沉井工程施工工藝探析

倪淑芳

摘要：根據(jù)上海世龍科技有限公司投資興建的60萬居里輻照車間工程——鈷原水井的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，選用沉井法施工工藝，闡述了沉井法在施工中的注意事項(xiàng)及具體施工工藝，為以后類似工程的施工提供參考。

關(guān)鍵訶：沉井；下沉挖土；土方運(yùn)輸；測(cè)量控制與觀測(cè)；沉井封底

中圖分類號(hào)：TU753.64

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-0422（2013）07-0158-02

1.工程簡(jiǎn)況

上海世龍科技有限公司興建的60萬居里輻照車間工程為單層753m²，其中鈷原水井采用沉井法施工工藝。

鈷原水井外形尺寸3616（長(zhǎng)）×2516（寬）×6705（總高）；壁厚：鋼筋混凝土壁面厚度，底板厚度由設(shè)計(jì)確定；埋深：-6.508。上口標(biāo)高：0.197。

2.工藝要求

由于鈷原水井具有防輻射要求，所以除滿足一般沉井工程施工要求外，對(duì)于該工程還有以下工藝具體要求：

2.1井內(nèi)壁的垂直度，誤差應(yīng)小于2/1000；井內(nèi)壁的尺寸，誤差應(yīng)小于+5mm；井內(nèi)壁應(yīng)平整，壁面不平度，誤差應(yīng)在5mm之內(nèi)。

2.2井壁、井底預(yù)埋件5}}槽鋼和L100×100×10之錨桿按4T/m拉力計(jì)算；預(yù)埋件應(yīng)平整，縱橫預(yù)埋件交接處應(yīng)進(jìn)行焊接，滿焊h=6，焊條J422。

2.3對(duì)位于水井井臺(tái)的進(jìn)水管、吸水管、溢流管設(shè)計(jì)和施工要求：均為不銹鋼管；件號(hào)7和8鋼板在焊內(nèi)襯前調(diào)高到鈷原水井不銹鋼內(nèi)襯圖所指的位置，且校水平。

2.4井臺(tái)口四周排水溝用水泥粉平；標(biāo)高-0.400mm以上井臺(tái)部分因設(shè)置預(yù)埋管和預(yù)埋件，可進(jìn)行二次施工，并應(yīng)設(shè)置施工縫。

2.5鋼筋混凝土壁面和底板必須滿足抗?jié)B要求，確保不滲不漏，并作檢漏試驗(yàn)；鋼筋混凝土壁面厚度，底板厚度由設(shè)計(jì)確定。

2.6井臺(tái)按圖示要求設(shè)置泄水槽，泄水槽最低處應(yīng)設(shè)置排水管，并引至輻射室排水總管，由壁面排向輻射室地面（與給水專業(yè)配合）。

2.7除滿足上述工藝要求外，還應(yīng)滿足《工藝對(duì)土建工程施工設(shè)計(jì)和土建施工的技術(shù)要求》和GB17568-1998《Y輻射裝置設(shè)計(jì)制造和使用規(guī)范》以及國(guó)家有關(guān)土建設(shè)計(jì)規(guī)范。

2.8在不銹鋼復(fù)面施工時(shí)，應(yīng)按《工藝對(duì)土建工程施工設(shè)計(jì)和土建施工的技術(shù)要求》中提出的要求密切配合井復(fù)面的施工；不銹鋼板之間的焊接應(yīng)采用氬弧焊。

2.9井臺(tái)處需預(yù)埋不銹鋼管，作為水處理系統(tǒng)循環(huán)水吸水、進(jìn)水、溢流三根不銹鋼管的位置和尺寸由土建給排水專業(yè)提供；尺寸3266（+5、0）和2166（+5、0）為井臺(tái)口不銹鋼角鐵面之間的距離。

2.10鈷原水井采用人工開挖，開挖時(shí)必須做好基坑的降水和圍護(hù)工作，同時(shí)應(yīng)該注意基底土體的保護(hù)，嚴(yán)禁擾動(dòng)土體；結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)為0.8MPa（S8）；鋼筋保護(hù)層厚度：底板板底為50mm，其余均為40mm；鋼筋為HPB235（（p）或HRB335（（p）級(jí)，其余鋼材材質(zhì)未注明為Crl8Ni9Ti。

2.11鋼筋采用焊接連接，同一連接區(qū)段內(nèi)縱向接頭面積百分率不應(yīng)大于50%。

2.12所有的混凝土必須嚴(yán)格搗實(shí)，并有良好的級(jí)配，應(yīng)保證混凝土的不透水性，混凝土澆筑后應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。當(dāng)施工條件限制必須留施工縫時(shí)，在新澆混凝土前必須將施工縫鑿毛洗刷干凈，刷摻有微膨脹劑的純水泥砂漿界面劑一道，然后再澆筑新混凝土。

3.施工方法的選擇與沉井施工程序

為了減少鈷原水井施工期間對(duì)土體的擾動(dòng)，以確保迷宮墻體的整體穩(wěn)定性，對(duì)于鈷原水井采用沉井法施工工藝。

施工程序：平整場(chǎng)地→測(cè)量放線→開挖基坑→鋪砂墊層和墊木或砌刃腳磚座→沉井制作→布設(shè)降水井點(diǎn)→抽出墊木→封底→澆筑底板混凝土→施工頂板及輔助設(shè)施等。

4.沉井的制作

4.1制作順序

制作順序?yàn)椋簣?chǎng)地整平→放線→挖土3m深→夯實(shí)基底→抄平放線驗(yàn)線→鋪砂墊層→挖刃腳土?！苍O(shè)刃腳鐵件、綁鋼筋→支刃腳、井身模板→養(yǎng)護(hù)、拆模→外圍檁槽灌砂→抽出墊木或拆磚座。

4.2地基處理

為了防止由于地基不均勻下沉而引起井身裂縫，應(yīng)先對(duì)地基進(jìn)行處理。本工程擬采用碎石、灰土墊層，用打夯措施使地基密實(shí)。

4.3刃腳支設(shè)

本工程擬采用磚刃腳。

4.4井壁制作

4.4.1本工程井壁總高度為6705mm，擬在修的鈷原水井的地面上制作。

4.4.2制作前預(yù)先采取井點(diǎn)降水措施，擬從自然地坪向下挖深2m，還有4.705m在自然地坪以上，為了防止施工縫處如處理不當(dāng)，易造成滲水的通病，本工程井壁不設(shè)施工縫，采用一次制作澆搗成型，然后進(jìn)行一次下沉。

4.4.3模板支設(shè)：本工程擬采用18厚多層板自制成木模板；采用100×100方木做龍骨，另采用φ48×3.5鋼管配合做支撐；采用（φ16mm鋼筋做拉緊螺栓堅(jiān)固，在螺栓中間設(shè)止水板；木模表面刨光，涂脫模劑兩度，以達(dá)到清水混凝土效果。

4.4.4鋼筋綁扎：沉井鋼筋采用吊車垂直吊裝就位，用人工綁扎。豎筋可一次綁好，水平筋分段綁扎。內(nèi)外鋼筋之間加設(shè)φ14mm鋼筋鐵碼，每1.5m不少于一個(gè)。鋼筋用掛線法控制垂直度，用水準(zhǔn)儀測(cè)量并控制水平度，用木卡尺控制間距，用水泥砂漿墊塊控制保護(hù)層。沉井內(nèi)隔墻可采取在內(nèi)壁墻連接部位預(yù)留插筋，下沉完畢后，再施工隔墻。

4.4.5混凝土澆筑：采用商品混凝土，混凝土泵車沿井周圍進(jìn)行分布均勻地澆筑，每層厚500mm。

4.5澆筑混凝土注意事項(xiàng)

4.5.1應(yīng)將沉井分成若干段同時(shí)對(duì)稱均勻分層澆筑，每層厚30cm，以避免地基造成不均勻下沉或產(chǎn)生傾斜。

4.5.2混凝土應(yīng)一次連續(xù)澆筑完成。

4.5.3由于井壁有抗?jié)B要求，因此不設(shè)施工縫。

4.5.4混凝土采用自然養(yǎng)護(hù)。為加快拆模下沉，冬季可在混凝土中摻加抗凍早強(qiáng)劑或用防雨帆布懸掛于模板外側(cè)，使之成密封氣罩，通蒸汽加熱養(yǎng)護(hù)。

5.下沉挖土方法及注意事項(xiàng)

本工程擬采用排水下沉挖土方法，在沉井外部周圍設(shè)置輕型井點(diǎn)，使井內(nèi)保持挖干土。由于井內(nèi)面積不大，擬采用人工挖土。挖土必須對(duì)稱、均勻地進(jìn)行，刃腳部位采用跳槽破土，使沉井均勻地下沉。挖土方法隨土質(zhì)情況而定。

5.1普通土層

在沉井中間開始逐漸挖向四周，每層挖土厚0.4-0.5m，沿刃腳周圍保留0.5-1.5m土堤，然后再沿井壁，每2-3m一段向刃腳方向逐層全面、對(duì)稱、均勻的削薄土層，每次削5-10cm，當(dāng)土層經(jīng)不住刃腳的擠壓而破裂，沉井便在自重作用下均勻垂直擠土下沉，使不產(chǎn)生過大傾斜。如下沉很少或不下沉，可再?gòu)闹虚g向下挖0.4-0.5m，并繼續(xù)向四周均勻掏挖，使沉井平穩(wěn)下沉。

5.2沉井的輔助下沉方法——射水下沉法

即用預(yù)先安設(shè)在沉井外壁的水槍，借助高壓水沖刷土層，使沉井下沉。

5.3下沉注意事項(xiàng)

5.3.1沉井下沉位置的正確與否，開始5m以內(nèi)，要特別注意保持平面位置與垂直度的正確，以免繼續(xù)下沉?xí)r不易調(diào)整。

5.3.2為減少下沉的摩擦阻力和以后的清淤工作，在沉井的外壁隨下沉隨填砂的方法，以減輕下沉困難。

5.3.3挖土應(yīng)分層進(jìn)行，防止鍋底挖得太深，或刃腳挖土太快以防突沉傷人。再挖土?xí)r，刃腳處、隔墻下不準(zhǔn)有人操作或穿行，以避免刃腳處切土過快傷人。

5.3.4在沉井開始和將沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，周邊開挖深度應(yīng)小于30cm或更薄一些，避免發(fā)生傾斜。在離設(shè)計(jì)標(biāo)高20cm左右應(yīng)停止取土，依自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

5.3.5井下操作人員應(yīng)戴安全帽、穿膠鞋、防水衣褲；應(yīng)有備用電源；潛水泵應(yīng)配裝觸電保安器。

5.4土方運(yùn)輸方法

擬在井上搭設(shè)懸臂或人字桅桿，用卷?yè)P(yáng)機(jī)垂直提升到井上部平臺(tái)裝車運(yùn)出。

6.測(cè)量控制與觀測(cè)

沉井位置標(biāo)高的控制，是在沉井外部地面及井壁頂部四面設(shè)置縱橫十字中心控制線、水準(zhǔn)基點(diǎn)，以控制位置和標(biāo)高。沉井垂直度的控制，是在井筒內(nèi)按4或8等分標(biāo)出垂直軸線，各吊線墜一個(gè)對(duì)準(zhǔn)下部標(biāo)板未控制，并定時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行垂直偏差觀測(cè)。挖土?xí)r，隨時(shí)觀測(cè)垂直度，當(dāng)線墜離墨線達(dá)50mm，或四面標(biāo)高不一致時(shí)，即應(yīng)糾正。沉井下沉的控制，系在井筒周圍彈水平線，或在井外壁上兩側(cè)用白鉛油畫出標(biāo)尺，用水平尺或水準(zhǔn)儀未觀測(cè)沉降。沉井下沉中應(yīng)加強(qiáng)位置、垂直度和標(biāo)高（沉降值）的觀測(cè)，每班至少測(cè)量?jī)纱危ㄓ诎嘀屑懊看蜗鲁梁髾z查一次），接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，每2h一次，預(yù)防超沉。由專人負(fù)責(zé)并做好記錄，如有傾斜、位移和扭轉(zhuǎn)，應(yīng)及時(shí)通知值班隊(duì)長(zhǎng)，指揮操作人員糾正，使偏差控制在允許范圍以內(nèi)。

7.沉井封底

當(dāng)沉井下沉到距設(shè)計(jì)標(biāo)高0.1m時(shí)，應(yīng)停止井內(nèi)挖土和抽水，使其靠自重下沉至設(shè)計(jì)或接近設(shè)計(jì)標(biāo)高，再經(jīng)2-3d下沉穩(wěn)定，或經(jīng)觀測(cè)在8h內(nèi)累計(jì)下沉量大于10mm時(shí)，即可進(jìn)行沉井封底。

本工程擬采用排水封底（即干封底）：首先將新老混凝土接觸面沖刷干凈或打毛。

封底一般鋪一層150-500mm厚碎石或卵石層（由設(shè)計(jì)確定），再在其上澆一層厚約0.5-1.5m的混凝土墊層，在刃腳下切實(shí)填嚴(yán)，振搗密實(shí)，以保證沉井的最后穩(wěn)定。達(dá)到50%強(qiáng)度后，在墊層上綁鋼筋，兩端伸入刃腳或凹槽內(nèi)，澆筑上層底板混凝土。封底混凝土與老混凝土接觸面應(yīng)；中刷干凈；澆筑應(yīng)在整個(gè)沉井面積上分層、同時(shí)、不間斷地進(jìn)行，由四周向中央推進(jìn)，每層厚30-50mm，并用振搗器搗實(shí)；當(dāng)井內(nèi)有隔墻時(shí)，應(yīng)前后左右對(duì)稱地逐孔澆筑?；炷敛捎米匀火B(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)繼續(xù)抽水。待底板混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后，停止抽水。

8.結(jié)語(yǔ)

鈷原水井施工范圍小，挖土深度深，不適宜大開挖機(jī)械化施工，所以施工前對(duì)幾種施工方案進(jìn)行了比對(duì)，最后決定采用沉井施工。施工中各施工環(huán)節(jié)層層把關(guān)：沉孔采用人工挖土，運(yùn)土采用擬在井上搭設(shè)懸臂或人字桅桿，用卷?yè)P(yáng)機(jī)垂直提升到井上部平臺(tái)裝車運(yùn)出；沉井準(zhǔn)備、制作、下沉、封底緊扣工藝，嚴(yán)格按施工方案和規(guī)范操作；施工中加強(qiáng)測(cè)量控制與觀測(cè)。經(jīng)過采取各種有效措施，使沉井施工達(dá)到了預(yù)期的目的，有效地保證了工程的質(zhì)量。