一种深水沉井施工的弃渣收集方法
技术领域
本发明涉及桥梁基础施工领域，具体涉及一种深水沉井施工的弃
渣收集方法。
背景技术
目前，深水沉井基础广泛应用于桥梁墩台基础、水下油库、以及
水下大型设备基础、水下高层和超高层建筑物基础等。深水沉井基础
是先在地表制作成一个井筒状的结构物即沉井，然后在深水中从井内
不断吸泥，使沉井在自重作用下逐渐下沉，在沉井下沉过程中，沉井
内部会产生大量的弃渣，特别是当施工水位非常深，沉井截面非常大
时，弃渣的产生量非常庞大。
目前弃渣的处理有以下两种方式：直接排入水域和运渣船运至指
定排放点，弃渣直接排入水域会在航道局部区域形成淤积，影响航道
水深，且污染水域环境；弃渣由运渣船运至指定排放点，虽然能够在
一定程度上减少对航道水域的影响，但是对于截面非常大的深水沉井
基础吸泥下沉产生的弃渣，需要大量的运渣船来满足运渣需求，而且
沉井隔舱需要安装大量的排污管道，排污管道错综复杂，不易于操作。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种深水
沉井施工的弃渣收集方法，通过将弃渣过滤分离出泥沙残渣和水，浓
度较高的泥沙残渣排放到运渣船上进行第二次沉淀，避免直接将弃渣
排入水域中而在航道局部区域形成淤积，从而影响航道水深，并且维
持水域清洁，经济环保；能够减少弃渣船工作量,减少排污管道数量,
对弃渣进行简单有效的处理。
本发明提供一种深水沉井施工的弃渣收集方法，包括以下步骤：
A、在每个井孔内沿井轴线竖直布置与吸泥设备相连的吸泥管，
在吸泥管的顶端沿水平方向布置第一排渣管，吸泥管与第一排渣管连
通；在首节钢沉井顶端周圈焊接上耳板和下耳板，将钢牛腿的两端分
别固定在上耳板和下耳板上；在钢牛腿顶部放置收集槽，将第一排渣
管插入到收集槽中，收集槽侧壁的中上部开有出水口，出水口下方水
平设置有过滤网，收集槽侧壁的底部设置有第二排渣管；
在首节钢沉井外侧的水面上布置运渣船，运渣船船舱内壁两侧均
匀设置有若干个隔仓板，将船舱分隔成至少5个相互连通的隔舱，运
渣船一端的隔舱与第二排渣管连通，运渣船另一端的隔舱侧壁设置有
与该隔舱连通的排水管；
在首节钢沉井施工阶段：启动吸泥设备，通过吸泥管将弃渣从下
至上吸入，第一排渣管将弃渣排入收集槽底部；弃渣中的水溢出过滤
网，经出水口排出；弃渣中的泥沙残渣沉淀到收集槽底部，再经第二
排渣管排放到运渣船一端的隔舱内，然后从运渣船一端的隔舱流到另
一端的隔舱，泥沙残渣中的固体残渣沉淀到船舱底部，泥沙残渣中的
水经排水管排出；
B、在每个井孔内沿井轴线竖直布置与吸泥设备相连的吸泥管，
在吸泥管的顶端沿水平方向布置第一排渣管，吸泥管与第一排渣管连
通；利用爬锥将升降导轨竖直固定在接高混凝土沉井顶端周圈，升降
导轨上均匀布置有圆孔，将钢牛腿两端分别固定在升降导轨的圆孔
上；在钢牛腿顶部放置收集槽，将第一排渣管插入到收集槽中，收集
槽侧壁的中上部开有出水口，出水口下方的水平面上设置有过滤网，
收集槽侧壁的底部设置有第二排渣管；
在接高混凝土沉井外侧的水面上布置运渣船，运渣船船舱内壁两
侧均匀设置有若干个隔仓板，将船舱分隔成至少5个相互连通的隔
舱，运渣船一端的隔舱与第二排渣管连通，运渣船另一端的隔舱侧壁
设置有与该隔舱连通的排水管；
在接高混凝土沉井施工阶段：启动吸泥设备，通过吸泥管将弃渣
从下至上吸入，第一排渣管将弃渣排入收集槽底部；弃渣中的水溢出
过滤网，经出水口排出；弃渣中的泥沙残渣沉淀到收集槽底部，再经
第二排渣管排放到运渣船一端的隔舱内，然后从运渣船一端的隔舱流
到另一端的隔舱，泥沙残渣中的固体残渣沉淀到船舱底部，泥沙残渣
中的水经排水管排出；升降导轨的高度随着接高混凝土沉井调整，每
接高一段混凝土沉井，升降导轨连同钢牛腿和收集槽由牵引装置或者
提升装置提升到接高混凝土节段。
在上述技术方案的基础上，步骤A中所述钢牛腿的两端分别通
过螺栓固定在上耳板和下耳板上。
在上述技术方案的基础上，步骤B中所述钢牛腿两端分别通过
销轴固定在升降导轨的圆孔上。
在上述技术方案的基础上，步骤A中所述收集槽的体积为50L
至100L。
在上述技术方案的基础上，步骤B中所述收集槽的体积为50L
至100L。
在上述技术方案的基础上，步骤A中所述运渣船船舱内壁两侧
均匀设置有7个隔仓板，将船舱分隔成8个相互连通的隔舱。
在上述技术方案的基础上，步骤A还包括以下步骤：每隔2小
时，将所述第二排渣管连通隔舱的一头与排水管连通隔舱的一头的位
置互换。
在上述技术方案的基础上，步骤B还包括以下步骤：每隔2小
时，将所述第二排渣管连通隔舱的一头与排水管连通隔舱的一头的位
置互换。
在上述技术方案的基础上，步骤A中所述第二排渣管的直径与
排水管的直径相同。
在上述技术方案的基础上，步骤B中所述第二排渣管的直径与
排水管的直径相同。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
（1）本发明能够避免直接将弃渣排入水域中而在航道局部区域
形成淤积，从而影响航道水深，并且维持水域清洁，经济环保；
（2）本发明能够减少弃渣船工作量,减少排污管道数量,对弃渣进
行简单有效的处理。
附图说明
图1是本发明实施例中首节钢沉井施工弃渣收集系统的结构示
意图。
图2是本发明实施例中钢牛腿安装的示意图。
图3是本发明实施例中收集槽组件的结构示意图。
图4是本发明实施例中运渣船的结构示意图。
图5是本发明实施例中接高混凝土沉井施工弃渣收集系统的结
构示意图。
图6是本发明实施例中接高混凝土沉井施工弃渣收集系统的升
降导轨的局部放大图。
附图标记：1—首节钢沉井，2—接高混凝土沉井，3—塔吊，4
—龙门吊，5—钢丝绳，6—高压射水系统，7—吸泥管，8—钢牛腿，
9—上耳板，10—下耳板，11—螺栓，12—收集槽，13—第一排渣管，
14—过滤网，15—出水口，16—第二排渣管，17—运渣船，18—爬锥，
19—升降导轨，20—隔仓板，21—隔舱，22—排水管。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
深水沉井由首节钢沉井和接高混凝土沉井组成，深水沉井施工分
为首节钢沉井施工阶段和接高混凝土沉井施工阶段。下面以沉井为多
孔沉井为例进行具体说明。
参见图1所示，首节钢沉井施工弃渣收集系统包括钢沉井1、塔
吊3、龙门吊4、钢丝绳5、高压射水系统6、钢牛腿8、运渣船17，
塔吊3、龙门吊4和钢丝绳5组成升降装置，运输沉井施工过程中的
大型设备，高压射水系统6在沉井施工过程中作为高压水源冲刷泥土
并稀释泥浆。
参见图5所示，接高混凝土沉井施工弃渣收集系统包括接高混凝
土沉井2、塔吊3、龙门吊4、钢丝绳5、高压射水系统6、钢牛腿8、
爬锥18、升降导轨19、运渣船17，塔吊3、龙门吊4和钢丝绳5组
成升降装置，运输沉井施工过程中的大型设备，高压射水系统6在沉
井施工过程中作为高压水源冲刷泥土并稀释泥浆，升降导轨19的高
度随着接高混凝土沉井2调整。
本发明实施例提供一种深水沉井施工的弃渣收集方法，包括以下
步骤：
S1、在每个井孔内沿井轴线竖直布置与吸泥设备相连的吸泥管
7，在吸泥管7的顶端沿水平方向布置第一排渣管13，吸泥管7与第
一排渣管13连通；参见图2所示，在首节钢沉井1顶端周圈焊接上
耳板9和下耳板10，将钢牛腿8的两端分别固定在上耳板9和下耳
板10上，钢牛腿8的两端可以分别通过螺栓11固定在上耳板9和下
耳板10上。
S2、参见图3所示，在钢牛腿8顶部放置收集槽12，收集槽12
的体积为50L至100L，将第一排渣管13插入到收集槽12中，收集
槽12侧壁的中上部开有出水口15，出水口15下方水平设置有过滤
网14，收集槽12侧壁的底部设置有第二排渣管16。首节钢沉井施工
阶段：启动吸泥设备，通过吸泥管7将弃渣从下至上吸入，第一排渣
管13将弃渣排入收集槽12底部；弃渣中的水溢出过滤网14，经出
水口15排出，弃渣中的泥沙残渣沉淀到收集槽12底部。
S3、参见图4所示，在首节钢沉井1外侧的水面上布置运渣船
17，运渣船17船舱内壁两侧均匀设置有若干个隔仓板20，将船舱分
隔成至少5个相互连通的隔舱21，运渣船17一端的隔舱21与第二
排渣管16连通，运渣船17另一端的隔舱21侧壁设置有与该隔舱21
连通的排水管22；收集槽12底部的弃渣经第二排渣管16排放到运
渣船17一端的隔舱21内，然后从运渣船17一端的隔舱21流到另一
端的隔舱21，泥沙残渣在船舱的若干个隔舱21中形成弯曲的流径，
能够有效延长弃渣的流径，将第一次沉淀不充分的物质例如沙粒，进
行第二次沉淀，泥沙残渣中的固体残渣沉淀到船舱底部，泥沙残渣中
的水经排水管22排出。
在沉井施工过程中，每隔一段时间，将第二排渣管16连通隔舱
21的一头与排水管22连通隔舱21的一头的位置互换，具体时间间
隔按照实际施工过程中单位时间内沉淀物质的沉淀量来设定，例如：
每隔2小时，将第二排渣管16连通隔舱21的一头与排水管22连通
隔舱21的一头的位置互换，第二排渣管16的直径与排水管22的直
径相同，此步骤能够避免船舱两头沉淀物质的重量不均衡，船体偏载
过大，能够有效平衡船体荷载。
S4、在每个井孔内沿井轴线竖直布置与吸泥设备相连的吸泥管
7，在吸泥管7的顶端沿水平方向布置第一排渣管13，吸泥管7与第
一排渣管13连通。参见图6所示，利用爬锥18将升降导轨19竖直
固定在接高混凝土沉井顶端周圈，升降导轨19上均匀布置有圆孔，
将钢牛腿8两端分别固定在升降导轨19的圆孔上，钢牛腿8两端可
以分别通过销轴固定在升降导轨19的圆孔上。
S5、参见图3所示，在钢牛腿8顶部放置收集槽12，收集槽12
的体积为50L至100L，将第一排渣管13插入到收集槽12中，收集
槽12侧壁的中上部开有出水口15，出水口15下方水平设置有过滤
网14，收集槽12侧壁的底部设置有第二排渣管16。接高混凝土沉井
施工阶段：启动吸泥设备，通过吸泥管7将弃渣从下至上吸入，第一
排渣管13将弃渣排入收集槽12底部；弃渣中的水溢出过滤网14，
经出水口15排出，弃渣中的泥沙残渣沉淀到收集槽12底部。
S6、参见图4所示，在接高混凝土沉井2外侧的水面上布置运渣
船17，运渣船17船舱内壁两侧均匀设置有若干个隔仓板20，将船舱
分隔成至少5个相互连通的隔舱21，运渣船17一端的隔舱21与第
二排渣管16连通，运渣船17另一端的隔舱21侧壁设置有与该隔舱
21连通的排水管22；收集槽12底部的弃渣经第二排渣管16排放到
运渣船17一端的隔舱21内，然后从运渣船17一端的隔舱21流到另
一端的隔舱21，泥沙残渣在船舱的若干个隔舱21中形成弯曲的流径，
能够有效延长弃渣的流径，将第一次沉淀不充分的物质例如沙粒，进
行第二次沉淀，泥沙残渣中的固体残渣沉淀到船舱底部，泥沙残渣中
的水经排水管22排出。
升降导轨19的高度随着接高混凝土沉井2调整，每接高一段混
凝土沉井，升降导轨19连同钢牛腿8和收集槽12由牵引装置或者提
升装置提升到接高混凝土节段。
在沉井施工过程中，每隔一段时间，将第二排渣管16连通隔舱
21的一头与排水管22连通隔舱21的一头的位置互换，具体时间间
隔按照实际施工过程中单位时间内沉淀物质的沉淀量来设定，例如：
每隔2小时，将第二排渣管16连通隔舱21的一头与排水管22连通
隔舱21的一头的位置互换，第二排渣管16的直径与排水管22的直
径相同，此步骤能够避免船舱两头沉淀物质的重量不均衡，船体偏载
过大，能够有效平衡船体荷载。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘
若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这
些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。