涮牛肉火锅倾斜岩层地质条件下大直径沉井钻孔减摩及配重加载组合纠偏技术分析与实践
摘要：本文结合具体实施案例，针对大直径沉井在下沉过程，遇到倾斜岩层地质发生严重倾斜现状时，通过采用钻孔减摩及配重加载组合方式进行纠偏，并对纠偏关键技术进行分析与总结，为今后类似项目提供参考借鉴。
关键词：沉井 岩层 钻孔减摩 配重加载 纠偏
Friction reduction and counterweight loading of large diameter Open Caisson under the geological condition of inclined strata
Guangxi Construction Engineering Group No.2 Construction Engineering Co., Ltd
时光不弃Ou maowu, Yu Xin, Li huanbin
Abstract: in this paper, combined with the specific implementation of the ca, in view of the large diameter caisson in the sinking process, when the inclined rock stratum geology is riously inclined, the deviation correction is carried out by using the combination of drilling 沃行
friction reduction and counterweight loading, and the key technology of deviation correction is analyzed and summarized, so as to provide reference for similar projects in the future.
Key words: open caisson, rock stratum, drilling, friction reduction, counterweight, loading and deviation correction
1.科学怪人
前言
沉井作为一种重要的地下结构和深埋基础形式，被广泛应用到市政、公路、铁路等工程中，沉井在下沉施工过程中因不利地质因素及操作不当等原因，容易出现倾斜现象，沉井发生倾斜后，传统方法一般采用调整沉井刃脚下部土方开挖，通过控制沉井底部阻力方式进行纠偏，但当沉井遇到大坡度的倾斜岩层时（井壁一侧为岩层，另一侧为软土），导致井壁侧摩力差异过大，一旦发生严重倾斜，传统的纠偏方法难以达到效果。
2.工程概况
隆安县城污水处理厂二期扩建工程位于广西隆安县城厢镇黄李片区隆安县污水处理厂内，建设规模为5万m3消极人生>蒜苗的做法/d。工程由粗格栅提升泵房（沉井）、细格栅、旋流沉砂池、配水井、污泥泵房等分部工程组成，其中粗格栅提升泵房采用沉井施工工艺，沉井深度为21.1m，池壁厚度800mm，内径15m。
沉井所处场地上覆土层为素填土和第四系更新冲积形成（Q3al）的粉质黏土，素填土厚度为4.5-6.0m，粉质黏土层埋深4.5-15.5m；粉土层以下为三叠系（T）砾岩等组成，岩石坚硬程度分类属硬岩，岩层分布不均匀，地下水位在沉井底部以下约2m处。
沉井在下沉施工至接近底部标高处时，由于遇到大坡度倾斜岩层（一侧为岩层，另一侧为软土层），导致沉井快速发生较大倾斜，至沉井稳定时，沉井顶面标高差730mm，倾斜斜率为4.8%。
3.沉井纠偏方案概述及机理分析
沉井发生倾斜后，项目部尝试采用调整沉井底部土方开挖方法进行纠偏，即是在沉井高侧刃脚底部进行土体开挖，企图通过调整沉井刃脚底部土体阻力，利用沉井自重自行纠偏复
位，但刃脚底部土体掏空后，沉井仍丝纹不动。原因分析：沉井发生较大倾斜后，井壁与岩层形成挤压效应，产生巨大摩擦阻力，要破除或减少井壁摩擦阻力，常用方法一般可在井壁外侧进行注浆减摩，或在井壁外侧进行取土减压降摩，从实施难度和成本分析，注浆减摩实施难度和成本相对较低，但从适用条件分析，注浆减摩原理是通过浆液（一般为膨润土土浆液）将土层软化并提高其润滑性能，从而降低井壁与土体的摩擦阻力。但注浆对坚硬岩层难以起到效果，且在注浆过程浆液容易渗透至软土范围，加剧摩阻力的不均匀性。因此，本项目不适合采用注浆减摩方式纠偏。
取土减压降摩方法，是在井壁外侧进行土方开挖或钻孔取土，破除或减少土体与井壁的接触面，从而减少其摩擦阻力，该方法相对注浆减摩法更为直接有效。由于本项目沉井已下沉较深，现场场地空间不利于大开挖，进而选择采用钻孔取土方法，即在井壁外侧岩层范围内采用钻机进行钻孔取土，钻孔直径150mm，孔间间距600mm，钻孔深度至沉井刃脚下部。但钻孔取土后，沉井高侧只下沉210mm，后采取加密钻孔取土措施（在两孔之间补钻孔），仍未能实现纠偏目的，沉井顶部仍有420mm的高差。原因分析：虽然在沉井高侧进行了钻孔取土，但由于钻机不能形成连续贯通的钻孔面（岩层部位较深，钻杆较长，当在凌空面钻进时，钻杆向凌空面发生弯曲偏斜而难以成孔）。不能形成连续贯通钻孔面，
意味这不能将岩层与井壁进行完全隔离，孔间岩层与井壁仍会形成局部点位的卡紧效应，形成的摩阻力仍大于沉井自重。
基于上述情况，项目部在钻孔取土措施基础上，进一步采用配重加载措施，即在沉井高侧顶部设置加载平台，再在平台上堆载配重块，最终实现沉井的纠偏。
4.纠偏施工技术要点
4.1钻孔取土施工
钻孔取土减压降摩即是采用钻机在沉井外壁边缘从地表钻至沉井刃脚附近岩层，通过破碎斜岩减少其与井壁接触面积及压力，进而减小井壁摩阻力。钻机采用履带式钻机（MGL-150D），钻头过程时产生的钻渣，由风水混合气体冲洗排出孔外。钻孔作业时采用跳孔施工方法，即先沿入岩区井壁边缘钻设A孔，然后根据沉井纠偏效果情况，再施工B孔（图4.1.1）。
1、钻孔定位
图4.1.1 钻孔示意图 图4.1.2 孔位测量定位示意图
容妻15钻孔前先进行场地平整再测量定位钻孔位置，钻孔定位应精确，钻孔底部位置既要尽量贴近刃脚附近斜岩以提高减摩效果，又要避免钻进过程钻杆垂直度误差导致钻头碰到沉井井壁，钻头距离刃脚应保证一定的距离x（x一般不宜小于100-150mm），根据沉井的倾斜角度θ及地表与刃脚的高差H，计算确定钻孔在地表的定位位置A，即A距离井壁的距离为Y（ ）（图4.1.2）
