不排水沉井施工技术在市政工程的实践

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摘要：在时代快速发展的过程中，人们对市政工程方面的要求日益提高，建筑单位需要灵活运用新技术，提高市政工程质量。对此，文章介绍了不排水沉井施工技术适用条件，并以了S工程为例阐述该技术的应用与实际问题，最后对S工程中的安全平台情况进行分析。

关键词：不排水沉井施工技术；市政工程；基建

1不排水沉井施工技术的适用条件

在选择不排水下沉技术开展沉井施工时，需要考虑以下方面。（1）沉井下沉过程中遭遇地下水，而降水会导致沉井附近道路与高架桥等出现不均匀沉降现象，影响高架桥安全性。（2）沉井下降范围内容，土层涵盖承压隔水层，进行沉井施工过程中会对隔水层造成破坏，进而出现倾斜、冒水、涌砂以及涌土等问题，还会造成终沉环节中下降速度过快，超出标高。（3）施工现场需要保证泥浆外运、吸泥以及机械取土等要求得到充分满足。吸泥机械完成吸泥作业后需要运输到宽敞场地放置泥浆，在晒干后进行外运处理，要求市区附近有良好的卸浆区域，可以用于填浜造田，同时可以通过排泥沟槽或是排泥管路向其他地点排放。（4）施工现场附近具有良好的供水点，进而为高压水枪用水需求提供保障。另外，若是水源地和施工现场距离较远，同时需要水力机械开展施工作业，则可以通过水泵串联形式满足要求，前级选择低压水泵，借助供水管为后级水泵提供足量的水资源[1-2]。

2工程概况

S市G区污水处理厂及厂外管网配套工程M河干支网管互联互通与完善工程（以下简称S工程），主要对M河两岸污水管问题进行优化，M河污水管属于G区污水处理系统的干管之一，当前主要采用波纹管材料，但是存在一定缺点，比如选择挤出式焊接，无法保证接口位置焊接平整性，使得管材流通能力降低。因此，需要全面更换两岸干管，总长度达到10.2km，S工程将顶管作为主要形式，沉井是顶管的接收井与工作井，为顶管施工提供良好操作空间。沉井规格如下：刃脚均深设计为9.9m；沉井底板均深设计为7.7m；封底混凝土选择水下C20；沉井侧壁选择C30混凝土；尺寸层设计为φ5.0m×3.5m、φ7.0m×3.5m。

3不排水沉井施工

3.1旋喷桩施工

S工程选择高压旋喷桩形式，在沉井下沉作业中具有重要作用。S工程井位主要位于M河两岸，具有流沙层丰富以及地下水位高等特点，因此选择高压旋喷桩，能够避免下沉过程中发生涌水或是涌砂等不良现象。根据现场地质特点，选择单排旋喷桩开展非流沙层施工作业，选择双排旋喷桩开展流沙层施工作业，材料选择P·O42.5水泥浆，旋喷桩直径设计为60cm，刃脚下1.5m为桩底。为了保证沉井施工便捷性，要求施工人员保证旋喷桩和沉井外壁的间距控制在1m左右。为了提高旋喷桩质量，保证水泥浆水灰比在1∶1左右，同时喷射压力在20MPa以上[3]。

3.2制作沉井

（1）钢筋工程。在井壁钢筋绑扎管环节中，钢筋搭接位置与长度属于关键内容。需要保证竖向钢筋垂直，选择电渣压力焊或是绑扎牢靠，根据轴线尺寸对钢筋位置进行校核。混凝土保护层选择混凝土强度等级水泥浆垫块，进而有效提高位置的准确性。（2）模板工程。选择厚度为10mm胶合板作为模板材料，选择双钢管作为模板横围檩材料，选择木方作为竖围檩材料，采用2mm厚度止水钢板加焊对拉螺杆的中间位置，保证螺栓和止水钢板焊满，完成拆模施工后将螺栓截断，为了提高施工便捷性，可以选择止水螺栓，通过砂浆对螺栓孔进行密封处理，同时进行放回涂料涂刷。（3）浇筑。选择天泵浇筑商品混凝土作为浇筑混凝土，混凝土初凝后覆盖塑料薄膜并进行洒水养护，时间在1周以上。墙体和刃脚位置的混凝土拆模强度：刃脚位置混凝土强度超过70%时，可以将侧模拆除；墙体模板完成浇筑的1d后可以对拉螺栓的外拉杆进行松动处理。

3.3下沉沉井

混凝土强度超过90%后开展下沉施工作业。S工程主要在河道两岸开展施工作业，一些土层属于流沙地质，具有较高的地下水位，附近主要有防汛道路与高架桥支墩，结合现场实际情况，选择不排水下沉技术。下沉施工根据“先高后低、先中后边、及时纠偏与分层对称破土”原则展开施工。在开挖施工前，需要保证水泵配备齐全，进而及时将水注入井中，井中水位高出井外水位1m以上，可以避免出现流沙问题。排泥作业主要通过水力冲刷机或是长臂挖机开展。若是井位操作空间良好、地质良好，则选择长臂挖机，若是避免长臂挖机工作或是地质情况特殊，则选择水力冲刷，需要保证吸泥均匀性，同时避免局部吸泥的深度过大，而引发井筒偏斜或是坍塌等问题。外刃脚边需要保留1m宽的土堤，保证在刃脚位置沉井挤土下沉，降低扰动周边土体的现象。在此过程中，需要测量沉井附近与标高位置，进而有效控制下沉位移偏差、下沉量等，便于开展纠偏工作。

3.4封底作业

沉井沉降至设计标高位置，然后进行观测，8h以内的下沉量低于10mm时则可以开展封底作业。潜水员对沉井锅底进行整理，将其表面清理干净，对接触水下混凝土的砼面、井壁以及刃脚进行冲洗，同时将井格中泥渣清除，选择级配砂对超挖部分进行回填处理。开展水下混凝土浇筑作业过程中，应该保证混凝土供应的连续性，在满足设计强度要求后，开展抽水作业。井壁和底板与封底混凝土借助部分，还有其他施工缝位置，需要进行粗糙面处理，同时清洗干净，为新混凝土与旧混凝土紧密结合提供保障。

4不排水沉井施工作业中出现的问题与解决策略

4.1沉井不下沉或下沉速度慢

该问题主要原因在于井壁和地层摩擦系数较大以及遇到障碍物等原因，主要通过以下方法进行处理。首先，提高沉井重量，进而超出井壁和地层摩擦力。主要可以通过增加各层沉井配重或是浇筑高度来实现，其中需要注重配重合理性，防止下沉过快，下沉系数应该保持在1.05左右。其次，减少井壁和土层摩擦力。主要通过水枪对井壁附近土体冲刷设置空气幕与泥浆套等方式来实现。

4.2沉井倾斜

采用水力冲刷时，枪头位置与土层厚度缺乏均匀性，同时土质突然变化，均会造成沉井倾斜问题。对于此种问题，需要保证枪头位置可以按照沉井长向取中进行左右移动。井内位置需要保证其根据长向形状保持沟状，并且需要通过刃脚切削土体，保证其始终下沉。布设水枪位置点过程中，需要保证各点位的均衡性与对称性，合理确定一次冲刷涂层的厚度，保证沉井下降均匀性。若是粗线倾斜问题，则需要通过塘渣回填倾斜位置，并充分压实，进而增加井壁和土体摩擦力。另外，适当调整枪头位置，同时对刃脚高出部位增加冲压，以充分提高井体平衡性。为了防止流沙层发生单层突沉问题而造成倾斜现象，测量人员应该认真开展观测工作，同时进行匀速、分层作业。

4.3涌砂与涌水问题

在高压旋喷桩止水帷幕施工过程中，若是成桩不良会出现涌沙与涌水问题，导致沉井下沉、周边土体塌陷等问题。因此，需要保证旋喷桩施工质量，进而避免该问题。积极观察沉井施工中沉降观测工作，若是发现流沙问题应该立即停止开挖作业，同时将水注入井内，控制流沙影响范围。结合S工程经验，可以选择水玻璃与水泥浆的双液注浆手段进行处理，该方法能够对流沙层进行快速固结，进而优化流沙问题。

5不排水沉井施工中悬挂式安全平台的构建

5.1安全平台的构造

开展沉井施工作业时应该充分考虑安全问题，施工人员开展内侧模板支立以及内侧钢筋绑扎作业过程中，需要在井内操作，因此，需要构建安全平台。在S工程中，选择悬挂式平台。该平台选择φ12螺纹钢作为主体骨架材料，间距15cm进行钢筋网片焊接，井内壁和网片边缘内壁间距为5cm，选择钢丝绳对网片进行悬挂，放到预埋钢筋上。选择φ20螺纹钢作为预埋钢筋材料，在锚固端设置弯钩，同时和井壁钢筋进行焊接处理，锚固长度超出20cm。将模板搭设在网片上，保证施工人员平稳站立，采用铁丝对钢筋网和木板进行固定。

5.2安全平台的安全性能

钢筋网片自重是主要施工荷载，按照φ7m标准开展受力计算，在预埋钢筋底部悬挂钢丝绳，弯矩较小，并不会影响预埋钢筋，因此主要验算钢丝绳。（1）荷载参数。第一，平台自重是恒荷载，设计值g为8.3kN×恒荷载分项系数1.2=9.96kN。第二，模板与施工人员荷载为活荷载，设计值q为4kN×活荷载分项系数1.4=5.6kN。（2）钢丝绳的性能。钢丝绳横截面直径为11mm，公称抗拉强度为1400N·mm-2，破断拉力为63.3kN。根据[FG]=FG/K×n×α验算钢丝绳的容许拉力，其中，K代表钢丝绳安全系数，S工程取值9；FG代表钢丝破断拉力总和，S工程取值63.3kN；n代表钢丝绳数量，为19；α达标钢丝绳荷载不均匀系数，选择0.85。最终确定[FG]为113.0kN，超出恒荷载与活荷载总和，因此，该平台的钢丝绳符合受力标准。

6结束语

当前，不排水沉井施工技术在市政工程项目中得到应用，该技术的优势非常突出，能够从根本上提高施工质量。因此相关单位要重视该技术，积极开展技术分析与研究工作，明确其适用范围，同时分析施工过程中出现的问题，并制订针对性策略，以提高施工质量。

参考文献：

[1]林耿榆.市政工程顶管(沉井)施工控制要点分析[J].住宅与房地产,2020(21):225.

[2]邓明莉.排水泵站沉井工程中不排水下沉施工技术的应用分析[J].安阳工学院学报,2019,18(2):73-75.

[3]潘迎,陈宇.市政顶管工程沉井结构设计要点及应用探究[J].工程技术研究,2019,4(9):189-190.

作者：张良 单位：福建海峡环保集团股份有限公司