摘要：本文以杭州城西污水处理厂东线进厂管工程为素材，探讨了沉井工程施工技术的要点及在施工过程中所遇到的问题与采取的措施，以期为类似工程施工起到参考作用?
关键词：沉井施工；工程建设；应用分析
0 引言
在城市化建设进程不断加快，城市土地资源日益稀缺的情况下，开发城市地下空间成为未来城市发展的主要方向。地下空间的建设使得沉井施工技术得到了广泛应用。虽然沉井整体刚度大，抗震性好，施工时具有比其他地下施工更多的优越性，但是沉井施工周期较长，施工技术要求较高，因此有必要对沉井施工要点及其施工过程中遇到的问题与采取的措施有较为充分的了解。
1.沉井的特点及优点
1.1沉井特点
1.沉井整体刚度大，抗震性好；
2.与地下施工相比更优越，地质适用范围更广；
3.沉井结构本身兼作围护结构，且施工阶段不需要对地基作特殊处理，既安全又经济；
4.施工对周围环境影响小，更适用于对土体变形敏感的地区；
5.由于沉井施工为地下施工，地下情况较为复杂，有很多不可预见性，故对前期地质勘探及了解地下情况有很高的要求?
1.2沉井优点
沉井是在地面进行箱体预制，而后对箱体内土体进行挖掘，使箱体依靠自重，克服与土体间的摩擦力下沉，到达设计指定位置?沉井与传统的大开挖施工相比具有如下优势：
传统大开挖土方量大，施工占用场地较大，在挖深较深的情况下，不论施工安全及施工造价均难以达到最优的施工目的，而沉井施工克服了这些问题，既安全又经济。
沉井下沉到位后可以作为地下构筑物的外壳，同时沉井也可以作为支护结构使用，减少基坑支护的大量费用?
大开挖施工中如果地下水位较高，则会产生大量的降排水费用，而降排水又会引起施工范围内周边建筑物、路面等的塌陷、裂缝等?沉井施工则可以采用不排水下沉，由于地下水位不会下降，因而不会产生上述一系列施工问题，既节省了开支，又避免了质量隐患。
对于施工深度较大的地下工程，往往采用大开挖是不可能的，这就需要沉井来完成这部分施工任务?
2.工程概况
杭州城西污水处理厂东线进厂管工程Ⅰ标段全长3.78km，本标段的工程起点为城西污水厂现状S6水池，紫金港隧道东侧YW27（不含）为终点。其中大开挖约2km，顶管约1.7km。
顶管井共计10座，其中YW15、YW17、YW19、YW21为方形顶管工作井，YW23为圆形顶管工作井，YW16、YW18、YW20、YW22为圆形顶管接受井，YW24为方形顶管接受井，该些井位均处于石祥西路南侧人行道外侧绿化带处?
3.沉井施工技术要点
3.1沉降观测
测量工作的实施是确保沉井下沉顺利实现的关键，为了确保整个工程具有较高的稳定性，工作井以及接收井均采用沉井法施工。方形工作井三次制作二次下沉，圆形接收井二次制作一次下沉。另外，在沉降观测过程中，需要在井壁的内侧标注标高线，每一道标高线之间的间距在20cm左右，且保证各个标高线之间的距离相同，以便在后期施工中较好的控制沉降速度?另外，在观测过程中还要确保成像的清晰和稳定，对于照明不足的位置可采用人工照明?还要保证观测人员具备较强的专业素质，每天至少6次对下沉速率进行统计和计算?
3.2沉井制作
3.2.1砂垫层及混凝土垫层制作：在砂垫层及混凝土垫层施工前，根据工程设计并参考地质情况确定最终垫层厚度。垫层制作前平整地面，使地面具有较高的平整度，同时做好排水系统设施，并保证基坑底面0.5m范围内不会出现地下水位?在场地平整之后，方可进行砂垫层和混凝土垫层的制作?制作好的垫层需确保具有较强的稳定性，以免引起下沉量过大而失稳?
3.2.2沉井混凝土浇筑：混凝土浇筑工作尽可能一次性完成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当沉井第一节混凝土强度达到70%时，可继续对第二节混凝土进行浇筑；混凝土井壁浇筑时，沿着井壁周围浇筑，保证浇筑混凝土的匀称和分层，每层的浇筑厚度不宜超过0.3m?在沉井完成第一次下沉进行第二次接高时，应根据现场沉井的最低地面标高、近期降雨量、淤泥的标高等情况，对沉井所处地层的淤泥性质和承载能力进行全面分析，计算出接高稳定系数且应小于1?
3.3沉井下沉
本工程沉井采用不排水下沉的方法，在高压水枪冲碎土体后使用机械取土与空气吸泥相结合的方法使下沉。沉井施工过程分为初沉阶段、正常下沉阶段、终沉阶段和水下混凝土封底4个阶段。
3.3.1初沉阶段。沉井下沉深度在0~2m范围内为初沉阶段。开挖取土之前应先对称凿除刃脚外侧混凝土垫层。井内取土顺序为：各分隔舱对称取土，先取中间形成小锅底状对称顺延，每次冲土深度不得大于40cm，先高后低，由中心向井边，严禁直接冲刷刃脚，应与刃脚保持30~50cm为宜，让沉井在重力的作用下挤压下沉。
3.3.2正常下沉阶段。在刃脚进入土体2m以后，当沉井的对角高差及井身扭转偏差均不大时，下沉速度可适量加快。可选用方便实用的取土机械配合吸泥取土来减少泥浆排出量和加快下沉速度，机械取土也应先高后低，先里后外，每次取土深度不得大于1m，机械无法取土的利用高压水枪冲刷剩余部分土体，利用泥浆泵将泥水抽出，时沉井均匀平稳下沉。
3.3.3终沉阶段。当沉井的进尺到最后1m时即进入终沉阶段。终沉阶段因沉井下沉逐渐接近设计标高，挖土冲刷速度应放缓，均匀对称冲刷取土直至沉井刃脚标高高于设计标高10cm后立即停止取土，每小时观测一次井身沉降量，当井身的下沉量在24小时内下沉低于10mm时，即为终沉结束。整个沉井底部清理为锅底形，进行沉井的封底工作。
3.4沉井封底施工
由于该项目地下水位较高，因此在水下封底过程中，工作人员需要对井内的水位进行合理控制，确保井内和井外的水位差保持平稳?其次，在进行井底沉积物处理时，需要彻底清除，并将井底整理成锅底形状，之后抛填厚度约200mm的碎石?在水下混凝土浇筑时，采用垂直导管法进行浇筑，并可根据井内状况对导管进行均匀分布，为保证浇筑质量，在导管上加装装料漏斗?一般来说，导管的直径大约在300mm左右，间距在2.5到4m之间，在井下的最深点必须加装导管?在导管骨料的选择上，以细砂为主，还要保证粗细骨料之比为1:1，坍落度保持在18mm到22mm之间?在浇筑点的选取上，可从井下的最低点开始，当混凝土整个表面与基底保持平衡以后，可对其他导管进行同时浇筑?
4沉井下沉偏移分析及纠偏措施
4.1沉井下沉偏移分析
沉井下沉的过程应不断修正，以确保沉井下沉质量?引起沉井下沉倾斜偏移的原因如下?
4.1.1垫层凿出不均匀，或刃脚遇石头等障碍?
4.1.2沉井取土开挖不匀称，每层高差较大?
4.1.3刃脚基坑未回填或回填后压实、土体不均匀。
4.1.4吸泥施工时井内外的水位部平衡。
4.1.5不对称或土体不均匀，沉井侧壁周围应力不一致?
4.2纠偏措施
4.2.1在下沉过程中，发现井底有障碍物时须及时清除?下沉和井底障碍物清除平衡进行?
4.2.2沉井在入土较浅时产生倾斜，一般可靠刃脚高的一侧抓土，随着沉井的下沉，在沉井高的一侧减少刃脚下正面阻力，在沉井低的一侧增加刃脚下的正面阻力，使沉井在下沉的过程中逐渐纠正。
4.2.3沉井位置如发生扭转，在沉井偏位的二角偏出土，另二角偏填土，借助于刃脚下不相等的土压力形成的扭矩，时下沉过程中逐步纠正其位置。
4.2.4沉井下沉过程中出现倾斜可在较高的一侧井臂顶上加配重，同时用高压水冲碎刃脚较高处的土体，在其重力作用下逐步校正。
4.2.5沉井纠偏还可选用触变泥浆减阻、空气幕减阻、桩基反压装置协助纠偏等措施。
结语：在城市土地资源日益稀缺和地质条件受限无法使用常规围护结构和临时支撑的的情况下，本沉井法施工在杭州城西污水处理厂东线进厂管工程到了成功的运用，减少了对周边环境产生影响，不失为一种较实用的施工措施，值得在类似的工程中使用。在使用该方法时要特别注意沉井下沉过程中的控制，还有就是施工安全也比较重要。施工企业在具体施工过程中要根据现场情况进一步优化施工方法，保证沉井顺利下沉，达到安全、高效的组织项目施工。
参考文献:
[1]汪成龙.超大型沉井施工期受力分析研究[J].施工技术，2018，47(S1):1316-1318.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部 GBT51130-2016沉井与气压沉箱施工规范.
论文作者:骆林琼
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/1
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