本发明涉及沉井封底施工，具体涉及一种大型设置沉井封底施工方法。
背景技术：
1、随着科技的进步，世界上大跨度桥梁发展迅速，数量不断增多，跨度不断实现突破，沉井基础具有承载能力高、刚性刚度大、稳定性好、抗震能力强、防止船舶撞击能力强和施工可靠的特点，可以下沉到深度较大的理想持力层上或者直接坐落在基岩河床上(设置基础)，可靠传递桥梁上部传递的巨大荷载，因此越来越多地被应用到大跨度桥梁深水基础中。
2、目前的大体积混凝土封底分区方法主流方法有以下三种：
3、(1)针对减少大体积围堰单次封底面积，多所采用钢结构隔舱板，隔舱板制造成整体，随围堰同步下沉至入河床，或在围堰下沉至河床设计高程后再通过竖向滑道下滑入河床土层一定深度，形成多个封底分区、减少单个封底分区面积。该技术为深水围堰施工时典型做法，但无法应用于沉井中对内隔墙刃脚下方间隙进行封堵、无法适应沉井内隔墙刃脚存在变厚的外形特征。
4、(2)回填砂分区，利用沉井刃脚的自然高差(井壁刃脚高于分区隔墙刃脚，分区隔墙刃脚高于普通隔墙刃脚)，在分区隔墙处回填2～3m厚的砂，以免分区隔墙下方基底土层薄弱，封底混凝土发生串孔现象，分区混凝土浇筑完成后，将回填砂吸除。
5、(3)针对设置沉井封底主要采取利用自身内井壁进行分区分仓便于施工组织、当刃脚与海床存在间隙时设置插板进行封堵防止串舱处理、采取后注浆对刃脚下方可能出现的基底夹渣与封底混凝土不密实进行处理，对于大型设置沉井而言，大面积海床基岩强度、硬度、裂隙发育程度不可避免存在差异，海床爆破后岩面平整度只能控制在一定范围、高差起伏必然存在，依靠在刃脚底部设置插板进行封底分区隔离不仅工程量大、水下施工困难，也难以完全做到与海床贴合保证分仓隔离效果，后注浆对刃脚下方进行加固，浆液扩散范围、注浆量、凝固时间等技术参数需要预先进行大量试验检验验证，造价高且实际实施施工质量控制难度大。
6、此外在钢沉井下沉至基底并满足垂直度要求后，还需要进行混凝土浇筑施工，其施工流程关键在于钢沉井下沉至预定位置后，首先需通过水下作业平整基坑，并用碎石找平以确保沉井能够平稳放置，紧接着的封底混凝土浇筑极为关键，需快速完成以保障沉井安全。
7、然而，现有沉井封底技术在实际使用过程中还面临海床条件复杂导致的传统封底方法实施难度大、成本高，以及在特殊环境下如深水海域的施工适应性不足等问题，具体表现为：分仓封底时难以确保与不平整海床的有效密封，后注浆技术实施复杂且质量控制难度大；内河技术方案不适用于爆破岩面的深水环境；传统钢结构隔舱板无法适应沉井内部结构特点；封底施工平台多为固定式，操作繁琐且效率低，虽有浮式平台的创新，但设备整体仍缺乏高程监测的有效手段；此外，现有技术方案中还不能够有效解决沉井外壁与海床间隙封堵及处理高含泥海水。
8、为此，本技术特提出一种大型设置沉井封底施工方法以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种沉井封底施工方法，解决了深水海域沉井施工中水流隔断的难题，有效防止了未凝固混凝土遭受动水破坏，同时还采用改良的碎石抛填技术和密封措施，克服了碎石流失和刃脚下方渗漏的问题，确保了封底混凝土的密实度与稳定性。
2、本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：
3、一种大型设置沉井封底施工方法，包括以下步骤：
4、步骤一：对海床基岩进行水下爆破并清渣，形成水下基槽，将沉井浮运至桥址后分阶段注水下沉至设计高程，由支撑柱形成竖向支撑，平面位置通过锚碇系统固定；
5、步骤二：在沉井外井壁与海床基槽之间间隙进行扁平钢丝网兜石笼的抛填封堵，在扁平钢丝网兜石笼之上再依次抛填多个不同粒径的碎石，降低钢丝网兜石笼的孔隙率的同时形成对沉井内外水流的阻断；
6、步骤三：外井壁与海床基槽之间的空隙在抛填封堵期间进行首批封底的井孔内的吸泥、吸渣的清基工作，清基至基岩后扫描井孔中线处海床基岩高程，并制造对应钢桁架隔舱板进行水下安装；
7、步骤四：首批隔舱板安装后，利用抽水设备抽取相邻井孔内上层清水对首批封底的井孔进行水体置换直至满足规范要求；
8、步骤五：利用沉井顶面施工平台布置料斗、下放导管，进行首批井孔封底，混凝土同步灌注，一次灌注至设计封底厚度；
9、步骤六：进行对应边缆方向的第二批井孔内的隔舱板安装，完成分区隔离，首批井孔封底完成后，转移料斗、导管至第二批井孔内，进行第二批井孔封底，之后进行混凝土灌注；
10、步骤七：首批封底混凝土达到设计强度后，拆除全部锚缆，第二批封底混凝土达到设计强度后，拆除最外侧隔舱板、并对混凝土侧面进行水下冲洗，内井壁刃脚与海床基岩之间空挡采用袋装水泥碎石进行封堵后，完成第三批井孔内封底，之后进行混凝土灌注；
11、步骤八：剩余井孔内抽水，内井壁刃脚与海床基岩之间空挡封底袋装水泥碎石拆除、已经封底混凝土临空面、海床基岩岩面利用已经封底井孔内清水射水冲洗，采取干封方式进行剩余井孔封底，封底施工结束。
12、优选的，所述步骤二中抛填多个不同粒径的碎石的具体操作步骤包括：
13、s21.底部贴外井壁抛填单层或多层内装15～20cm粒径块石的扁平状钢丝网兜石笼，用于形成对外井壁刃脚与海床岩面之间高度方向间隙的封堵；
14、s22.在扁平钢丝网兜石笼之上再抛填30cm厚粗粒径为5～10cm的碎石形成悬浮骨架，用于降低钢丝网兜石笼的孔隙率；
15、s23.在30cm厚粗粒径为5～10cm碎石(7)之上再抛填第三层厚2～5cm级配碎石，用于形成对沉井内外水流的阻断；
16、s24.在2～5cm级配碎石之上再抛填第四层30cm厚粗粒径为5～10cm的碎石作为防冲刷盖面防护层，用于防止第三层级配碎石被水流冲刷。
17、优选的，步骤三中描井孔中线处海床基岩高程，并制造对应钢桁架隔舱板进行水下安装的具体操作步骤包括：
18、s31.清基至基岩后利用多波束测深仪对井孔中线处海床基岩高程进行精确扫测，按扫测的井孔中轴线处高程数据制造8组钢桁架隔舱板；
19、s32.利用沉井顶面平台上的吊机，垂直下放隔舱板进行水下安装；
20、s33.潜水工下潜检查隔舱板与海床基岩贴合情况，对最外两组隔舱板根部与海床之间局部缝隙、内井壁刃脚与海床基岩之间空挡采用袋装水泥碎石进行封堵。
21、优选的，所述隔舱板由三块板材拼接组成，板材设为板一、板三和板二，板一和板二为位于板三两端的板材。
22、优选的，所述s32步骤中进行水下安装的具体操作流程包括：
23、s321.先安装两端与井壁相连部分，距离内井壁2.5m，避开内壁板底部凸起的剪力槽进行板一和板二的下放，至与牛腿高度平齐后再平移，其中牛腿与井壁壁板连接；
24、s322.将板一、板二与牛腿通过螺栓连接，并加装水平斜撑杆进行平面位置固定；
25、s323.再垂直下放安装隔舱板中间的板三部分，并将板三与两端的板一和板二通过法兰螺栓连接。
26、优选的，所述步骤五的灌注过程中，在封底之后进行混凝土灌注期间，在井孔内设置浮箱，浮箱悬挂搭载3d多波束测深仪，在封底期间自动跟踪扫测混凝土高程、计算机自动记录扫测数据、无线传输至管理平台。
27、优选的，所述步骤六中隔舱板的安装方法与步骤三中的隔舱板的安装方法相同。
28、本发明提供了一种大型设置沉井封底施工方法。与现有技术相比本发明的有益效果体现在：
29、1.本发明通过在外井壁与海床基槽间实施分层抛填的操作，特别是应用底部钢丝网兜石笼与分级碎石，既能有效封闭外井壁刃脚下的空隙，又能防止后续抛填的级配碎石滚入井孔内流动干扰封底作业，顶部防护层增强了抗冲刷能力，且四层抛填结构整体形成完整的封闭填充结构，构建了稳固的水流隔绝屏障，能够阻断沉井外大流速往复潮水流，为沉井内部创造静水作业条件，有效保障封底混凝土质量，极大提升封底混凝土的浇筑质量和结构安全性。
30、2.本发明通过井孔内中轴线处设置钢桁架分区隔舱板，将井壁刃脚下方封堵隔离改为井孔中间隔离，实现由多个完整井孔独立隔离封底向相邻井孔封底的转变，大幅降低在刃脚下方加装插板进行封底分区隔离的深水水下施工难度、提高施工效率。
31、3.本发明钢桁架分区隔舱板底口依托基岩高程多波束精确扫描数据进行仿形加工，且结合隔舱板底部10cm无加劲柔性裙板，下放后能够与海床基岩有效贴合，因此通过将平面分为三段、端部两段朝井壁壁板方向仿形制造，先垂直下放后水平平移，使得隔舱板能够进入刃脚下方、与内侧壁板密贴，既能够方便水下作业施工，又能够大幅提升分区隔离效果、有效防止封底混凝土浇筑时通过间隙渗漏，保证封底质量。
32、4.本发明通过相邻井孔上层清水置换方案，解决高含泥量浑浊海水沉淀造成沉井封底清基不彻底问题，不需要另外供应大量清水，大幅降低施工投入。
33、5.本发明通过分批次封底，能够实现锚碇系统尽可能提前解缆、提供开阔的水域作业环境，化解锚缆对海面施工船舶的干扰，同时在封底过程中先外侧井孔封底，为内侧井孔抽水进行干封创造了条件。从而能够加快施工进度、节约工期。
34、6.本发明通过采用浮式平台搭载3d多波束测深仪进行封底混凝土高程自动监测，使高程测量精度、实施监测效率大幅提升，能够有效指导封堵混凝土速度调整、布料点灌注方量调整，提高封底混凝土质量。
1.一种大型设置沉井封底施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的大型设置沉井封底施工方法，其特征在于，所述步骤二中抛填多个不同粒径的碎石的具体操作步骤包括：
3.如权利要求1所述的大型设置沉井封底施工方法，其特征在于，步骤三中描井孔中线处海床基岩高程，并制造对应钢桁架隔舱板进行水下安装的具体操作步骤包括：
4.如权利要求3所述的大型设置沉井封底施工方法，其特征在于，所述隔舱板由三块板材拼接组成，板材设为板一、板三和板二，板一和板二为位于板三两端的板材。
5.如权利要求4所述的大型设置沉井封底施工方法，其特征在于，所述s32步骤中进行水下安装的具体操作流程包括：
6.如权利要求1所述的大型设置沉井封底施工方法，其特征在于，所述步骤五的灌注过程中，在封底之后进行混凝土灌注期间，在井孔内设置浮箱，浮箱悬挂搭载3d多波束测深仪，在封底期间自动跟踪扫测混凝土高程、计算机自动记录扫测数据、无线传输至管理平台。
7.如权利要求1所述的大型设置沉井封底施工方法，其特征在于，所述步骤六中隔舱板的安装方法与步骤三中的隔舱板的安装方法相同。
