談晉陽(yáng)污水處理廠主干管工程中的沉井施工

王 天 榮

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

談晉陽(yáng)污水處理廠主干管工程中的沉井施工

王 天 榮

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

以晉陽(yáng)污水處理廠主干管工程施工為例，介紹了該工程場(chǎng)地的環(huán)境與地質(zhì)條件，并對(duì)基坑開(kāi)挖、沉井制作、沉井下沉、沉井封底等主要施工技術(shù)進(jìn)行了研究，指出采用鋼筋混凝土沉井施工，減少了土方量開(kāi)挖，節(jié)約了工程費(fèi)用，值得推廣應(yīng)用。

沉井，基坑，鋼筋，模板，管道

1 工程概況

晉陽(yáng)污水處理廠主干管四標(biāo)位于濱河西路西側(cè)，設(shè)計(jì)起點(diǎn)風(fēng)峪溝，終點(diǎn)北瓦窯村。污水主干管P103～P113管徑2 600 mm、長(zhǎng)為1 135 m，P113～P139管徑2 800 mm、長(zhǎng)為3 023 m，共計(jì)4 158 m。4趟支管，管徑800 mm，長(zhǎng)度為105 m。管線埋深7.2 m～9.5 m，沿線穿越濱河西路輔道西側(cè)綠化帶中，工作井、接收井均采用沉井施工，管線采用泥水平衡頂進(jìn)的方式施工，管材為鋼筋混凝土頂管專用管。工作井和接收井采用鋼筋混凝土沉井，按一間一設(shè)計(jì)實(shí)施。沉井平面尺寸：矩形工作井9.6 m×5.6 m，井壁厚0.9 m；矩形接收井6.5 m×4.8 m，井壁厚0.7 m；圓形工作井直徑9.6 m，井壁厚0.7 m；圓形接收井直徑6.5 m，井壁厚0.5 m。

2 環(huán)境與地質(zhì)條件

1)場(chǎng)地巖土構(gòu)成與工程特性。a.①層主要為耕地，以低液限粉土(粉土)與粉砂為主，層厚、埋深均為0.30 m～0.70 m之間。b.②層黃褐色粉細(xì)砂，含石英、云母、煤屑及氧化鐵鋁等。層厚4.90 m～8.40 m之間，埋深5.50 m～8.80 m之間。c.③層灰褐色細(xì)砂，顆粒級(jí)配差，磨圓度差，粘粒含量小。d.④層灰褐色細(xì)砂，含石英、云母及氧化鐵鋁等，層厚5.20 m～7.20 m之間。

2)地下水分區(qū)評(píng)價(jià)(見(jiàn)表1)。a.場(chǎng)地液化等級(jí)為中等。b.不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害。

表1 地下水分區(qū)評(píng)價(jià)表 m

擬建道排場(chǎng)地沿線在本次勘探深度范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有巖溶、滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)、地面沉降、活動(dòng)斷裂等不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害道路各段均揭露濕陷性土層，地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋沒(méi)有腐蝕作用。

3 沉井的主要施工技術(shù)

1)基坑開(kāi)挖。在沉井外4 m處打2排直徑為850 mm水泥攪拌樁，相鄰搭接長(zhǎng)度250 mm。沉井內(nèi)外均采用深井井點(diǎn)降水。先放樣出井位中心坐標(biāo)及其軸線位置，在無(wú)地下管線或其他障礙物影響的情況下開(kāi)挖基坑。采用放坡開(kāi)挖，坡度按土質(zhì)情況及施工機(jī)械確定。先暫定為1∶0.33。開(kāi)挖深度4 m，采用人機(jī)配合的方式挖土，挖出的土方用自卸車運(yùn)至棄土場(chǎng)堆放。

2)沉井制作。沉井要分節(jié)制作。第一節(jié)制作到刃腳頂，第二節(jié)制作到預(yù)留洞口往上60 cm處，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后，下沉沉井至基坑底標(biāo)高的位置，再制作第三節(jié)沉井至設(shè)計(jì)高度，最后一次性下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

a.基坑平整后，澆筑混凝土墊層，厚度10 cm，且四周比刃腳寬出10 cm。刃腳處采用磚模，在墊層上沿內(nèi)邊長(zhǎng)進(jìn)行磚砌，將刃腳斜邊用水泥砂漿找平，表面涂一層環(huán)氧樹(shù)脂，保證在拆除刃腳磚模后刃腳表面的混凝土光滑平整。

b.沉井制作首先需要搭設(shè)腳手架，其優(yōu)先選用碗扣式支架。外腳手架豎管均坐落在沉井基坑內(nèi)，豎管下端應(yīng)設(shè)底托或枕木，以增大受力面積。腳手架縱、橫向間距均為1.2 m，頂層底面走道板低于混凝土澆搗面0.5 m，并配有1 m高的防護(hù)欄。為了確保外腳手架整體穩(wěn)定，在垂直井壁方向設(shè)置斜撐。

內(nèi)腳手架用來(lái)固定鋼筋及沉井的井壁模板，要保證其受力及其穩(wěn)定性。腳手架使用完畢后應(yīng)自上而下逐層拆卸，不允許上下兩層同時(shí)拆除。拆除的扣件必須分類管理，以便運(yùn)輸和保管。

c.鋼筋進(jìn)場(chǎng)要報(bào)驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。鋼筋要按圖下料和綁扎。當(dāng)直徑不大于16時(shí)采用綁扎連接，直徑大于16時(shí)采用電弧焊焊接，接頭交叉錯(cuò)開(kāi)并保證一定的搭接長(zhǎng)度。

先立好內(nèi)模再綁扎內(nèi)外墻鋼筋，鋼筋要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求的間距綁扎。在刃腳及洞口的位置設(shè)加強(qiáng)鋼筋時(shí)，雙排鋼筋之間用拉筋連接。井壁內(nèi)的橫向鋼筋應(yīng)水平，豎向鋼筋應(yīng)上下垂直，綁扎牢固，其位置應(yīng)按軸線尺寸校核。

設(shè)置塑料墊塊，以保證鋼筋的保護(hù)層。

d.井壁采用1.5 cm厚的木膠合板，豎向用方木、橫向用鋼管，并用φ14 mm的對(duì)拉螺栓固定。

模板在自檢合格的情況下報(bào)請(qǐng)監(jiān)理驗(yàn)收。模板表面要平整無(wú)凹凸，邊口整齊，拼縫嚴(yán)密，安裝模板按自下而上的順序進(jìn)行,模板安裝位置準(zhǔn)確、表面平整,支模橫平豎直不歪斜,幾何尺寸要符合要求。模板安裝前必須涂刷脫模劑,使沉井混凝土表面光滑,以便于下沉。

[11]Though there were exceptions,the rule of thumb in 2015 was that the poorer the region,the slower the growth.Most of the provinces with below-average growth were poor.（2016-10-01）

e.混凝土采用商品混凝土，由混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)置泵車送至沉井澆筑部位，沿井壁均勻?qū)ΨQ澆筑。采用水平分層澆筑，每層厚度宜為30 cm～50 cm。將沉井沿周長(zhǎng)分成若干段同時(shí)澆筑，保持對(duì)稱均勻下料，以避免一側(cè)澆筑，使沉井傾斜。井壁設(shè)凹型接縫，為了保證粘結(jié)要把接縫鑿毛并用水沖洗干凈。

混凝土采用插入式振搗器振搗，要做到快插慢拔。當(dāng)混凝土面出現(xiàn)浮漿且沒(méi)有氣泡時(shí)方可拔出振搗器，避免混凝土漏振或過(guò)振，并應(yīng)避免碰撞鋼筋、模板和預(yù)埋件。

f.當(dāng)混凝土達(dá)到一定設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，方可拆除模板。在沉井四周掛麻袋澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期為14 d，保持混凝土表面濕潤(rùn)。沉井下沉前，用M10水泥砂漿磚砌洞口并抹面，在孔洞周圍增設(shè)加固鋼筋，以增加洞口的穩(wěn)定性。

3)沉井下沉。沉井采用挖土下沉。用小挖掘機(jī)開(kāi)挖，吊車吊裝土方，人工輔助配合，或長(zhǎng)臂挖機(jī)直接挖土，將挖出的土裝車運(yùn)至土方存放場(chǎng)地，二次裝車外棄。挖土應(yīng)分層、均勻、對(duì)稱進(jìn)行；正常過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行連續(xù)排水，保證沉井范圍內(nèi)地層水疏干。

沉井過(guò)程中遇到難沉現(xiàn)象時(shí)，依靠增加沉井自重(如提前澆筑上一節(jié)井或沉井頂上壓沙袋等)和減小井壁摩阻力(井壁內(nèi)埋設(shè)高壓射水管組或采用泥漿潤(rùn)滑套、空氣幕等)兩個(gè)方面解決。

在沉井下沉過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)測(cè)量工作，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)井身是否偏斜，如發(fā)生偏斜，采用沉井沖水掏土法糾傾。

4)沉井封底。沉井第二次下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高需要2 d～3 d，下沉穩(wěn)定，8 h內(nèi)累計(jì)下沉量不超過(guò)10 mm時(shí)，即可進(jìn)行沉井封底。當(dāng)?shù)叵滤坎淮髸r(shí)，采用干封底；在有豐富的地下水時(shí)，等地下水達(dá)到井內(nèi)外水位平衡時(shí)，采用水下封底方法封底。封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到30%時(shí)，綁鋼筋澆筑底板混凝土，經(jīng)養(yǎng)護(hù)井壁及底板混凝土均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可進(jìn)行頂管設(shè)備的安裝。

4 效益分析

1)采用沉井施工，基坑大開(kāi)挖相比，減少了土方量的開(kāi)挖。在場(chǎng)地狹小，無(wú)土方堆放場(chǎng)地的情況下，節(jié)省了土方外運(yùn)回運(yùn)的費(fèi)用。

2)在有地下水及淤泥流砂的地方，深基坑的支護(hù)一般采用混凝土灌注樁加錨噴混凝土或旋噴樁止水帷幕，基坑內(nèi)還要采取深井降水措施，基坑支護(hù)費(fèi)用甚至超過(guò)了結(jié)構(gòu)物本身的造價(jià)。而采用沉井施工，在地面上或基坑內(nèi)制作沉井，通過(guò)在井筒內(nèi)挖土下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，利用了井壁擋土擋水，避免了地下水及淤泥流砂對(duì)施工的不利影響，節(jié)省了一大筆基坑支護(hù)費(fèi)用。沉井就位后即可作為構(gòu)(建)筑物來(lái)使用。

3)從現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的制作方面來(lái)說(shuō)，在地面上或基坑內(nèi)制作沉井比在基坑底制作要容易、安全得多。

4)沉井被用作頂管的工作坑，為頂管提供了堅(jiān)固的后背與前墻，同時(shí)也為頂管創(chuàng)造了優(yōu)良的工作環(huán)境。較之用其他方式來(lái)營(yíng)造工作坑(鋼板樁或混凝土排樁)既經(jīng)濟(jì)又安全，可以消除事故(指后背、前墻垮塌、基坑失穩(wěn)傾斜，滲水等)的發(fā)生，提高管道頂進(jìn)的效率。

[1] GB 50141—2008，給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] QB—CNCEC，J 010406—2004，沉井施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GB 50204—2015，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

Discussion on major pipeline engineering caisson construction of Jinyang sewage treatment plant

Wang Tianrong

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030002,China)

Taking major pipeline engineering construction of Jinyang sewage treatment plant as an example, the paper introduces the engineering field environment and geology conditions, studies major construction technologies including foundation excavation, caisson manufacture, caisson subsidence and caisson sealing and so on, and finally points out that: steel reinforced concrete caisson construction not only reduces earthwork quantity excavation but also saves engineering cost, which is worth application and promotion.

caisson, foundation, steel reinforcement, template, pipeline

1009-6825(2015)30-0084-02

2015-08-20

王天榮(1981- )，男，工程師

X703

A