浅谈不排水下沉沉井施工技术.docx

浅谈不排水下沉沉井施工技术 魏永祥摘要：在埋深较深的顶管施工过程中，其中最为普遍的一项工程技术是沉井施工技术沉井下沉一般有两种方式，一是排水挖土下沉，二是不排水下沉本文结合西安城市应急供水工程项目，详细剖析不排水下沉沉井的施工工艺，对施工过程中出现的问题及应对措施进行总结，为沉井施工提供参考关键词：沉井施工;沉井下沉;施工技术1工程概况本工程位于西安市沣东新区涝渭水源地区，为输水管道下穿沣河段管道施工，本标段管道主要以顶管施工为主，顶管长度610米为保证顶管施工质量及施工进度，顶管沿线设置四座沉井，三座顶管工作井，一座顶管接收井，分别设置于沣河两岸本工程沉井设计尺寸为：顶管工作井12m9m，顶管接收井7.6m7.6m沉井侧壁为C35钢筋混凝土，抗渗等级P8，封底采用C25水下混凝土，沉井下沉平均深度23.5米，由于沉井深度较大，每座沉井设置5节井壁2沉井施工工艺施工准备→测量放线→旋喷桩止水帷幕施工→刃脚开挖→混凝土垫层→第一节沉井制作→第一节沉井下沉→第二节至第五节沉井制作→第二节至第五节沉井不排水下沉→沉井封底→浇筑底板混凝土→附属工程施工3沉井施工3.1高压旋喷桩施工高压旋喷桩施工是影响沉井下沉质量的关键工序，本标段井位全部处于沣河两岸，地下水位高，且沉井持力层为条件较差的淤泥质粉质粘土层，采用高压旋喷桩进行止水和加固，可有效的防止沉井下沉过程出现涌砂涌水现象。

考虑到本工程地质特点，沉井持力层处在地质条件较差的淤泥质粉质粘土层内，设计要求在1#～4#沉井施工前对井口四周施工双管高压旋喷桩加固土体和止水旋喷桩桩径φ600mm，桩间距为400mm，桩间咬合200mm，桩长为刃脚以下1m3.2沉井制作施工3.2.1鋼筋工程沉井井壁钢筋绑扎的好坏，直接影响着沉井的质量，井壁钢筋绑扎的关键是控制好钢筋的搭接长度与搭接位置，井壁的竖向钢筋应上下垂直，绑扎牢靠或采用对接焊连接，其位置按照轴线尺寸校核每一节井壁施工完成后预留接茬钢筋，并保证同一截面钢筋接头数不大于50%混凝土保护层采用同强度等级的水泥砂浆垫块，以确保钢筋位置准确3.2.2模板工程模板采用18mm厚胶合板，内外模板横围檩采用双钢管、竖向围檩采用方木，内外模采用φ14对拉止水螺杆固定，拆除模板后采用砂浆密封并涂刷防水涂料，避免渗水3.2.3混凝土工程井壁及底板采用C35混凝土，抗渗等级P8，混凝土采用商品混凝土泵送入模混凝土初凝后及时采用塑料膜覆盖洒水养护，养护时间不小于7天，混凝土强度达到70%以上时，方可拆除侧模井壁模板在浇筑混凝土完成后24小时可松动对拉螺杆外拉杆3.3沉井下沉待混凝土强度达到100%后方可进行下沉施工，本工程位于沣河两岸，地下水位高，并根据地层条件情况，采用不排水下沉法施工。

沉井下沉按照“先中后边、分层对称破土、先高后低、及时纠偏”的原则进行操作3.3.1水位线以上下沉沉井内的分层挖土和土方吊运采用机械和人工相配合的方法，第一节和第二节沉井以长臂挖掘机为主，人工和小型挖掘机为辅，沉井开挖至10m以下后以履带挖机挖土为主，人工配合下沉修边井内靠周边的土方以人工开挖、扦铲为主，以此严格控制每层土的开挖厚度，防止超挖井内土体如较为干燥，可增配一台小型（0.25m3）液压反铲挖掘机，在井内进行机械开挖，达到减少劳动力和提高工效的目的沉井外刃脚边保留1m宽左右的土堤，使沉井在刃脚处挤土下沉，以减少对井周土体的扰动程度下沉过程中，需要测量沉井顶面四周标高及轴线位置，有效控制下沉量及位移偏差，方便纠偏3.3.2水位线以下下沉沉井下沉至第三节标高时进行水位线以下，由于井内有水，小型机械及人工无法完成井内挖土下沉，可采用25吨吊车配合抓土吊斗（3m3）法进行井下抓土下沉3.4沉井封底当沉井下沉至距设计底标高时，应停止井内挖土和排水，使其靠自重下沉至或接近设计底标高，再经过2～3天的下沉稳定，或经观测在8天内累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底4施工过程中的问题及解决措施4.1沉井下沉过快原因分析：沉井下沉过快，主要是由于井壁与地层间摩阻系数过小造成下沉速度加大，或遇软弱地层造成刃脚踏面承载力降低及沉井外部土液化。

预防措施及处理方法：在沉井外壁间填粗糙材料或将井身外的土夯实，加大摩阻力;井内应多留土，利用加大“边载”，提高刃脚下的土阻力，然后从中间格逐步对称向边格，分格进行挖土;如沉井外部的土液化发生虚坑时，可填碎石处理4.2沉井下沉过慢或不下沉原因分析：井壁与土壁间的摩阻力过大;沉井自重不够，下沉系数过小沉井下沉困难;开挖面深度不够，或偏斜，正面阻力大;遇到障碍物或坚硬岩层和土层;井壁无减阻措施或泥浆套;井身在软粘性土层中因故停沉时间太长，侧摩擦力恢复增大等4.3沉井倾斜原因分析：井身制作场地高低不平，土层软硬不匀，地质条件不良;凿取垫层的方法不妥，回填不及;刃脚制作质量差，不平，不垂直，井壁制造有问题，其中线与刃脚不在一根直线上;开挖土不对称不均匀，在沉井时有突沉井和停沉的现象;井身的正面和侧面的阻力不对称预防措施及处理方法：对初沉的偏斜可用在高侧多挖土，低侧少挖土的办法纠正;终沉或其他阶段的偏斜，可用井外射水或喷气破坏高一侧土层进行纠偏;有意使沉井向偏移的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置，或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正。

5结束语沉井施工现已广泛应用于市政、桥梁、建筑、地铁等施工中因此，对沉井工法施工的学习和研究，不仅具有理论指导意义，还有很大的施工经济价值目前，沉井的实际施工过程中依然存在较多问题和难题本文以实际项目为依托，对沉井施工工艺进行阐述，对施工过程中出现的问题及解决措施进行分析，并针对本工程沉井施工特点，可为类似沉井施工提供一定参考参考文献：[1]王婷.沉井施工技术在顶管工程中的应用研究[J].邢台职业技术学院报，2019，36（5）：84-87.[2]钟永新.超大沉井预留核心土开挖下沉施工技术[J].施工技术，2018，47（22）：112-116.[3]葛永晔.不排水下沉施工技术在排水泵站沉井工程的应用[J].山西建筑，2018.44（1）：84-85.（作者单位：中铁七局集团西安铁路工程有限公司西安应急供水项目部） -全文完-。