沉井在長沙市第一水廠提質改造工程

【摘要】本文在簡介沉井設計的相關概念的基礎上，結合長沙市第一水廠提質改造工程的特點，對污泥濃縮池進行全面闡述和設計分析，探討沉井設計在市政項目的應用，提出沉井施工時應注意的問題和技術要點。

【關鍵詞】沉井;市政工程;設計;施工

1、工程概況

長沙市第一水廠位于河東沿江大道與南湖路交界處，緊鄰湘江而建。長沙市一水廠是長沙市最早的水廠，早在1951年10月既建成投產，當時設計規模為1.5×104m3/d，后經多次改造擴建，特別是2001年的長沙供水有限公司第一制水分公司改造擴建工程的實施，使得一水廠成為了一座設計規模達20.0×104m3/d現代化水廠。一水廠以湘江水為水源，采用常規水處理工藝，總設計規模20.0×104m3/d，占地合29.71畝，主要供應城市中心商業區用水。

本工程結構設計合理使用年限為50年。建筑結構安全等級為二級?？拐鹪O防參數：本工程抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g，場地設計特征周期為0.35s，設計地震分組為第一組，抗震設防類別為乙類，抗震措施按7度設計。框架抗震等級為三級，剪力墻抗震等級為四級。構筑物場地類別為II類。

2、結構體系

由于濃縮池二泵房東臨湘江中路，南側避開二泵房出廠水管道，用地已經十分狹窄，無開挖施工的空間，故采用沉井設計。

濃縮池內凈空為17x17m，沉井高度11.01m。具體尺寸及地質情況詳圖1。

圖1 豎向剖面圖

3、地基基礎設計

本工程的地基基礎設計等級為丙級。根據地勘報告可知，以○4粉質黏土層作為持力層，其地基承載力特征值fak=220Pa。

4、沉井設計

由于污泥濃縮池尺寸較大，采用內框架的井壁結構，暗柱及內支撐只在下沉階段起作用，在使用階段內支撐拆除，暗柱不再起作用，如圖2所示。

圖2 標高32.90m平面布置圖

本工程使用階段抗浮設計水位為設計地面以下1.0m（39.7m），施工階段抗浮設計水位為設計地面以下4.0m（36.7m）。

沉井按排水自重下沉設計，井壁分三節澆筑混凝土，分二節下沉。沉井下沉到位后，先進行素混凝土封底，然后排干池體內的水，澆筑底板和池體內部渠道;再施工38.80米標高以上的池墻及頂板，最后拆除標高32.90米梁。

沉井井壁的內力及配筋計算：分施工階段及使用階段。施工階段：分沉井下沉階段（封底之前）和封底之后兩種。沉井下沉階段：按水平閉合框架計算，確定池墻的水平內力，配筋可按強度控制;沉井封底后、未澆筑底板之前：按兩邊固定、下端鉸接、上端自由計算，確定此時池墻的豎向及水平內力，配筋應按裂縫控制。使用階段：分正常運行和放空檢修兩種。沉井井壁的配筋應綜合施工階段及使用階段的最不利情況進行最后的配筋。

5、施工常見問題

沉井施工前必須進行施工組織設計（含下沉及下沉穩定系數的計算），及確定排水下沉的施工方案和技術保證措施。

沉井下沉前，刃腳須打毛;沉井施工中如遇到偏斜、突沉或沉不下去等情況時應做好各項處理措施，在施工過程中應根據實際情況采取相應措施進行處理。

沉井封底后，采用C20素混凝土封底，待達到設計強度后抽空水，再澆筑鋼筋混凝土底板，此時需考慮一定的施工排水措施，如在底板中預埋濾鼓及鋼制短管等，以確保底板強度達到設計要求前不受損傷，然后進行上部施工。

沉井施工時注意人員安全，要求有應急措施。

結論：

在市政工程中，沉井運用廣泛，其技術已經非常成熟，但在施工過程中出現問題的情況時有發生。在沉井設計施工中，應考慮各種不利的情況，嚴格按照國家規范設計，精心組織施工。隨著新的施工技術的出現，沉井的運用將更加廣泛。

參考文獻：

[1]中國工程建設協會標準.CECS137：2015

給水排水工程鋼筋混凝土沉井結構設計規程[S].北京：中國計劃出版社，2015.

[2]建筑抗震設計規范（2016年版）GB50011-2010 [S].北京：中國建筑工業出版社，2016.

作者簡介：

朱勇杰，男，工程師，碩士，主要從事結構設計工作。