“中心島下沉”沉井技術(shù)在工程實例中的施工應(yīng)用

徐士征 （安徽省路港工程有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230011）

1 工程概況

某上跨高速公路橋項目位于明光市東部，道路全長約1.22km。其中實施橋梁全長715.9m，設(shè)計橋梁跨徑：2（3m×30m）現(xiàn)澆箱梁＋2×135m獨塔斜拉橋+2×30m現(xiàn)澆箱梁 +（33m+46m+33m）現(xiàn)澆箱梁＋3×30m現(xiàn)澆箱梁，橋梁主橋全寬36m，引橋全寬24.5m，項目分別上跨創(chuàng)業(yè)大道、寧洛高速、平安路。

其中頂管及地埋管工程主要分布三個部分，分別在嘉山大道與創(chuàng)業(yè)大道交口頂管段、下穿高速公路頂管段、下穿安平路頂管段，井體均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑5.5m，井壁厚550mm，抗?jié)B等級P6，地質(zhì)從上至下分別是素填土、礫質(zhì)黏土，地下水位距地面約1m左右，其中9#沉井臨近寧洛高速坡腳1.5m，施工深度6m。高速車流量大，重載車輛多，考慮9#接受井地質(zhì)環(huán)境與區(qū)域位置限制等因素，避免地下水變化帶來對高速及管線影響，將地表沉降及位移減小到最低，采用“中心島下沉”方法施工。

2 技術(shù)原理及特點

“中心島下沉”沉井技術(shù)是在不排水下沉工藝基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化改進。其施工時亦不排水，先采用小型鉆吸機沿著沉井內(nèi)側(cè)壁，開挖出小型溝槽，開挖時同時向槽內(nèi)注入泥漿，使沉井內(nèi)外壁均處于泥漿護壁槽內(nèi)，并使槽內(nèi)泥漿保持在一定的高度（高于地下水位），以保證槽內(nèi)土體的穩(wěn)定，隨著溝槽的開挖加深，根據(jù)沉井底部受力緩緩下沉，下沉前對沉井設(shè)計標(biāo)高用紅漆劃線，當(dāng)下沉到設(shè)計位置后，置換固化掉沉井外側(cè)的泥漿，并將刀腳斜面和踏面下的土加固，使沉井符合穩(wěn)定標(biāo)準，然后利用長臂挖掘機開挖沉井內(nèi)土方，開挖結(jié)束后澆筑沉井底板混凝土進行封底，最后澆筑后續(xù)的沉井內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)。

工程概況圖

“中心島下沉”沉井技術(shù)，可以有效保證沉井四周區(qū)域的地面沉降，控制在10cm之內(nèi)，可有效保護市政工程中附近管線、建筑物的安全。

3 施工工藝流程

施工準備→沉井基礎(chǔ)開挖→基坑鋪筑→第一節(jié)沉井制作→下沉→接高→下沉→開挖中心島→清理基底→水下混凝土封底→澆筑底板

4 工藝控制要點

①施工準備。本文背景上跨高速公路橋工程實例采用發(fā)動機發(fā)電，施工前做好供電、供水、臨時道路、材料供應(yīng)、技術(shù)論證等準備工作，并采用物探儀對現(xiàn)場地下管線進行探測，提前對影響施工的桿線管道進行遷移，采用GPS對沉井與高速坡腳距離進行測量放樣。

②沉井基礎(chǔ)開挖。開挖前對沉井施工區(qū)域進行整平，對沉井中心及沉井外壁四個角點坐標(biāo)進行復(fù)核驗算，經(jīng)項目技術(shù)負責(zé)人確認后現(xiàn)場放樣，基坑底面尺寸沿結(jié)構(gòu)外壁放寬50cm，并撒上石灰線，基坑開挖深度1m，以石灰線尺寸按1:1放坡至原地面標(biāo)高，以作為立模板、綁扎鋼筋、搭設(shè)平臺等作用?；娱_挖以機械開挖為主，人工開挖為輔，保證基底平整，挖棄土方按要求運輸至棄土場。

③基坑鋪筑。基坑底經(jīng)人工平整后，鋪設(shè)20cm厚級配碎石墊層，級配碎石墊層比刃腳寬度放寬50cm鋪設(shè)，共計寬度1.25m，并采用小型夯實機夯實整平；然后再鋪筑10cm粗砂墊層，并用平板和小型夯實機平整、壓實。最后沿刃腳四周澆筑厚80cm、寬20cm素混凝土墊層帶。

④沉井制作。沉井采取分節(jié)現(xiàn)場澆筑，分節(jié)原則：第一節(jié)為刃角部分（洞口以下30cm），第二節(jié)為高度3m（即洞口上下各30cm），第三節(jié)以上分節(jié)長度直至井頂。根據(jù)要求計算并確定第一節(jié)沉井的高度，在素砼墊層帶上再鋪設(shè)一層隔離層，然后搭立內(nèi)模板和滿堂內(nèi)腳手架、綁扎鋼筋、立外模板和外腳手架、澆筑混凝土。當(dāng)井體混凝土達到設(shè)計要求強度時，依次同步抽除承墊木，并立即用砂將刃腳下部填實，最后將用于定位的墊木抽除。

⑤沉井過程下沉。沉井的下沉根據(jù)本工程實例地下水位在1m左右的實際情況，采用中心島下沉方法。下沉?xí)r采用小型鉆吸機沿著沉井內(nèi)側(cè)壁開挖出小型溝槽，溝槽的寬度應(yīng)根據(jù)土體的穩(wěn)定、地下水位高度、沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計等綜合因素進行施工。開挖時同時向槽內(nèi)同步注入一定比例的泥漿，使沉井內(nèi)外壁均處于泥漿護壁槽內(nèi)，并使槽內(nèi)泥漿保持在一定的高度（高于地下水位），以保證槽內(nèi)土體的穩(wěn)定。內(nèi)槽開挖應(yīng)對稱挖土，使沉井均勻垂直下沉，施工中可以配以高壓射水松土或進行適當(dāng)排水下沉。隨著溝槽的開挖加深，沉井在泥漿潤滑作用下，依靠自重逐漸下沉，沉井下沉到設(shè)計標(biāo)高后，將井壁外側(cè)的泥漿置換固化，并將刀腳斜面和踏面下的土加固，也可溝槽初步封底加固，使沉井達到穩(wěn)定要求。

⑥沉井接高。制作第二節(jié)沉井進行接高。主要是在第一節(jié)沉井完成設(shè)計標(biāo)高的下沉基礎(chǔ)上，停止開挖土方，然后用砂回填至沉井井壁外側(cè)50cm，開始制作第二節(jié)沉井。

⑦中心島開挖。沉井穩(wěn)定后，采用伸縮臂挖掘機或抓斗機挖掘，開挖出的棄土用自卸車棄運至指定棄土場，土方開挖過程中應(yīng)對井內(nèi)水位和高速路基進行觀測，及時對井內(nèi)進行補水，以防沉井周圍的地面沉降。

⑧沉井封底。封底前對沉井基礎(chǔ)底進行檢查，基礎(chǔ)底應(yīng)無浮泥，整平，應(yīng)對井壁的隔墻、刃腳與沉井封底混凝土的接觸面處的污泥、松散混凝土清理干凈。按要求對沉井及四周進行沉降監(jiān)控，滿足要求后進行封底?；炷翝仓?yīng)對稱兩個點，一次澆筑完成。

5 質(zhì)量安全保障措施

①嚴格把關(guān)好原材料及加工、澆筑關(guān)，對水泥、黃砂、碎石、鋼筋等原材料必須經(jīng)各性能測試合格后方能使用，材料堆放必須整齊，并有遮蓋措施；

②沉井在制作前應(yīng)對模板清洗干凈，拼裝過程整齊平順，接縫密實，澆筑完成保證沉井尺寸準確、對角線距離相等之內(nèi)；

③充分利用測量機具保證沉井在澆筑、下沉等各階段時期，加強平面位置、垂直度和標(biāo)高（沉降值）的觀測，保證外形尺寸、中心位移、高程處于規(guī)范允許偏差范圍；

④沉井施工前，兩側(cè)應(yīng)用彩鋼板設(shè)置防護欄、安全標(biāo)志、警示牌、警示燈等安全措施；

⑤機械開挖作業(yè)時，作業(yè)范圍內(nèi)不得進行其他作業(yè)，開挖時應(yīng)注意高速路基的變化，出現(xiàn)裂縫或部分坍塌現(xiàn)象時，要立即停止作業(yè)，必要時回填開挖井。

⑥沉井水下混凝土封底時，工作平臺應(yīng)搭設(shè)牢固，導(dǎo)管及平臺周圍應(yīng)有欄桿。平臺的荷載除考慮人員、機具重量外，還應(yīng)考慮漏斗和導(dǎo)管堵塞后，裝滿混凝土?xí)r的懸吊重量。

6 結(jié)束語

在市政工程沉井施工時，工藝的選擇一定要與場地的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件相結(jié)合，與周圍環(huán)境相匹配，本工地案例通過“中心島法”下沉技術(shù)的應(yīng)用，圓滿完成了沉井施工任務(wù)，并有效控制了沉井四周道路的沉降與位移，保障了道路交通的正常運行與周圍建筑物的安全，為后續(xù)類似施工提供參考。