矩形沉井簡介

沉井的四壁在側(cè)壓力作用下，將產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力，其長寬比愈大，則彎曲應(yīng)力愈大，這是不利的。為了減少井壁彎曲應(yīng)力，可在沉井內(nèi)設(shè)置隔墻，減小受撓跨度，把沉井分成多孔。棱角處宜用圓角或鈍角。矩形沉井的另一優(yōu)點(diǎn)是制造簡單。

按井內(nèi)淹水與否分為不淹水沉井和淹水沉井兩種。淹水沉井又分壁后泥漿淹水沉井和壁后施放壓氣淹水沉井。按井壁下沉動力可分為自重沉井和加載沉井。后者又分為震動沉井和壓水沉井。

不淹水沉井 在沉井內(nèi)排水，工人在井底工作面掘進(jìn)。除井壁在地面澆筑、隨掘進(jìn)隨下沉外，其他工序和普通鑿井法相同。由于排水造成井內(nèi)外壓力不平衡，下沉深度受到限制，本法不宜在涌水大、流砂層厚的表土層采用。

沉井法淹水沉井

特點(diǎn)是：井內(nèi)淹水，保持井內(nèi)外壓力平衡，可防止涌砂冒泥；壁后灌注減阻介質(zhì)；掘進(jìn)與排渣均在水下完成；一般采用水槍或鉆機(jī)破土、壓氣排液器排渣。該法工藝較簡單，需用設(shè)備少,機(jī)械化程度高,工人不下井，作業(yè)條件好，成本較低，除礫卵石層外，一般均可采用。但由于量測和糾偏技術(shù)尚未完全解決，沉井下沉速度和偏斜程度較難掌握，往往影響工期。

壁后泥漿淹水沉井 在整個施工過程中保持井筒內(nèi)淹水水位高于地下水位 1～2m。在沉井壁后環(huán)形空間灌注觸變泥漿，它是以膨潤土為主要原料，加水和化學(xué)處理劑（堿、羧甲基纖維素）混合攪拌而成的一種液態(tài)減阻材料，其特性是靜止時為不易流動的凝膠狀態(tài)，攪動時變成易于流動的溶膠狀態(tài)。通過埋設(shè)在井壁內(nèi)的管路，將觸變泥漿灌注在沉井壁后的環(huán)形空間內(nèi)，把井壁和地層隔開，借助泥漿柱壓力，維護(hù)土層穩(wěn)定，防止塌陷并可在沉井下沉?xí)r減少沉井外壁的摩擦阻力。用觸變泥漿減阻，經(jīng)濟(jì)效益較好；但在恢復(fù)井壁與土層的固著力和保證泥漿護(hù)壁的可靠性方面，還有待研究改進(jìn)。

壁后壓氣淹水沉井 在沉井外壁上，按壓縮空氣可能克服的作用面積，預(yù)留氣龕，在氣龕底部設(shè)噴氣小孔與井壁內(nèi)的壓氣管路相連，構(gòu)成施放壓氣的通道。沉井需下沉?xí)r，按施工的要求壓力依次打開管路閥門，壓氣由噴氣孔噴出,沿井壁外圍擴(kuò)散上升,形成一個空氣帷幕，減少周邊的摩擦阻力，促使井筒下沉（見圖）。該法可控制施放壓氣的時間，有利于控制井筒偏斜。日本用本法施工，最深沉井達(dá)200.3m，偏斜僅為0.1%。 沉井法

沉井法震動沉井

在預(yù)制的薄壁長段井筒上部裝有井帽，在其上安置震動機(jī)，帶動井筒震動，加大井筒的下沉力，并促使井壁四周土壤液化,減少沉井周邊的摩擦阻力,加快下沉速度。本法由建橋工程使用的震動管柱法移植而來，自1958年起，在中國淮北礦區(qū)用該法相繼建成了十多個井筒，優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械化程度高，成井速度快，成本低。由于震動機(jī)的加載有一定限度，在遇到礫卵石層時，井壁容易斷裂，且地面及井筒周圍受震動影響，適用條件受到限制。 壓水沉井 加載沉井的另一種形式，在沉井刃腳上增設(shè)傘形鋼結(jié)構(gòu)底罩,把井筒和刃腳隔開，傘上灌水,增加荷載。傘下作為破土排渣的空間，破土使用五組裝在刃腳四周斜面處和傘頂部的固定水槍，泥渣水自傘頂中心的排渣管排出。本法在中國開灤建井工程處首次試用，下沉深度達(dá)30.1m。

由套井、井壁和刃腳三部分組成。套井(即鎖口)是靠近地表預(yù)先作好的一段大于沉井外徑1.5m左右的井筒，用以保護(hù)井口，安設(shè)導(dǎo)向裝置和貯存減阻材料。沉井井壁就是井筒的永久井壁，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，并滿足下沉所需的重量。一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，壁厚1m左右，隨沉井下沉不斷在井口澆筑接長。刃腳位于沉井井壁最下端，多用鋼材制造，刃尖角通常為 30°，刃腳高3m，刃腳外半徑比井壁外半徑大100～300mm，以便下沉后在井壁四周形成一個環(huán)形空間。

施工時沉井利用鋼刃腳插入土層，工作面不斷破土排渣，依靠井壁自重不斷下沉，當(dāng)沉井刃腳達(dá)到基巖后，即行封底與壁后注漿固井。