雨水泵站沉井施工

王增先

1 工程概況

該雨水泵站構筑物包括:閘門井、格柵井、泵房集水池、閥室。

泵站設計成全地下式形式。埋深14m，采用沉井施工。上部留有0.6m厚覆土，可種植花草。

場地土在勘探深度范圍內主要由第四系全新早期至晚期更新統沉積的粉質黏土、粉土及砂土等構成。

2 施工順序

施工順序為:施工準備→基坑開挖→打深井降水→刃腳下鋪砂墊層→砌刃腳下磚槽→鋼筋加工→綁扎刃腳鋼筋→支刃腳外模→澆筑刃腳混凝土→養護→支井壁模板→綁扎鋼筋→支井壁外的模板→澆筑井壁混凝土→拆除井壁和刃腳的模板→挖土、下沉→封底素混凝土→DN 1 000進水管頂進→底板鋼筋綁扎→底板混凝土澆筑→養護→對沉井內及上部結構施工→管廊結構施工→設備安裝→聯動試車。

1)沉井施工分制作、下沉、封底三部分。先開挖基坑到地表以下 4m處。開挖后組織設計、監理、施工單位驗槽。在此標高位置制作沉井，沉井可分為三節制作兩次下沉。第一節為刃腳的制作，澆筑高度 2 050mm。第二節做至中層板面下，澆筑高度 6 450mm。第三節至井壁的頂面，澆筑高度5 440mm。第二節做完后開始挖土下沉，如能順利就位，則先封底，做進水管、進水井、格柵井、中層板、集水槽等井內結構，再做第三節。如不能順利就位則接高做第三節，一并下沉就位。2)沉井下沉采用人工挖土裝入鋼制泥斗內，用20 t吊車吊運出土，自卸汽車倒運土方。3)下沉至設計標高后進行封底素混凝土及底板鋼筋混凝土的施工。

3 沉井起沉面的確定

地下水位在地表以下5m的位置，地下4m深度范圍內土質堅硬，適于基坑的開挖;以此深度處的坑底作為起沉面，減少了沉井制作高度及挖土下沉工作量。

4 預留孔洞

沉井井壁預留頂出洞口。直徑小于 300mm的預留孔洞在制作沉井時割斷預留孔洞處的鋼筋，澆筑混凝土時預留孔洞，下沉時砌磚抹面封堵孔洞，下沉就位后，拆除抹面砂漿及磚砌體。

進水管入口沉井制作時鋼筋不斷開，并在孔洞周圍增加了加固鋼筋，在預留孔洞處的混凝土做成空心墻，墻內填充聚乙烯泡沫塑料板，待管道施工時再打開壁薄墻，割斷孔洞鋼筋，取出泡沫塑料，在井壁上形成孔洞。

以上做法既保證了沉井在下沉時的結構安全，同時也易于打開孔洞。

5 沉井制作

1)基坑。沉井在已開挖的基坑內制作，坑底標高在地面以下4.0m，坑底尺寸應每邊寬出沉井外邊 2m，以利于沉井的鋼筋綁扎模板安裝等工作，基坑邊坡按 1∶3放坡開挖。

2)刃腳模板。在基坑底起沉面內挖土槽，在土槽兩側用水泥砂漿砌磚墻，墻厚240mm，作為刃腳部分的模板，磚墻與混凝土的接觸面抹水泥砂漿，貼木膠合板，保證在拆除刃腳磚模后刃腳表面的混凝土光滑平整。

3)井壁模板。第二、三節井壁模板采用 1.5 cm厚木膠合板作為面板，面板背面釘6 cm×10 cm的方木，間距20 cm一根作加強肋，每張膠合板的四個邊均用鐵釘與方木肋加固。圍檁龍骨采用雙根 φ48×3.5鋼管，水平向一層間距60 cm，豎向一層間距60 cm。為防止澆筑混凝土時發生脹模或爆模情況，井壁內外模板采用 φ18對拉螺栓緊固，對拉螺栓縱橫向間距均為600mm，對拉螺栓中間加焊止水環。模板表面要平整無凹凸，邊口整齊，拼縫嚴密，安裝模板按自下而上的順序進行，模板安裝應做到位置準確，表面平整，支模要橫平豎直不歪斜，幾何尺寸要符合要求，模板安裝前必須涂刷脫模劑，使沉井混凝土表面光滑，減小阻力便于下沉。

4)井壁鋼筋。井壁鋼筋應逐點綁扎，雙排鋼筋之間應綁扎拉筋或支撐筋，其縱橫間距不大于 600mm。根據施工圖設計要求，鋼筋工長預先編制鋼筋放樣單。所有鋼筋均須按放樣單進行下料加工成型。鋼筋綁扎必須嚴格按圖施工，鋼筋的規格、尺寸、數量及間距必須核對準確。井壁內的豎向鋼筋應上下垂直，綁扎牢固，Φ25鋼筋采用擠壓套筒連接，其位置應按軸線尺寸校核。閥門井、格柵井、中層板、出水槽等鋼筋應提前預埋在井壁的相應部位。預埋筋伸出混凝土墻外長度1m，接長方式采用雙面焊接，焊接長度5d。

5)水平施工縫。沉井上下節混凝土施工縫應按設計要求留置凸口，并設置3mm厚400mm寬的鍍鋅止水鋼板，止水鋼板接頭應焊接嚴密，保證鋼板連續。在澆筑新混凝土前必須將松散部分鑿除，并用水沖洗干凈，充分濕潤，凹凸接口內不得積水，然后用同標號水泥砂漿接漿，厚度約 20mm～30mm。再澆筑混凝土，要求仔細振搗，確保新老混凝土連接良好。施工縫上、下混凝土澆筑時間應盡量縮短，預防水化熱溫度裂縫產生。

6 沉井制作的混凝土施工工藝

1)混凝土材料要求。

混凝土強度等級:封底素混凝土為C30，鋼筋混凝土為C30。底板、側墻混凝土的抗滲等級為S6。水泥宜選用普通硅酸鹽水泥，且標號不低于 32.5，水灰比不大于 0.5。混凝土內要求加入適量的抗裂防水劑(WG-HEA)及高效抗腐蝕氣密劑(外墻、底板、封底混凝土)。混凝土堿含量應符合CECS 53混凝土堿含量限值標準的規定。

2)混凝土施工。

混凝土澆筑采用汽車泵直接布料入模的方法。每節沉井澆筑混凝土必須連續進行，一次完成。混凝土澆筑應分層進行，每層澆筑厚度控制在 300mm～500mm左右。混凝土搗固應采用插入式振動器，操作要做到“快插慢拔”。混凝土必須分層振搗密實，在振搗上一層混凝土時，振動器應插入下層混凝土中 5 cm左右，以消除兩層之間的接縫。振動器插點要均勻排列，防止漏振。一般每點振搗時間為 15 s～30 s。上、下節水平施工縫應留成凸形。支設下節沉井的模板前，應安排人員鑿除或清理施工縫處的水泥薄膜和松動的石子，并沖洗干凈。混凝土澆筑完畢后 12 h內應采取養護措施，可對混凝土表面覆蓋和澆水養護，井壁側模拆除后應懸掛草簾并澆水養護。

7 沉井下沉

1)沉井制作完成后，其混凝土強度必須達到設計強度等級的100%后方可進行下沉的工作。

2)根據本工程的沉井施工特點，在沉井上口邊配備一臺 20 t的汽車式起重機，負責將井內土方吊運至地面裝車外運。井內的土方人工開挖，以此嚴格控制每層土的開挖厚度，防止超挖。

3)井內挖土要點:先從沉井中間開始逐漸挖向四周，每層挖土厚度為0.4m～0.5m，沿刃腳周圍保留0.5m～1.5m的土堤，然后再沿沉井井壁向刃腳方向逐層全面、對稱、均勻地削薄土層，每次削5 cm～10 cm，當土層經不住刃腳的擠壓而破裂時，沉井便在自重的作用下擠土下沉。

4)沉井下沉過程中，應安排專人進行測量觀察。沉降觀測每8h至少 2次。

5)沉井時，如發現有異常情況，應及時分析研究，采取有效的對策措施使沉井連續下沉，避免停歇時間過長。

6)沉井開始下沉至 5m以內的深度時，要特別注意保持沉井的水平與垂直度，否則在繼續下沉時容易發生傾斜、偏移等問題，而且糾偏也較為困難。

7)沉井下沉近設計標高時，井內土體的每層開挖深度應小于30 cm或更薄些，以避免沉井發生傾斜。沉井下沉至離設計底標高 5 cm左右時應停止挖土，讓沉井依靠自重下沉到位。

8)沉井垂直度的控制:在井內按 4等分作出垂直軸線的標記，各吊線墜逐個對準其下部的標板以控制垂直度，并定期進行垂直偏差觀測。挖土時，應隨時觀測沉井的垂直度，當線墜離標板墨線達 50mm時，或四周標高不一致時，應及時采取糾偏措施。

9)沉井下沉控制:在井筒外壁周圍測點彈出水平線，用水準儀及時觀測沉降值。

8 沉井封底

當沉井下沉至距設計底標高 5 cm時，應停止井內挖土和排水，使其靠自重下沉至或接近設計底標高。因有地下水，封底下面增加30 cm片石，再鋪素混凝土，應振搗密實，以保證沉井的最后穩定。

9 沉井下沉質量控制

本工程中沉井是整個工程的基礎，故下沉控制非常重要，一旦發生傾斜就會給后續工序帶來困難，故需精心施工，均勻下沉。

[1] 馮統宏.淺析循環水泵房沉井下沉施工工藝[J].山西建筑，2009，35(1):170-171.