不排水沉井施工技術在市政工程的實踐

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摘要：在時代快速發展的過程中，人們對市政工程方面的要求日益提高，建筑單位需要靈活運用新技術，提高市政工程質量。對此，文章介紹了不排水沉井施工技術適用條件，并以了S工程為例闡述該技術的應用與實際問題，最后對S工程中的安全平臺情況進行分析。

關鍵詞：不排水沉井施工技術；市政工程；基建

1不排水沉井施工技術的適用條件

在選擇不排水下沉技術開展沉井施工時，需要考慮以下方面。（1）沉井下沉過程中遭遇地下水，而降水會導致沉井附近道路與高架橋等出現不均勻沉降現象，影響高架橋安全性。（2）沉井下降范圍內容，土層涵蓋承壓隔水層，進行沉井施工過程中會對隔水層造成破壞，進而出現傾斜、冒水、涌砂以及涌土等問題，還會造成終沉環節中下降速度過快，超出標高。（3）施工現場需要保證泥漿外運、吸泥以及機械取土等要求得到充分滿足。吸泥機械完成吸泥作業后需要運輸到寬敞場地放置泥漿，在曬干后進行外運處理，要求市區附近有良好的卸漿區域，可以用于填浜造田，同時可以通過排泥溝槽或是排泥管路向其他地點排放。（4）施工現場附近具有良好的供水點，進而為高壓水槍用水需求提供保障。另外，若是水源地和施工現場距離較遠，同時需要水力機械開展施工作業，則可以通過水泵串聯形式滿足要求，前級選擇低壓水泵，借助供水管為后級水泵提供足量的水資源[1-2]。

2工程概況

S市G區污水處理廠及廠外管網配套工程M河干支網管互聯互通與完善工程（以下簡稱S工程），主要對M河兩岸污水管問題進行優化，M河污水管屬于G區污水處理系統的干管之一，當前主要采用波紋管材料，但是存在一定缺點，比如選擇擠出式焊接，無法保證接口位置焊接平整性，使得管材流通能力降低。因此，需要全面更換兩岸干管，總長度達到10.2km，S工程將頂管作為主要形式，沉井是頂管的接收井與工作井，為頂管施工提供良好操作空間。沉井規格如下：刃腳均深設計為9.9m；沉井底板均深設計為7.7m；封底混凝土選擇水下C20；沉井側壁選擇C30混凝土；尺寸層設計為φ5.0m×3.5m、φ7.0m×3.5m。

3不排水沉井施工

3.1旋噴樁施工

S工程選擇高壓旋噴樁形式，在沉井下沉作業中具有重要作用。S工程井位主要位于M河兩岸，具有流沙層豐富以及地下水位高等特點，因此選擇高壓旋噴樁，能夠避免下沉過程中發生涌水或是涌砂等不良現象。根據現場地質特點，選擇單排旋噴樁開展非流沙層施工作業，選擇雙排旋噴樁開展流沙層施工作業，材料選擇P·O42.5水泥漿，旋噴樁直徑設計為60cm，刃腳下1.5m為樁底。為了保證沉井施工便捷性，要求施工人員保證旋噴樁和沉井外壁的間距控制在1m左右。為了提高旋噴樁質量，保證水泥漿水灰比在1∶1左右，同時噴射壓力在20MPa以上[3]。

3.2制作沉井

（1）鋼筋工程。在井壁鋼筋綁扎管環節中，鋼筋搭接位置與長度屬于關鍵內容。需要保證豎向鋼筋垂直，選擇電渣壓力焊或是綁扎牢靠，根據軸線尺寸對鋼筋位置進行校核。混凝土保護層選擇混凝土強度等級水泥漿墊塊，進而有效提高位置的準確性。（2）模板工程。選擇厚度為10mm膠合板作為模板材料，選擇雙鋼管作為模板橫圍檁材料，選擇木方作為豎圍檁材料，采用2mm厚度止水鋼板加焊對拉螺桿的中間位置，保證螺栓和止水鋼板焊滿，完成拆模施工后將螺栓截斷，為了提高施工便捷性，可以選擇止水螺栓，通過砂漿對螺栓孔進行密封處理，同時進行放回涂料涂刷。（3）澆筑。選擇天泵澆筑商品混凝土作為澆筑混凝土，混凝土初凝后覆蓋塑料薄膜并進行灑水養護，時間在1周以上。墻體和刃腳位置的混凝土拆模強度：刃腳位置混凝土強度超過70%時，可以將側模拆除；墻體模板完成澆筑的1d后可以對拉螺栓的外拉桿進行松動處理。

3.3下沉沉井

混凝土強度超過90%后開展下沉施工作業。S工程主要在河道兩岸開展施工作業，一些土層屬于流沙地質，具有較高的地下水位，附近主要有防汛道路與高架橋支墩，結合現場實際情況，選擇不排水下沉技術。下沉施工根據“先高后低、先中后邊、及時糾偏與分層對稱破土”原則展開施工。在開挖施工前，需要保證水泵配備齊全，進而及時將水注入井中，井中水位高出井外水位1m以上，可以避免出現流沙問題。排泥作業主要通過水力沖刷機或是長臂挖機開展。若是井位操作空間良好、地質良好，則選擇長臂挖機，若是避免長臂挖機工作或是地質情況特殊，則選擇水力沖刷，需要保證吸泥均勻性，同時避免局部吸泥的深度過大，而引發井筒偏斜或是坍塌等問題。外刃腳邊需要保留1m寬的土堤，保證在刃腳位置沉井擠土下沉，降低擾動周邊土體的現象。在此過程中，需要測量沉井附近與標高位置，進而有效控制下沉位移偏差、下沉量等，便于開展糾偏工作。

3.4封底作業

沉井沉降至設計標高位置，然后進行觀測，8h以內的下沉量低于10mm時則可以開展封底作業。潛水員對沉井鍋底進行整理，將其表面清理干凈，對接觸水下混凝土的砼面、井壁以及刃腳進行沖洗，同時將井格中泥渣清除，選擇級配砂對超挖部分進行回填處理。開展水下混凝土澆筑作業過程中，應該保證混凝土供應的連續性，在滿足設計強度要求后，開展抽水作業。井壁和底板與封底混凝土借助部分，還有其他施工縫位置，需要進行粗糙面處理，同時清洗干凈，為新混凝土與舊混凝土緊密結合提供保障。

4不排水沉井施工作業中出現的問題與解決策略

4.1沉井不下沉或下沉速度慢

該問題主要原因在于井壁和地層摩擦系數較大以及遇到障礙物等原因，主要通過以下方法進行處理。首先，提高沉井重量，進而超出井壁和地層摩擦力。主要可以通過增加各層沉井配重或是澆筑高度來實現，其中需要注重配重合理性，防止下沉過快，下沉系數應該保持在1.05左右。其次，減少井壁和土層摩擦力。主要通過水槍對井壁附近土體沖刷設置空氣幕與泥漿套等方式來實現。

4.2沉井傾斜

采用水力沖刷時，槍頭位置與土層厚度缺乏均勻性，同時土質突然變化，均會造成沉井傾斜問題。對于此種問題，需要保證槍頭位置可以按照沉井長向取中進行左右移動。井內位置需要保證其根據長向形狀保持溝狀，并且需要通過刃腳切削土體，保證其始終下沉。布設水槍位置點過程中，需要保證各點位的均衡性與對稱性，合理確定一次沖刷涂層的厚度，保證沉井下降均勻性。若是粗線傾斜問題，則需要通過塘渣回填傾斜位置，并充分壓實，進而增加井壁和土體摩擦力。另外，適當調整槍頭位置，同時對刃腳高出部位增加沖壓，以充分提高井體平衡性。為了防止流沙層發生單層突沉問題而造成傾斜現象，測量人員應該認真開展觀測工作，同時進行勻速、分層作業。

4.3涌砂與涌水問題

在高壓旋噴樁止水帷幕施工過程中，若是成樁不良會出現涌沙與涌水問題，導致沉井下沉、周邊土體塌陷等問題。因此，需要保證旋噴樁施工質量，進而避免該問題。積極觀察沉井施工中沉降觀測工作，若是發現流沙問題應該立即停止開挖作業，同時將水注入井內，控制流沙影響范圍。結合S工程經驗，可以選擇水玻璃與水泥漿的雙液注漿手段進行處理，該方法能夠對流沙層進行快速固結，進而優化流沙問題。

5不排水沉井施工中懸掛式安全平臺的構建

5.1安全平臺的構造

開展沉井施工作業時應該充分考慮安全問題，施工人員開展內側模板支立以及內側鋼筋綁扎作業過程中，需要在井內操作，因此，需要構建安全平臺。在S工程中，選擇懸掛式平臺。該平臺選擇φ12螺紋鋼作為主體骨架材料，間距15cm進行鋼筋網片焊接，井內壁和網片邊緣內壁間距為5cm，選擇鋼絲繩對網片進行懸掛，放到預埋鋼筋上。選擇φ20螺紋鋼作為預埋鋼筋材料，在錨固端設置彎鉤，同時和井壁鋼筋進行焊接處理，錨固長度超出20cm。將模板搭設在網片上，保證施工人員平穩站立，采用鐵絲對鋼筋網和木板進行固定。

5.2安全平臺的安全性能

鋼筋網片自重是主要施工荷載，按照φ7m標準開展受力計算，在預埋鋼筋底部懸掛鋼絲繩，彎矩較小，并不會影響預埋鋼筋，因此主要驗算鋼絲繩。（1）荷載參數。第一，平臺自重是恒荷載，設計值g為8.3kN×恒荷載分項系數1.2=9.96kN。第二，模板與施工人員荷載為活荷載，設計值q為4kN×活荷載分項系數1.4=5.6kN。（2）鋼絲繩的性能。鋼絲繩橫截面直徑為11mm，公稱抗拉強度為1400N·mm-2，破斷拉力為63.3kN。根據[FG]=FG/K×n×α驗算鋼絲繩的容許拉力，其中，K代表鋼絲繩安全系數，S工程取值9；FG代表鋼絲破斷拉力總和，S工程取值63.3kN；n代表鋼絲繩數量，為19；α達標鋼絲繩荷載不均勻系數，選擇0.85。最終確定[FG]為113.0kN，超出恒荷載與活荷載總和，因此，該平臺的鋼絲繩符合受力標準。

6結束語

當前，不排水沉井施工技術在市政工程項目中得到應用，該技術的優勢非常突出，能夠從根本上提高施工質量。因此相關單位要重視該技術，積極開展技術分析與研究工作，明確其適用范圍，同時分析施工過程中出現的問題，并制訂針對性策略，以提高施工質量。

參考文獻：

[1]林耿榆.市政工程頂管(沉井)施工控制要點分析[J].住宅與房地產,2020(21):225.

[2]鄧明莉.排水泵站沉井工程中不排水下沉施工技術的應用分析[J].安陽工學院學報,2019,18(2):73-75.

[3]潘迎,陳宇.市政頂管工程沉井結構設計要點及應用探究[J].工程技術研究,2019,4(9):189-190.

作者：張良 單位：福建海峽環保集團股份有限公司