關(guān)于沉井法工作坑在長輸管道頂管施工應(yīng)用的探討

惠 澤

（中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710065）

在長輸管道工程的建設(shè)中，頂管沉井技術(shù)是目前比較常用的施工技術(shù)之一。這主要是由于沉井法工作坑具有良好的隔水性，有效地減少了工作坑內(nèi)出現(xiàn)滲水等問題的概率，而且其對作業(yè)面積以及支護防護的要求比較低，能夠保證焊接以及頂管施工的安全，降低了土方施工的作業(yè)量，同時對周邊地區(qū)其他建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的影響也比較小。沉井法主要是首先在地面完成筒狀結(jié)構(gòu)件的制作加工，而后在筒內(nèi)進行土方挖掘作業(yè)，從而借助筒井自重下沉到設(shè)計深度，然后對其進行封底施工。在完成沉井后，就可以利用沉井來開展長輸管道的頂管作業(yè)了。本文將結(jié)合某長輸管道工程分析沉井法工作坑在長輸管道頂管施工中的應(yīng)用要點。

1 某長輸管道工程概況

某長輸管道工程位于我國南方地區(qū)，該施工區(qū)域地下水比較高，容易出現(xiàn)管涌或者流砂等問題。長輸管道管涵埋深為約8 m，需穿越城市內(nèi)的非機動車道，施工現(xiàn)場面積比較有限。綜合以上情況，決定在頂管施工中選擇沉井法工作坑方式，以保證施工的質(zhì)量和效率。

2 沉井法工作坑在長輸管道頂管施工中的應(yīng)用

2.1 合理確定沉井參數(shù)

施工前，根據(jù)長輸管道的需要實際穿越的深度來確定沉井的各項參數(shù)。在本次施工中，由于施工現(xiàn)場面積比較狹窄，其寬度僅為5 m左右，且采用的是直徑約為120 cm的頂管套管，所以以此為依據(jù)來確定沉井參數(shù)。

（1） 確定沉井高度。

在本次施工中，由于沉井底部需要進入中砂層的深度為1 m左右，且沉井刃腳高度為0.5 m，套管頂與路面之間的距離為5.2 m左右，為了保證施工安全以及頂管施工的順利進行，將沉井高度確定為8 m左右。同時，根據(jù)施工現(xiàn)場地下水位相對較高的特點，將沉井的第一節(jié)高度確定為3 m左右[1]。

（2） 確定井壁厚度。

在確定沉井井壁厚度時，可以根據(jù)施工經(jīng)驗，首先取1個擬定值，并根據(jù)該擬定值驗算井壁強度是否能夠滿足施工要求，然后結(jié)合驗算結(jié)果來對該值進行相應(yīng)的調(diào)整。在本次施工中，將沉井刃腳高度取值確定為0.5 m左右，其他面寬度則取值為0.12 m左右，并將其井壁的上部厚度確定為0.4 m左右。

（3） 確定混凝土強度等級。

在本工程中選擇C25型號的混凝土進行封底施工，并將沉井井壁和刃腳混凝土的強度等級確定為C20。

（4） 確定沉井規(guī)格。

由于在該工程的施工現(xiàn)場周邊有光纜、電纜存在，且面積比較狹窄，結(jié)合頂管外徑等因素，將沉井的長度確定為6.6 m左右，而其寬度則為3 m左右。

2.2 沉井法工作坑在長輸管道頂管施工要點分析

（1） 測放沉井中心線及界線。

施工人員應(yīng)通過全站儀等儀器設(shè)備來按照管涵穿越的設(shè)計長度來進行放線測量，對沉井的中心線以及開挖基坑界線進行準確的測定[2]。

（2） 沉井工作坑的開挖施工要點。

開挖工作坑施工時，應(yīng)以沉井平面大小為依據(jù)來進行沉井首節(jié)沉放工作坑的開挖作業(yè)，并將開挖工作坑的深度控制在約1.5 m。此外，可以從沉井內(nèi)通過長臂抓斗等機械設(shè)備進行挖土作業(yè)，以完成第2、3節(jié)沉井工作坑的施工。

（3） 綁扎鋼筋施工要點。

在綁扎鋼筋時，可以通過人工方式一次性完成沉井豎筋的綁扎施工，在綁扎水平筋時則應(yīng)采取分段綁扎的方式。在與上節(jié)井壁鋼筋連接時應(yīng)選擇焊接連接方式，并錯開接頭位置。焊接連接時，應(yīng)按照鋼筋1/4長度來搭接。

（4） 按照模板施工要點。

在安裝模板時，可以選擇木模板以及鋼模板等；同時，應(yīng)合理鋼筋與模板間的距離，固定好模板后應(yīng)及時對其進行支護保護。

（5） 澆筑混凝土施工要點。

在澆筑混凝土施工時，本工程采用的是S8抗?jié)B等級的防水性混凝土，封底采用的是C25強度等級的混凝土，而沉井井壁和刃腳采用的混凝土等級均為C20型。施工時，施工人員應(yīng)將混凝土的水灰比控制在0.65左右，并嚴格控制混凝土的坍落度。在澆筑混凝土時應(yīng)采取分層澆筑方式，并一次性連續(xù)澆筑，如果受客觀因素影響無法一次性完成澆筑施工的，應(yīng)合理進行施工縫的設(shè)置，并在施工縫內(nèi)插入短鋼筋以保證連接可靠[3]。進行下一層混凝土的澆筑施工前，施工人員應(yīng)對前一層表面進行清洗，并保證其濕潤度能夠達到施工要求，然后用高一個強度等級的砂漿進行鋪設(shè)。在進行第2節(jié)沉井澆筑時，應(yīng)首先對前一節(jié)的強度進行檢測，確保其能夠達到混凝土強度設(shè)計值的70%左右。此外，還應(yīng)對第1節(jié)混凝土表面進行吹洗和鑿毛，以保證結(jié)合的緊密度。

（6） 下沉沉井施工要點。

由于該工程施工現(xiàn)場地下水水位比較高，而且沉井的設(shè)計深度也比較深，所以在施工時應(yīng)通過長臂抓斗等機械設(shè)備從沉井內(nèi)部開展挖土作業(yè)，且在挖土過程中不能進行排水作業(yè)。在挖土時，應(yīng)按照從中間向四周的順序逐步推進，并將挖土厚度控制在0.4～0.5 m之間，并應(yīng)在沉井刃腳位置留有1～1.5 m左右的臺階部分。之后應(yīng)沿沉井井壁將1 m設(shè)為1個作業(yè)段，從沉井刃腳位置開始均勻?qū)ΨQ地對土層進行開挖施工。這樣土層就會在沉井刃腳的擠壓作用下出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，從而使沉井可以利用其自重實現(xiàn)破土均勻下沉[4]。在下沉過程中，如果發(fā)現(xiàn)沉井停止下沉或者下沉量較少時，應(yīng)繼續(xù)進行挖土作業(yè)，以保證沉井下沉穩(wěn)定均勻。如果在沉放過程中有樹根以及漂石等存在時，施工人員應(yīng)及時對其進行清理。

（7） 封底施工要點。

當將沉井下沉到設(shè)計深度時，施工人員應(yīng)選擇C25等級的混凝土對其進行封底。由于本工程沉井內(nèi)含有大量水分，所以，施工單位應(yīng)選擇水下混凝土澆筑方法來進行施工。當混凝土被運送到施工現(xiàn)場后，施工人員應(yīng)通過加長管來進行混凝土的澆筑，從而在水下完成混凝土的澆筑成型施工。

（8） 合理選擇頂管施工工藝。

在完成沉井封底施工后的7 d左右可以根據(jù)質(zhì)量檢驗情況開展頂管施工。在頂管施工時，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)水文條件來選擇相應(yīng)的施工方法。本工程綜合運用了土壓、氣壓以及泥水平衡等多種方法來提高頂管施工的質(zhì)量和效率。

（9） 安裝長輸管道施工要點。

完成頂管施工后，施工單位應(yīng)根據(jù)管道的長度要求來對管道進行加工制作，并通過吊車等機械設(shè)備來向井下吊入管道，然后在井下開展管道安裝的焊接施工、防腐處理以及相關(guān)的補口試壓等工作。

（10） 工作坑回填施工要點。

當管道試壓合格且其連頭經(jīng)檢驗達到設(shè)計標準后，就可以將沉井上部結(jié)構(gòu)拆除了。完成拆除作業(yè)后，應(yīng)用中砂對沉井工作坑進行回填以及撼砂作業(yè)，以確保回填密實度能夠符合施工要求。

3 結(jié)語

沉井法是長輸管道頂管施工中的常用施工技術(shù)，其具有操作簡便易行且施工安全性比較高的突出優(yōu)點，能夠有效提高施工的質(zhì)量的效率；而且應(yīng)用沉井法進行施工時，其工作坑不需要使用鋼板樁等，降低了施工成本；其在施工過程中對于正常的路面交通以及周邊建筑的影響也比較小，有利于工程項目建設(shè)的順利實施。施工單位應(yīng)準備掌握沉井法工作坑的工藝原理和操作規(guī)范，加強對施工質(zhì)量的管理監(jiān)督，從而確保施工的安全。