淺談自調(diào)式防沉、防盜井蓋

劉偉華

(上海奉賢建設(shè)發(fā)展(集團(tuán))有限公司,上海市 201400)

淺談自調(diào)式防沉、防盜井蓋

劉偉華

(上海奉賢建設(shè)發(fā)展(集團(tuán))有限公司,上海市 201400)

分析了窨井沉降的原因,介紹了目前市政道路窨井施工的方法及針對(duì)沉降的一般對(duì)策。著重論述了自調(diào)式防沉、防盜井蓋不同于常規(guī)井蓋的特點(diǎn)和施工方法。

窨井；沉降；自調(diào)式；防沉；防盜；井蓋施工

0 引言

為適應(yīng)城市的發(fā)展需要,滿足廣大市民對(duì)維護(hù)市政設(shè)施完好的需求,為解決制約市政井蓋設(shè)施養(yǎng)護(hù)時(shí)存在的突出問(wèn)題,提高井蓋設(shè)施的管養(yǎng)水平和城市道路維護(hù)標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)實(shí)地調(diào)研,進(jìn)一步了解目前道路井蓋存在的問(wèn)題,結(jié)合奉賢區(qū)的實(shí)際情況,現(xiàn)就自調(diào)式防沉、防盜新型井蓋與常規(guī)井蓋的技術(shù)性能進(jìn)行分析,供上海路政管養(yǎng)部門(mén)參考。

根據(jù)多年道路工程施工的反思,認(rèn)為窨井平整度的技術(shù)問(wèn)題已基本解決,但是施工細(xì)節(jié)不完善。細(xì)節(jié)決定成敗,從細(xì)節(jié)入手,提出全新的解決方案。

本文是通過(guò)對(duì)窨井蓋座的可調(diào)整能力的設(shè)計(jì),通過(guò)預(yù)設(shè)的螺栓可以升降蓋板及蓋座的高度,使窨井蓋座下沉后可以進(jìn)行一定高度上的調(diào)整 ，繼續(xù)保持與周邊路面基本平整。此為新型專(zhuān)利產(chǎn)品,是一種窨井沉降后被動(dòng)處理方式,調(diào)節(jié)過(guò)程和效果較好。

1 窨井沉降原因分析

窨井,直接承受震動(dòng)荷載,沉降造成平整度達(dá)不到要求,其基本原因?yàn)槿?lèi),即地基承載力不足、窨井井身施工質(zhì)量差、施工回填質(zhì)量差。此三類(lèi)原因相互影響,又各自獨(dú)立,共同破壞道路使用功能。由于路面面層的不密實(shí),造成進(jìn)水、脫皮、破碎等問(wèn)題,從而引起窨井結(jié)構(gòu)及局部路面基層結(jié)構(gòu)的破壞。針對(duì)此三類(lèi)分別闡述如下。

1.1 地基承載力不足

窨井基礎(chǔ)及本身的承載力、剛度較強(qiáng),與道路是分離體。窨井在車(chē)輛振動(dòng)荷載作用下,且地基不足以承載時(shí),窨井整體下沉。

1.2 施工回填質(zhì)量差

窨井周邊的回填質(zhì)量差,下層土基礎(chǔ)達(dá)不到應(yīng)有的密實(shí)度，造成道路結(jié)構(gòu)板塊碎裂，下沉將成為必然。

1.3 窨井施工質(zhì)量差

(1)井蓋基座上砂漿圈施工質(zhì)量差。由于鑄鐵蓋板基座邊較薄,很難施工好。

(2)窨井滲水、漏水。施工中窨井的制作往往不被重視,墻身砌筑過(guò)程中,砂漿質(zhì)量差,砌筑時(shí)砂漿不飽滿,磚的材質(zhì)不達(dá)標(biāo),粉刷質(zhì)量差,都將造成窨井整體承載能力差，加之在使用過(guò)程中漏水、侵蝕等破壞作用 ，引起窨井逐漸下沉。因窨井下沉引起面層開(kāi)裂進(jìn)水、振動(dòng)沖擊,繼而引起窨井及周邊路面更多更快地進(jìn)一步被破壞。

1.4 路面面層質(zhì)量原因

由于路面面層不密實(shí)的原因引起的進(jìn)水、脫皮、破碎等問(wèn)題,都會(huì)造成窨井結(jié)構(gòu)及局部路面基層結(jié)構(gòu)的破壞和承載力下降,引起和加劇窨井的進(jìn)一步破壞。

2 目前市政道路窨井施工方法

目前市政道路窨井是由模塊砌筑,只要按要求施工,質(zhì)量可以保證。模塊有多種規(guī)格可供選擇。用這些模塊砌筑的窨井,在施工過(guò)程中抓住每個(gè)細(xì)節(jié),可解決滲水問(wèn)題。

針對(duì)施工回填質(zhì)量差,如果每一個(gè)窨井邊都能用三輪壓路機(jī)來(lái)回碾壓,道路和窨井形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)層,窨井側(cè)土體就不至于沉降。

所以,細(xì)節(jié)決定成敗。

3 針對(duì)引起窨井沉降原因的一般對(duì)策

窨井用模塊砌筑,井邊回填土必需用三輪壓路機(jī)來(lái)回碾壓,否則用打夯機(jī)層層夯實(shí),確保道路和窨井形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)層,窨井側(cè)土體就不會(huì)沉降。這樣解決了施工回填質(zhì)量差、窨井施工質(zhì)量差而引起的窨井滲水、漏水問(wèn)題。其余幾個(gè)問(wèn)題提出解決方案如下。

3.1 針對(duì)地基承載力不足問(wèn)題

當(dāng)窨井、溝槽采用反開(kāi)挖法施工,基礎(chǔ)在路基處理層之下時(shí),如遇淤泥質(zhì)等差土層,必需處理?？刹捎脫Q填50 cm厚15%水泥土,面積擴(kuò)大,提高窨井底部地基承載力。作為管道基礎(chǔ)也應(yīng)換填15%水泥土處理,滿足運(yùn)行要求。水泥土在車(chē)輛振動(dòng)荷載作用下,不會(huì)液化,由于窨井底部處理面積擴(kuò)大,能夠解決地基承載力不足問(wèn)題,從而預(yù)防整體下沉。同時(shí),當(dāng)窨井有滲水時(shí),因水泥土不液化,可減輕窨井破壞。窨井底部加強(qiáng)地基不可用塊石和灰土。

3.2 窨井與周邊道路剛度不一致的問(wèn)題

通常,窨井與周邊道路剛度是不一致的,兩者不能同步沉降,針對(duì)此問(wèn)題,可用土工格柵解決。從當(dāng)前的設(shè)計(jì)來(lái)看,客觀上造成窨井獨(dú)立于路面 ，與路面結(jié)構(gòu)在承載力上不相關(guān),這種“先天不足”造成窨井會(huì)相對(duì)于路面下沉或鑄鐵蓋座明顯高出周邊路面突起,在車(chē)輛車(chē)輪作用下，會(huì)進(jìn)一步下沉和破壞,隨著破壞延伸,路況越來(lái)越差。

3.3 井圈側(cè)砂漿圈施工質(zhì)量差的問(wèn)題

在窨井上,不管你用何種形式井圈、井蓋,均不可用砂漿填筑與路面瀝青之間的空隙,所填充的井口沒(méi)有一個(gè)不壞。所以所用填充物必須同路面結(jié)構(gòu)層,并要在井圈下增一層土工格柵,格柵位于井蓋下座漿層內(nèi),才可以與路面應(yīng)變整體一致。

3.4 加大混凝土蓋板的“大蓋板”對(duì)窨井變形影響

大蓋板通過(guò)擴(kuò)大來(lái)自蓋座荷載的承載面積 ，由周邊路面結(jié)構(gòu)承載或共同承載，減小窨井本身的負(fù)荷,從而消除和減少局部下沉,該方案用于道路維修是合適的。

3.5 加強(qiáng)邊口質(zhì)量保證

路面攤鋪過(guò)程中,對(duì)于道路上的窨井,在底層料進(jìn)行攤鋪前用鋼板進(jìn)行覆蓋,以避免在攤鋪過(guò)程中遇到窨井而抬升攤鋪機(jī),保證平整度。在攤鋪細(xì)料前,把窨井抬至實(shí)際攤鋪高程,窨井的抬法應(yīng)根據(jù)底層料攤鋪情況及細(xì)料攤鋪厚度結(jié)合攤鋪機(jī)攤鋪時(shí)的路況來(lái)調(diào)升,以保證窨井和路面的平整度,不至出現(xiàn)跳車(chē)情況。對(duì)于細(xì)料攤鋪后積聚在窨井上的粉料應(yīng)用小鏟子鏟除,清掃干凈。

攤鋪機(jī)和壓路機(jī)難以正常操作的部位,要輔以小型機(jī)械或人工操作快速進(jìn)行,還應(yīng)用人工夯錘、熱烙鐵補(bǔ)充壓實(shí)。

3.6 調(diào)高窨井蓋座

可調(diào)高窨井蓋座為新型專(zhuān)利產(chǎn)品,是一種窨井沉降后被動(dòng)處理方式,但上海地區(qū)尤其奉賢地區(qū)以及外區(qū)、外省大面積推廣相對(duì)力度不大。

4 常規(guī)井蓋出現(xiàn)的問(wèn)題

常規(guī)井蓋使用的材質(zhì)為灰口鑄鐵、水泥、鋼纖維復(fù)合材料等,壽命約為2～5 a,長(zhǎng)期的反復(fù)碾壓,井蓋出現(xiàn)缺角、斷裂、松散、變形,井體下沉或破碎剝落。

造成后果：(1)安全隱患；(2)開(kāi)啟困難,維護(hù)不便；(3)噪聲大,投訴案件多；(4)使用壽命短,受力不均勻；(5)人行道規(guī)格不一,影響城市美觀；(6)易下沉,調(diào)節(jié)困難,影響路面平整度。

5 常規(guī)井蓋出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因

常規(guī)井蓋增大底盤(pán)以承受荷載的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),將交通荷載通過(guò)底盤(pán)直接傳遞到井體。日益增長(zhǎng)的交通荷載及載重量導(dǎo)致井蓋與井體接合部位的混凝土砂漿破碎剝落,井體長(zhǎng)期受壓下沉引起井蓋的下沉,最終造成路面的下陷及起伏不平。

6 自調(diào)式防沉、防盜井蓋

6.1 自調(diào)式防沉、防盜井蓋的性能特點(diǎn)

使用球墨鑄鐵QT500-7材質(zhì),具有較強(qiáng)的抗拉、抗壓、抗腐蝕等性能,壽命可達(dá)50 a以上；有良好的物理韌性,其強(qiáng)度是灰口鑄鐵井蓋及其它材質(zhì)井蓋2倍,又有鋼材的韌性；井蓋直接落座在瀝青路面上,與路面緊密整合為一體,是能消除路面井蓋下沉等常見(jiàn)問(wèn)題的新型井蓋。井蓋與井體的連接方式改為承插式,來(lái)自上部的壓力被分散到道路的結(jié)構(gòu)層,使井體所承受的負(fù)荷減少80%以上,承載等級(jí)不小于400 kN。

6.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

(1)法蘭式上盤(pán)面：井蓋成為路面完整的一部分,將負(fù)荷直接分散到路面結(jié)構(gòu)層。整個(gè)新鋪裝瀝青層的最終緊實(shí)度取決于道路的承載等級(jí)。

(2)嵌入式膠條：有效減少震動(dòng),防止響聲,防止脫落。

(3)承插式結(jié)構(gòu)：井框的下部與井體的內(nèi)壁緊密配合。

(4)三點(diǎn)彈簧臂鎖定裝置

a. 防止意外開(kāi)啟,穩(wěn)固安全；

b. 防止跳動(dòng)、位移；

c. 大幅減少受沖擊產(chǎn)生的振動(dòng),大大減少井蓋周邊路面碎裂的可能；

d. 防止響聲；

e. 輕松而人性化設(shè)計(jì)的開(kāi)啟結(jié)構(gòu)；

f. 120°開(kāi)啟位置；

g. 防止意外閉合的安全鉸鏈；

h. 不銹鋼鉸鏈軸,連接更牢固,隱藏于法蘭式盤(pán)面以下,防盜性能更優(yōu)越。

(5)座框上鑄有可放置垃圾收集籃的卡槽

自調(diào)式防沉、防盜井蓋既適合舊路面的井蓋更換,也適合新道路的施工,作業(yè)面小,施工快捷方便,即刻通車(chē),無(wú)需養(yǎng)護(hù)。

6.3 自調(diào)式防沉、防盜井蓋維修更換12步驟

6.3.1 步驟一:準(zhǔn)備

(1)施工前圍蔽工作,文明施工；

(2)標(biāo)注施工范圍,可根據(jù)需要將路面切割出方形或圓形的施工面。

6.3.2 步驟二:切割

(1)將路面按所需尺寸切割開(kāi)(切割范圍需滿足沖擊夯操作面寬度,以直徑120 cm為宜)；

(2)確定操作面深度(17～25 cm為宜)；

(3)鑿除舊井蓋及水泥井環(huán)。

6.3.3 步驟三:鑿除

(1)將舊的井蓋取出；(2)修整及清潔操作面。

6.3.4 步驟四:安裝混凝土調(diào)節(jié)環(huán)

(1)根據(jù)需要將不同高度的混凝土調(diào)節(jié)環(huán)固定在窨井頂部；

(2)確?；炷琳{(diào)節(jié)環(huán)頂部與路面標(biāo)高距離在12～16 cm范圍內(nèi)。

6.3.5 步驟五:放置安裝限位井圈

(1)將安裝限位井圈套進(jìn)混凝土調(diào)節(jié)環(huán)中,確保安裝限位井圈的高度與原路面標(biāo)高一致；

(2)為保證井蓋能正確地安裝到位,必須保證安裝限位井圈的底部是處在被套在調(diào)節(jié)環(huán)內(nèi)的位置。

6.3.6 步驟六:填充瀝青

(1)在操作面表面淋適量乳化瀝青；

(2)用瀝青填充操作面。

6.3.7 步驟七:夯實(shí)瀝青

(1)分層填充瀝青,每層50 mm厚為宜；

(2)每填充一層瀝青即用強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)一次；

(3)如此反復(fù),直至填充瀝青至與舊路面高度基本一致。

6.3.8 步驟八:調(diào)節(jié)安裝限位井圈高度

(1)將安裝限位井圈的表面高度提高至高出路面標(biāo)高20 mm的位置；

(2)夯實(shí)瀝青以固定安裝限位井圈。

6.3.9 步驟九:攤鋪瀝青

將瀝青填充至高出路面標(biāo)高20 mm,即與安裝限位井圈相同的高度。

6.3.10 步驟十:垂直取出安裝限位井圈

現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制結(jié)構(gòu)完成,一個(gè)預(yù)制結(jié)構(gòu)就完成了。此時(shí),瀝青鋪裝層高于路面標(biāo)高20 mm。

6.3.11 步驟十一:放入井蓋

將自調(diào)式防沉、防盜井蓋小心垂直放入預(yù)制結(jié)構(gòu)。

6.3.12 步驟十二:壓實(shí)

(1)壓實(shí)：使用壓路機(jī)將井蓋壓入路面中,使之與路面渾然一體。

(2)清理：必須清理干凈所有塞在開(kāi)啟口、鉸鏈及透氣孔中的殘余瀝青,以保證井蓋日后的正常使用。

(3)通車(chē)：施工完畢即可開(kāi)放交通,無(wú)須養(yǎng)護(hù),非常適用于搶修工程。

7 結(jié)語(yǔ)

常規(guī)井蓋與城市建設(shè)發(fā)展不匹配,品牌規(guī)格及材質(zhì)繁雜,給社會(huì)資源造成極大的浪費(fèi),也提高了管理和維護(hù)成本,發(fā)展前景不明朗。自調(diào)式防沉、防盜井蓋因外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念先進(jìn),品種較單一,利于資源的節(jié)約和綜合,而且使用壽命長(zhǎng),防震、防噪、防跳、防盜、防意外閉合功能強(qiáng),市場(chǎng)認(rèn)可度較好,使用前景廣闊。

U418.7

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1009-7716(2015)09-0179-03

2015-04-16

劉偉華(1972-),女,上海奉賢人,工程師,主要從事市政、公路施工與管理工作。