沉井水下封底導(dǎo)管法施工技術(shù)

伏 周

（中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司 河北涿州 072750）

1 工程概述

本文以國(guó)道昆明南連接線高速公路滇池路節(jié)點(diǎn)雨污水管遷改工程項(xiàng)目為例。整個(gè)工程項(xiàng)目含有原有雨水系統(tǒng)，主要集中在滇池路東、西兩側(cè)以及滇池路中央綠化帶附件，每個(gè)區(qū)域都會(huì)設(shè)置相應(yīng)的DN600雨水管道。中央綠化帶雨水管道自北向南排入下游雨水管道。南連線以北道路東、西兩側(cè)雨水管自北向南排放，最終采蓮河支流，中央綠化帶雨水管道自南向北排入下游雨水管道。

結(jié)合實(shí)際施工項(xiàng)目要對(duì)以下結(jié)合系統(tǒng)進(jìn)行分析：（1）新建雨水系統(tǒng)。雨水管道全部采用明挖，DN1000管材長(zhǎng)度424 m、DN600長(zhǎng)度42 m，均為承插式鋼筋混凝土管。（2）原有污水系統(tǒng)。南連線以北滇池路東、西兩側(cè)各有一根DN1000污水管道，污水自北向南排入采蓮河支流DN1000截污干管。最終滇池路東、西兩側(cè)污水由采蓮河截污干管自東向西排入船房河截污干管。（3）新建污水系統(tǒng)。新建污水管道自東向西接入采蓮河截污干管，排至船房河 DN1650截污干管。南連線以北道路東、西兩側(cè)DN1000污水管接入新建DN1200污水管道。新建污水管道自東向西排至采蓮河DN1000截污干管。在工程項(xiàng)目地段頂管部分工作井及接收井均采用沉井結(jié)構(gòu)，主要采取的是圓形沉井，整個(gè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑為15.4 m、壁厚為1 m，沉至-23 m，主要是利用沉井不排水下沉施工機(jī)制進(jìn)行項(xiàng)目控制和處理。

2 數(shù)據(jù)要求

在應(yīng)用沉井水下封底導(dǎo)管法施工技術(shù)的過(guò)程中，要想從根本上保證施工項(xiàng)目整體質(zhì)量，就要對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行集中管控和約束，確保能按照標(biāo)準(zhǔn)化要求提升具體工作效率。其中，水下封底混凝土厚度的計(jì)算要對(duì)混凝土強(qiáng)度、沉井計(jì)算半徑以及混凝土承受荷載參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌處理，按照進(jìn)行計(jì)量。其中，H表示封底的混凝土厚度、單位為mm；K表示的是項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中的安全系數(shù)，一般會(huì)取 2.65；M表示的是底板最大彎矩；b則表示的是板寬，一般會(huì)取1000 mm；D表示的是混凝土和井底泥土滲混后整體增加的厚度參數(shù)，一般會(huì)取200 mm到500 mm之間的數(shù)據(jù)；P表示的是靜水壓力形成的荷載參數(shù)。本次工程項(xiàng)目中，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)為C30，則能計(jì)算出具體的現(xiàn)場(chǎng)施工封底混凝土厚度為2.5 m。

在基礎(chǔ)參數(shù)判定后，要對(duì)具體排水時(shí)間進(jìn)行敲定，一般在水下封底工作結(jié)束后的15 d左右就要完成井內(nèi)排水處理，確保結(jié)構(gòu)施工的安全性和穩(wěn)定性，以提升封底工作的實(shí)效性水平。需要注意的是，在對(duì)具體排水時(shí)間予以測(cè)定的過(guò)程中，要檢測(cè)一定齡期且相同條件的試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的分析，在保證項(xiàng)目滿足固定標(biāo)準(zhǔn)后就能對(duì)排水平衡強(qiáng)度予以控制和約束[1]。

3 沉井水下封底導(dǎo)管法施工路徑

本次工程項(xiàng)目中，沉井施工2個(gè)隊(duì)，沉井施工一隊(duì)從采蓮河污3#、采蓮河污11#工作井開始完場(chǎng)滇池污北（采蓮河）工作、接收井施工；沉井施工二隊(duì)從滇池污南8#工作井開始完成滇池污南工作、接收井施工。

3.1 施工順序

為了從根本上提高沉井水下封底導(dǎo)管法施工技術(shù)的應(yīng)用效率，施工部門要結(jié)合實(shí)際工程需求對(duì)施工順序進(jìn)行集中約束和管理，完善具體操作流程的基礎(chǔ)上，提高操作工序的科學(xué)性。主要順序?yàn)椋褐！壴摻睢F(xiàn)澆沉井下半部→下沉→接沉井上半部→下沉到位→澆底板。

3.2 具體流程

在沉井水下封底導(dǎo)管法施工過(guò)程中，要結(jié)合施工項(xiàng)目的整體情況，保證施工流程都能得到有效維護(hù)，從而整合施工進(jìn)程和施工管理模式[2]。

（1）支模。為了全面提升沉井水下封底導(dǎo)管法施工效率，要保證支?？刂七^(guò)程的合理性，要結(jié)合模板位置組裝模板結(jié)構(gòu)，保證模板支設(shè)的過(guò)程能有效滿足具體尺寸和標(biāo)高參數(shù)范圍，一定程度上提升工序施工的管理水平。支模過(guò)程要結(jié)合側(cè)板和模板處理工序，確保能維護(hù)接頭縫的處理效果，有效提升外觀平整度的基礎(chǔ)上，也要對(duì)模板進(jìn)行支撐體系的處理，針對(duì)一些不符合工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的部分要進(jìn)行返工處理。最重要的是，在支模工序中，要利用自檢和互檢工序完善支模控制效率。

（2）綁扎鋼筋。為了有效提升綁扎鋼筋的實(shí)效性，施工部門要對(duì)沉井結(jié)構(gòu)的鋼筋放置順序予以關(guān)注，當(dāng)沉井中導(dǎo)管結(jié)構(gòu)保持平衡時(shí)，鋼筋主筋置于沉井結(jié)構(gòu)縱筋之內(nèi)。為了發(fā)揮沉井結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果，要保證主次梁鋼筋放置順序也能滿足實(shí)際施工要求。一般而言，次梁上下主筋置于主梁上下主筋之上，而沉井結(jié)構(gòu)內(nèi)部的框架連梁上下主筋也要在固定的位置上，一般是在框架主梁的上下主筋以上進(jìn)行綁扎處理。在對(duì)應(yīng)相應(yīng)位置完成鋼筋綁扎處理后，就要對(duì)基礎(chǔ)鋼筋進(jìn)行統(tǒng)籌控制，基礎(chǔ)底板上部主筋宜放置于長(zhǎng)跨方向主筋以上，短跨方向下部主筋置于長(zhǎng)跨方向主筋以下。需要注意的是，在實(shí)際操作過(guò)程中，為了保證沉井結(jié)構(gòu)下沉工作順利開展，一般會(huì)采取搭接范圍內(nèi)三點(diǎn)綁扎的處理方式，需要操作人員保證每根鋼筋在搭接長(zhǎng)度內(nèi)都要采用三點(diǎn)綁扎[3]。

（3）現(xiàn)澆沉井下半部。為了有效提升沉井結(jié)構(gòu)下沉工作的整體水平，施工管理部門要對(duì)操作前準(zhǔn)備工作予以關(guān)注和監(jiān)督，確保具體問(wèn)題具體分析。

要應(yīng)用毛砂或者是粉煤灰集中進(jìn)行加添處理，確?；咏Y(jié)構(gòu)能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)自然地面，從根本上避免沉井結(jié)構(gòu)下沉過(guò)程和土體的側(cè)部形成不利于工作項(xiàng)目繼續(xù)進(jìn)行的摩擦阻力。

在沉井結(jié)構(gòu)設(shè)置的過(guò)程中，一般要對(duì)無(wú)砂管降水井進(jìn)行集中清洗的處理，有效提升降水高度管控工作水平，控制在-15 m以下。與此同時(shí)，施工部門也要對(duì)井壁的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行集中管控，有效維護(hù)養(yǎng)護(hù)體系中混凝土試塊強(qiáng)度，從而確保沉井結(jié)構(gòu)刃腳部分的混凝土強(qiáng)度能達(dá)到100%，且井壁的混凝土強(qiáng)度也能在70%以上。也就是說(shuō)，各節(jié)井壁混凝土強(qiáng)度須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%才能下沉，能為項(xiàng)目整體水平的優(yōu)化提供保障，減少不穩(wěn)定隱患的留存[4]。

為了保證下部下沉工作的順利完成，要對(duì)原有的定位樁進(jìn)行高程點(diǎn)的復(fù)查，并且集中對(duì)沉井的位移情況進(jìn)行綜合分析以及判定，真正意義上提高管控流程的合理性和科學(xué)性。

施工部門要結(jié)合沉井結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況有效判定是否要搭設(shè)沉井保護(hù)棚，利用沉井內(nèi)控機(jī)制對(duì)靠近內(nèi)壁的剛腳手架結(jié)構(gòu)進(jìn)行制柱監(jiān)督，高度要控制在2.5 m左右，上面要架設(shè)相應(yīng)的小型剛模，從而提升整體操作的實(shí)效性[5]。

（4）下沉。對(duì)于沉井水下封底導(dǎo)管法施工項(xiàng)目而言，下沉過(guò)程是關(guān)鍵，因此，相關(guān)施工部門要對(duì)具體情況進(jìn)行集中監(jiān)督，確保能按照標(biāo)準(zhǔn)化流程對(duì)具體操作流程予以關(guān)注，提升操作工序的合理性和完整性，確保能優(yōu)化施工監(jiān)管水平。最重要的是，施工部門的監(jiān)管人員要在下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高前完善支護(hù)處理機(jī)制，一定程度上避免單體傾斜或者是傾倒問(wèn)題。

第一，要先挖取兩層結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上集中人力對(duì)沉井井壁進(jìn)行處理，沿著刃腳的方向完成逐層的處理，并且保證削薄土層的實(shí)效性，每次要將尺寸控制在200 mm到300 mm之間，只有保證沉井能在自重作用下均勻垂直地切入土并且下沉，才能提升整體項(xiàng)目的質(zhì)量和應(yīng)用水平，井壁上應(yīng)做好相應(yīng)防護(hù)措施，防止雨水流進(jìn)及人員掉落[6]。

第二，為了從根本上提高沉井施工項(xiàng)目的質(zhì)量，施工監(jiān)管部門要積極對(duì)沉井位移問(wèn)題進(jìn)行處理，一般而言，是沉井傾斜造成的沉井位移，因此，若是對(duì)沉井結(jié)構(gòu)進(jìn)行一側(cè)的糾偏處理，這反而會(huì)導(dǎo)致其向相反的方向形成位移?；诖耍獙?duì)其進(jìn)行處理就要在沉井向一側(cè)產(chǎn)生位移趨勢(shì)后，對(duì)偏移一側(cè)的刃腳位置進(jìn)行土層的挖取，確保能減少其偏移問(wèn)題造成的影響。需要注意的是，在對(duì)沉井結(jié)構(gòu)進(jìn)行糾偏的過(guò)程中，要對(duì)各個(gè)過(guò)程的允許偏差進(jìn)行約束。具體參數(shù)如下：平面尺寸的長(zhǎng)度和寬度允許偏差為100～200 mm；井壁厚度允許偏差為±15 mm；下沉后刃腳平均標(biāo)高允許偏差為±100 mm；下沉后底面中心位置偏移允許偏差在100 mm以下；下沉后刃腳底面高差允許偏差在100 ～300 mm之間[7]。

第三，在沉井下沉處理工序中，為了有效提升其操作流程的合理性，要對(duì)挖土分層工序進(jìn)行處理，避免刃腳切土較快對(duì)整體操作流程造成影響[8]。只有保證具體問(wèn)題具體分析，才能提高操作管理過(guò)程的合理性和科學(xué)性，避免安全問(wèn)題的出現(xiàn)。

（5）接沉井上半部。在接沉井上半部的過(guò)程中，要從高程控制和平面位置控制兩個(gè)層面進(jìn)行集中的監(jiān)督。

一方面，要對(duì)高程管理結(jié)構(gòu)予以關(guān)注，在不受到施工影響區(qū)域進(jìn)行高程控制點(diǎn)的設(shè)置處理，有效完善沉井水平測(cè)試點(diǎn)的管控工作，整合水準(zhǔn)儀，確保能對(duì)其具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，針對(duì)傾斜問(wèn)題要進(jìn)行及時(shí)的糾偏，提升高差管理工作的基本水平，優(yōu)化控制工作的合理性，有效維護(hù)設(shè)計(jì)范圍和設(shè)計(jì)要求的落實(shí)情況，一定程度上提高接沉井上半部工序的安全性和可靠性。

另一方面，要對(duì)平面位置控制模式予以關(guān)注，在沉井井壁上要設(shè)置中線結(jié)構(gòu)，并且沿著中線軸線的方向完成相應(yīng)的操作工序，避免坐標(biāo)控制點(diǎn)受到影響，及時(shí)進(jìn)行位置的記錄，嚴(yán)格控制沉井結(jié)構(gòu)能在指定的位置完成處理操作。

（6）下沉到位。在全部操作結(jié)束后，就能保證沉井結(jié)構(gòu)下沉到位。在沉井的終沉控制工作中，要在距離設(shè)計(jì)標(biāo)高2.5 m的位置降低下沉的實(shí)際速度，有效落實(shí)對(duì)應(yīng)的糾偏處理工序，保證項(xiàng)目運(yùn)行工作和管控效率都能滿足實(shí)際質(zhì)量要求。而在下沉到達(dá)標(biāo)高2 m的位置時(shí)，要停止下沉，時(shí)間控制在24小時(shí)左右，要對(duì)沉降量進(jìn)行集中的預(yù)留處理，并且提升具體工作的完整性和安全性。需要注意的是，相關(guān)人員要對(duì)沉降量進(jìn)行連續(xù)性觀測(cè)，有效控制沉井下沉的實(shí)際標(biāo)高，確保相應(yīng)的參數(shù)能滿足實(shí)際要求[9]。

（7）澆底板。對(duì)于沉井項(xiàng)目而言，澆筑底板是最后的工序，一般利用不排水法進(jìn)行封底處理，主要是借助混凝土泵輸送到集料斗的方式進(jìn)行處理，利用導(dǎo)管向沉井結(jié)構(gòu)中澆筑經(jīng)過(guò)特殊處理的混凝土，要保證澆筑的均勻性，先從沉井結(jié)構(gòu)得到中心位置開始，然后是周圍。需要注意的是，在實(shí)際澆筑工作結(jié)束后，要結(jié)合施工要求和周圍環(huán)境狀態(tài)，按照實(shí)際要求在一定壓力的水層范圍內(nèi)設(shè)置降水管，然后在此基礎(chǔ)上完成封管頭和封底工序，以保證澆底板工作的基本質(zhì)量。另外，在底板澆筑工作中結(jié)束后，相關(guān)部門要結(jié)合具體要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并且保證相應(yīng)的情況能滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度，垂直于進(jìn)水管道方向立焊36#工字鋼，工字鋼間距2.0 m，兩側(cè)各一顆12長(zhǎng)36#b工字鋼焊牢連接為一體，焊接時(shí)需作好與導(dǎo)軌聯(lián)接預(yù)埋件的工作，并且保證高程和位置的準(zhǔn)確性。頂管工作井、接收井后背墻的墻面應(yīng)與管道軸線垂直。除此之外，施工部門要結(jié)合沉井施工工序的具體要求，對(duì)相應(yīng)問(wèn)題予以控制，特別是井壁開孔工作要在封底工作結(jié)束后進(jìn)行，才能保證處理工序的科學(xué)性，而在頂管施工過(guò)程中要盡量使用機(jī)械切割的方式，能提升施工實(shí)效性[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在對(duì)沉井水下封底導(dǎo)管法施工過(guò)程進(jìn)行分析的過(guò)程中，要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用要求和管控要點(diǎn)落實(shí)質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制，確保具體施工過(guò)程和施工要點(diǎn)都能得到落實(shí)，且能維護(hù)施工整體質(zhì)量水平，為工程項(xiàng)目的可持續(xù)性發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。