汪同順　施展

（河南省水利第二工程局河南省鄭州市　450016）

淺談水利工程沉井施工技術(shù)措施

汪同順施展

（河南省水利第二工程局河南省鄭州市450016）

水利工程沉井施工技術(shù)是深基礎構(gòu)造物施工方法之一，它具有占地面積小，開挖土方量少，對鄰近構(gòu)造物及附近地質(zhì)條件影響及破壞力小，且施工方法簡單，容易操作，工程造價低等特點。本文結(jié)合實際的工程案例，對水利工程沉井施工技術(shù)措施進行了詳細的分析，僅供參考。

水利工程；沉井施工；措施

南水北調(diào)穿越白河頂管工程施工長度為750.543m，管道采用JPCCP管（DN1800），管道工作內(nèi)壓為0.8MPa，水平頂進長度660m。頂管工程兩端設圓形工作井和接收井各一座，均為沉井施工，內(nèi)徑均為10m。

1　工程概況

本工程沉井法井體采用4次預制，4次下沉的施工方法。沉井采用不排水下沉、干封底方法。井內(nèi)取土擬采用用高壓噴水槍破碎砂性土，再用泥漿泵將沖出的泥漿抽出，排到指定地點。為保證沉井穩(wěn)定性滿足沉井澆筑要求，應將刃腳下土回填密實，并采取填土或者灌砂的措施。井內(nèi)取土擬采用高壓水泵，人工配合。沉井下沉前，在頂部設置沉降觀測點，以控制沉井均勻下沉，及時糾偏。沉井下沉至設計標高并趨于穩(wěn)定時方可混凝土封底，沉井的施工質(zhì)量，應符合沉井施工驗收規(guī)范要求。

2　沉井制作

2.1模板施工

沉井制作采用木模與扣件式腳手管及D25二級鋼配套使用，鋼筋接頭處采用焊接方式固定。木模板所承受的施工荷載主要來源于振搗混凝土時產(chǎn)生荷載；新澆筑混凝土對模板側(cè)面的壓力；泵送混凝土具有較高的運送速度，澆筑時會對模板產(chǎn)生一定強度的沖擊力。新澆筑混凝土對模板的側(cè)向壓力，依靠設置在模板外側(cè)的扣件式鋼管及D25二級鋼組合成兩根為一道梁肋，縱橫交叉，在交叉點處布設M16拉條螺栓鑲嵌“山”字頭水平對拉，拉條螺栓間距為900/600mm，抵御該側(cè)向壓力。拉條螺栓錨入混凝土中點處焊50×50×4鋼板止水；沉井支模先支井體內(nèi)模，一次支到比施工縫略高100mm處，豎縫處用90mm×90mm方木支撐在內(nèi)部腳手架上或用膠布封堵，外模亦一次支到施工縫略高100mm處；澆筑混凝土之前應對模板進行質(zhì)量驗收，檢查時應按圖紙仔細核對控制尺寸和模板的垂直度和平整度，施工和設計布置的預埋件，預留孔安放位置準確，固定可靠；對較大的孔洞底部增設助搗孔，便于搗實孔底混凝土；一般在混凝土澆搗完成以后的第二天或第三天（視當時氣溫而定）后，可以放松沉井墻板的拉條螺栓，拆卸模板和扣件式鋼管。操作順序是自上而下，由內(nèi)向外拆卸模板和扣件式鋼管。注意拆除模時，不要用力敲打或?qū)⑿聺仓幕炷帘砻媾鰝Ｔ谟兄顾畮幠０鍛⌒牟鸪灰獡p傷混凝土，必要時保留模板待混凝土強度提高以后再拆除。模板拆除后及時在螺栓根部將混凝土表面鑿成半徑3cm、圓形深3cm的凹坑，然后割除拉條螺栓，用防水砂漿補坑。對于較大孔洞口懸空部分的混凝土底模應按要求，當混凝土強度達到70～100%設計強度時，方可拆除之；拆除后的模板、鋼管腳手、五金配件，應及時清理，堆放整齊，對破損的模板要及時處理。并在沉井底部噴涂標志，已監(jiān)測沉井位移；結(jié)構(gòu)模板的支模要求：支模前必須彈好軸線、邊線及標高控制線。模板拼裝要求嚴密、平整，防止漏漿，板模拼縫寬度大于2mm的應用膠帶粘結(jié)堵嚴。模板安裝前應在其表面涂脫模劑，并保持模板內(nèi)側(cè)面的清潔，封模前必須做好隱蔽工程驗收。所有模板均用鋼管支撐，以防混凝土澆筑時模板跑模。模板底標高斷面尺寸、平整度均符合設計要求和施工規(guī)范規(guī)定。內(nèi)襯模板混凝土澆搗前，利用支架體系用可調(diào)絲桿兩端撐住，防止模板移動。預埋件按設計要求綁扎或點焊在主筋或箍筋上，點焊時不得損傷鋼筋。

2.2鋼筋混凝土施工

2.2.1鋼筋加工

本工程鋼筋加工采用現(xiàn)場加工，現(xiàn)場配備1臺鋼筋彎曲機、1臺鋼筋切斷機、2臺電焊機。鋼筋連接接頭應錯開35d，同一斷面受力鋼筋接頭面積不得超過鋼筋總面積的50%。鋼筋翻樣根據(jù)設計圖紙要求及規(guī)范標準進行翻樣，填寫加工單經(jīng)復核后交施工班組加工。鋼筋加工的規(guī)格、尺寸、搭接、錨固長度，必須符合設計及規(guī)范要求。

2.2.2鋼筋連接

d≤25的鋼筋搭接長度為：HRB335，受拉區(qū)45d，受壓區(qū)40d，采用綁扎；d＞25的鋼筋用單面焊接10d。鋼筋下料長度應符合鋼筋綁扎或焊接的搭接長度，如采用鋼筋對焊、下料長度應滿足燒化留量，頂鍛留量等長度要求。

2.2.3鋼筋綁扎

鋼筋綁扎施工嚴格按設計要求的鋼筋排列間距順序自下而上施工。鋼筋保護層厚度、位置及標高要從嚴控制。扎絲規(guī)格、長度必須滿足設計及施工規(guī)范要求。嚴禁偷工減料，嚴禁漏扎，現(xiàn)場設專人監(jiān)護，對鋼筋的錨固，搭接長度，連接方法，鋼筋數(shù)量尺寸、綁扎等全面檢查。施工過程中設計要求設置附加箍或吊筋處，應按要求設置，數(shù)量、位置、尺寸應符合要求。

2.2.4混凝土施工

沉井結(jié)構(gòu)采用C30混凝土，抗?jié)B標號S6。采用商品混凝土。沉井混凝土澆注時應對稱分層均勻施工，每層厚50cm，以免造成地基不均勻下沉或產(chǎn)生傾斜。井壁及底板混凝土必須振搗密實，防止蜂窩麻面，混凝土澆畢后，應及時養(yǎng)護。采用插入式振動棒時，振動棒插入間距不大于其作用半徑1.5倍，與模板的距離不大于其作用的半徑的0.5倍。為保證混凝土密切結(jié)合，在以下部位須對混凝土表面鑿毛、按施工縫處理。施工縫處混凝土應振搗密實，澆注第二次混凝土前應清理施工縫，將表面松散浮離部分鑿掉，再灑水，確保新老混凝土結(jié)合良好?；炷敛捎貌莅B(yǎng)護，冬、夏季分別采用保溫或保濕措施。

2.2.5其他要點

混凝土澆筑時，應經(jīng)常觀察模板、支架、鋼筋、預埋件和預留孔洞的情況，當發(fā)現(xiàn)有變形和移位時，應立即停止?jié)仓谝褲仓炷聊Y(jié)前修整完好。用振動器振搗密實，振動器應插入下層50mm。保證保護層厚度及鋼筋位置的正確性，澆筑過程中發(fā)現(xiàn)有預埋件偏位或預留孔洞偏差等情況，應及時糾正?；炷翝矒v時采用振動棒振密實，振動棒宜快插慢拔，同時注意振動棒移動間距和振搗時間，一般以混凝土面不再冒出氣泡為止。振搗時嚴禁漏振并禁止碰撞鋼筋和模板。澆筑節(jié)點處的混凝土時，若鋼筋較密集，有必要對鋼筋間距做適當調(diào)整，以利于澆灌混凝土和進行振搗。加強混凝土的級配管理和坍落度控制，混凝土標號按設計要求，確保混凝土的可泵性。在整個施工過程中每隔2～4h進行一次檢查，發(fā)現(xiàn)坍落度有偏差時，及時與拌站聯(lián)系加以調(diào)整。底板應做好混凝土表面收尾工作，振搗后應用刮尺刮平，待初凝前再用木蟹等壓實、抹光，防止混凝土表面產(chǎn)生收縮裂縫。振搗時間宜控制在15～30s內(nèi)，振搗至砂漿上浮石下沉，且不再出現(xiàn)氣泡為止。在井壁凝土澆筑過程中，應注意控制各結(jié)構(gòu)段的下料高度，兩側(cè)的下料高差控制在50cm內(nèi)，防止因為混凝土高差過大而對模板和排架產(chǎn)生過大的偏心擠壓，造成跑?；蜃邩拥荣|(zhì)量問題。

3　沉井下沉施工

（1）首先鑿除素混凝土墊層，素混凝土墊層的鑿除流程如圖1。

圖1　

（2）注意在鑿除混凝土時應該對稱施工，在鑿除時原則上由周邊向井壁施工，鑿除時由專人負責，測量要求在此期間加強觀察，當沉井發(fā)生傾斜時，應及時調(diào)整鑿除位置，盡可能使沉井平穩(wěn)的切入土中。

（3）用高壓射水沖碎土層后，再用水力吸泥機將泥漿及土的水塊排到井外，使井下沉。井內(nèi)設兩臺高壓水槍，高壓水槍通過進水管路與水泵相接。兩工人持槍分別向兩對稱方向沖泥。沖泥從沉井中間開始，并逐漸向四周加深和加寬。加深加寬的過程應符合對稱原則，直至沉井周邊刃腳位置，形成鍋底狀。土經(jīng)水槍射水破壞后變成泥漿流向中部，設一臺水力泥漿泵（直徑150mm）吸到沉井以外地面上的泥漿池內(nèi)，經(jīng)沉淀后再排出。

（4）初沉時，井下沉系數(shù)大，重心高，穩(wěn)定性差，當井高差值> 25mm時就應該及時糾偏。糾偏的方法主要采用選擇挖土區(qū)域，一般由不均勻?qū)ΨQ地挖土；利用不同的挖土深度，對高處多挖土，對低處少挖土，調(diào)整井內(nèi)刃腳踏面的土反力分布狀況，使得沉井改變傾斜狀態(tài)，逐步過渡到豎直方向下沉。

（5）初下沉階段測量要求每間隔4h測一次，平面位移每24h測一次，當測量報表反映沉井偏差超限時，應及調(diào)整取土部位，一般取土底面高差不宜大于50cm。限制挖土鍋底深度不宜超過1m，以防止沉井突然發(fā)生突沉事故，確實做到勤沖、勤測、勤糾沖土均勻，控制好高差。

（6）初沉階段對沉井下沉的阻力極大多數(shù)來自井底刃腳踏面，并且伴隨著下沉進尺量的增加，井外側(cè)向摩擦力增加。上述的土反力亦會相應減小，其合理的分布將變?yōu)樘っ嫱练戳Σ蛔兓蛏僮?，底面的土反力則明顯減小。在施工中通常采用調(diào)整鍋底挖土的嘗試、形狀來改變上述土反力的分布狀況。初沉階段井高差測量每2h進行一次，并及時出單遞交給施工現(xiàn)場負責人。井平面位移2～3d測量一次，其余同上處理。在該階段未期至少每天要測報一次。

（7）沉井下沉時，由于沉井重心分布不均勻，所以在挖土施工中，先從中間向四周開挖，每層厚0.4～0.5m，沿刃腳周圍保留0.5～1.5m的土堤，然后再沿井壁每2～3m一段向刃腳方向逐層開挖，使得沉井在重力作用下均勻垂直擠土下沉。施工時應隨時觀測下沉情況，若發(fā)現(xiàn)傾斜，及時采取糾偏措施。施工中作好沉井下沉的記錄工作，畫出下沉的速度圖，為終沉施工提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。由于沉井自重大，土質(zhì)差，沉井下沉時須特別注意突沉和超沉。

（8）當沉井的進尺到最后2m時即進入終沉階段，終沉初定刃腳踏面比設計高程拋高200mm為警示標高。在終沉時，井點降水應滿負荷工作，確保土體的穩(wěn)定。挖土鍋底形狀由“凹”面逐步過渡到“凸”形反鍋底，并且適當放慢取土速度和數(shù)量。終沉階段是沉井的關(guān)鍵時刻，故一定要加強觀測，測量在最后階段應每隔不少于1h，提供一份測量報告，嚴格控制沉井的下沉速率。

（9）下沉過程中在每層土的平臺上修一300mm×300mm的橫向截水溝，在溝的兩端各設一800×800×600（高）的集水坑，隨時將坑內(nèi)的水排出坑外。

4　沉井封底

沉井下沉至設計標高，進行沉降觀測，在8h內(nèi)沉降量不大于10mm，且經(jīng)檢查驗收后方可進行封底工作。

封底前，將新老混凝土接觸面，尤其是槽口處沖刷干凈、打毛，并修整。鋪設C15片石混凝土封底，其上澆注600mm的素混凝土墊層。

5　結(jié)束語

沉井施工的核心是將沉井順利下沉到位，在這一過程中要充分的考慮影響沉井下沉的各種因素，一旦在這個過程中出現(xiàn)失誤，將會產(chǎn)生極大的浪費和嚴重的后果。

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2015-3-23