工完成后需封闭。
26.4.jyjk 减压井孔。在沉井底板设置的预留孔洞，作为减压降水井管通道。每座沉井至少需要设置2个，以利于在沉井过程交叉设置沉井降低沉井底的水压。在沉井施工完成后需封闭。
27.5.第一喷嘴设置在沉井内隔墙下，通过第三供水管提供的高压水从喷嘴两侧的喷口喷出，可切割沉井内隔墙下土体并把切割下的冲离隔墙底。根据需要调整喷嘴出流速度，可调整切割土体数量，使沉井内隔墙承受的顶力不同，达到控制沉降速度和调整沉井偏差的作用。
28.6.第二喷嘴设置在沉井外壁刃脚下，通过第二供水管提供的高压水从喷嘴一侧的喷口喷出，可切割沉井刃脚下土体并把切割下的土冲离刃脚底。根据需要调整喷嘴出流速度，可调整切割土体数量，使沉井刃脚承受的顶力不同，达到控制下沉速度和调整沉井沉降偏差的作用。
29.7.旋转搅拌喷嘴通过第一供水管提供的高压水从喷嘴两侧喷口喷出，旋转切割并搅拌土体，使土体获得一定流动性。旋转搅拌喷嘴可上下移动，以充分切割搅拌土地。当沉井土层是砂土时，可从旋转搅拌喷嘴注入膨润土或黏土泥浆，将砂土从吸泥口排出。旋转搅拌喷嘴和第一供水管管可直接采用水泥搅拌桩机械改制。
30.8.吸泥口将旋转搅拌喷嘴已经切割搅拌具有一定流动性的泥土从吸泥口排出，降低沉井底板受的上浮力，沉井下沉。通过调整吸泥量的大小，可控制沉井下沉速度。通过调整不同吸泥口排泥量可调整沉井沉降偏差。
31.9.减压降水管，当地下水位高，沉井受到浮力大，沉井不易下沉时，可辅助超前降水，达到部分降低地下水位目的。减压降水管底端需设置进水过滤管，过滤管的最高端要低于旋转搅拌喷嘴搅拌土体影响范围。
32.具体工作流程如下：
33.a 启动第一喷嘴、第二喷嘴、旋转搅拌喷嘴，将沉井底板下的土体切割搅拌，使其具有流动性。根据土体的性质可调整第一喷嘴、第二喷嘴的出水压力，同时调整旋转搅拌喷嘴的出水压力及上下位置，以充分搅拌土体。
34.b 开启吸泥管上的吸泥泵，将沉井底板下已经具有一定流动性的泥浆从吸泥口排出。吸泥口可旋转，以尽量多地吸泥，降低沉井底板受的上浮力。当从吸泥口排出一定的泥浆时，吸泥口附近泥浆压力会降低，在沉井压力和泥浆流动性的作用下，周围的泥浆会流动度吸泥口附近。
35.c 交替搅拌泥土和吸泥，沉井可持续下沉。
36.d在沉井下沉过程，不可避免下沉不均匀情况，可实现纠偏。如图2所示，假如图中m角下沉量小，沉井下沉出现偏差，此时可沿l角和n角连线，加大m角侧的第一喷嘴、第二喷嘴、旋转搅拌喷嘴出流强度，上下移动旋转喷嘴，使土体重复液化，增大流动性，同时加大pnk4中排泥管的出泥量，减小pnk1中排泥管的出泥量，造成沉井底板所承受的上浮力不同，使m角下沉量大于k角下沉量，达到纠偏目的。
37.e 沉井就位后，第一喷嘴、第二喷嘴、旋转搅拌喷嘴喷射水泥浆或水泥砂浆置换沉
井以下的泥浆，直到从出泥管溢出水泥浆或水泥砂浆为止。减压降水管采用水下混凝土填筑。

技术特征：

1.一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构，包括沉井外壁、沉井内隔墙和沉井底板，其特征在于：所述的沉井底板上设有若干第一供水口，若干第一供水管从沉井底板上方穿过沉井底板上的若干第一供水口延伸至沉井底板下方，所述若干第一供水管末端设有喷嘴；所述的沉井底板上还设有若干吸泥口，若干吸泥管从沉井底板上方穿过沉井底板上的若干吸泥口延伸至沉井底板下方，所述的若干吸泥管在沉井底板上方连接吸泥泵。2.如权利要求1所述的一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构，其特征在于：所述的若干喷嘴为旋转搅拌喷嘴，喷嘴两侧开口，水流从喷嘴两侧喷出。3.如权利要求1所述的一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构，其特征在于：所述的沉井外壁上设有若干第二供水口，若干第二供水管从沉井底板上方穿过沉井外壁上的若干第二供水口延伸至沉井外壁底部的刃脚，所述的若干第二供水管末端设有第二喷嘴，所述的第二喷嘴面向沉井内部一侧开口，水流从第二喷嘴一侧喷出。4.如权利要求1所述的一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构，其特征在于：所述的沉井内隔墙上设有若干第三供水口，若干第三供水管从沉井底板上方穿过沉井内隔墙上的若干第三供水口延伸至沉井内隔墙下方，所述的若干第三供水管末端设有第一喷嘴，所述的第一喷嘴两侧开口，水流从第一喷嘴两侧喷出。5.如权利要求1所述的一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构，其特征在于：所述的沉井底板上设有若干减压降水孔，若干减压降水管从沉井底板上方穿过沉井底板上的减压降水孔延伸至沉井底板下方，所述的减压降水管底端设有进水过滤管。

技术总结

本实用新型涉及沉井施工技术领域，具体来说是一种适用于水力切割搅拌出土的沉井结构，沉井底板上设有第一供水口，第一供水管从沉井底板上方穿过沉井底板上的第一供水口延伸至沉井底板下方，第一供水管末端设有喷嘴；沉井底板上还设有吸泥口，吸泥管从沉井底板上方穿过沉井底板上的吸泥口延伸至沉井底板下方，吸泥管在沉井底板上方连接吸泥泵，借鉴泥水平衡顶管机工作原理，用泥水压力平衡沉井底面的土压力及水压力，沉井底板以上为干作业，降低施工安全风险。通过机械旋转快慢及出泥阀门大小的控制，可以控制沉井底部各部位取土量，达到均匀出土，使沉井均匀下沉；通过某个区域多取土或少取土，控制本区域的沉降量，达到沉井纠偏的目的。偏的目的。偏的目的。