“中心島下沉”沉井技術在工程實例中的施工應用

徐士征 （安徽省路港工程有限責任公司，安徽 合肥 230011）

1 工程概況

某上跨高速公路橋項目位于明光市東部，道路全長約1.22km。其中實施橋梁全長715.9m，設計橋梁跨徑：2（3m×30m）現澆箱梁＋2×135m獨塔斜拉橋+2×30m現澆箱梁 +（33m+46m+33m）現澆箱梁＋3×30m現澆箱梁，橋梁主橋全寬36m，引橋全寬24.5m，項目分別上跨創業大道、寧洛高速、平安路。

其中頂管及地埋管工程主要分布三個部分，分別在嘉山大道與創業大道交口頂管段、下穿高速公路頂管段、下穿安平路頂管段，井體均為鋼筋混凝土結構，內徑5.5m，井壁厚550mm，抗滲等級P6，地質從上至下分別是素填土、礫質黏土，地下水位距地面約1m左右，其中9#沉井臨近寧洛高速坡腳1.5m，施工深度6m。高速車流量大，重載車輛多，考慮9#接受井地質環境與區域位置限制等因素，避免地下水變化帶來對高速及管線影響，將地表沉降及位移減小到最低，采用“中心島下沉”方法施工。

2 技術原理及特點

“中心島下沉”沉井技術是在不排水下沉工藝基礎上進行了優化改進。其施工時亦不排水，先采用小型鉆吸機沿著沉井內側壁，開挖出小型溝槽，開挖時同時向槽內注入泥漿，使沉井內外壁均處于泥漿護壁槽內，并使槽內泥漿保持在一定的高度（高于地下水位），以保證槽內土體的穩定，隨著溝槽的開挖加深，根據沉井底部受力緩緩下沉，下沉前對沉井設計標高用紅漆劃線，當下沉到設計位置后，置換固化掉沉井外側的泥漿，并將刀腳斜面和踏面下的土加固，使沉井符合穩定標準，然后利用長臂挖掘機開挖沉井內土方，開挖結束后澆筑沉井底板混凝土進行封底，最后澆筑后續的沉井內側結構。

工程概況圖

“中心島下沉”沉井技術，可以有效保證沉井四周區域的地面沉降，控制在10cm之內，可有效保護市政工程中附近管線、建筑物的安全。

3 施工工藝流程

施工準備→沉井基礎開挖→基坑鋪筑→第一節沉井制作→下沉→接高→下沉→開挖中心島→清理基底→水下混凝土封底→澆筑底板

4 工藝控制要點

①施工準備。本文背景上跨高速公路橋工程實例采用發動機發電，施工前做好供電、供水、臨時道路、材料供應、技術論證等準備工作，并采用物探儀對現場地下管線進行探測，提前對影響施工的桿線管道進行遷移，采用GPS對沉井與高速坡腳距離進行測量放樣。

②沉井基礎開挖。開挖前對沉井施工區域進行整平，對沉井中心及沉井外壁四個角點坐標進行復核驗算，經項目技術負責人確認后現場放樣，基坑底面尺寸沿結構外壁放寬50cm，并撒上石灰線，基坑開挖深度1m，以石灰線尺寸按1:1放坡至原地面標高，以作為立模板、綁扎鋼筋、搭設平臺等作用。基坑開挖以機械開挖為主，人工開挖為輔，保證基底平整，挖棄土方按要求運輸至棄土場。

③基坑鋪筑。基坑底經人工平整后，鋪設20cm厚級配碎石墊層，級配碎石墊層比刃腳寬度放寬50cm鋪設，共計寬度1.25m，并采用小型夯實機夯實整平；然后再鋪筑10cm粗砂墊層，并用平板和小型夯實機平整、壓實。最后沿刃腳四周澆筑厚80cm、寬20cm素混凝土墊層帶。

④沉井制作。沉井采取分節現場澆筑，分節原則：第一節為刃角部分（洞口以下30cm），第二節為高度3m（即洞口上下各30cm），第三節以上分節長度直至井頂。根據要求計算并確定第一節沉井的高度，在素砼墊層帶上再鋪設一層隔離層，然后搭立內模板和滿堂內腳手架、綁扎鋼筋、立外模板和外腳手架、澆筑混凝土。當井體混凝土達到設計要求強度時，依次同步抽除承墊木，并立即用砂將刃腳下部填實，最后將用于定位的墊木抽除。

⑤沉井過程下沉。沉井的下沉根據本工程實例地下水位在1m左右的實際情況，采用中心島下沉方法。下沉時采用小型鉆吸機沿著沉井內側壁開挖出小型溝槽，溝槽的寬度應根據土體的穩定、地下水位高度、沉井結構設計等綜合因素進行施工。開挖時同時向槽內同步注入一定比例的泥漿，使沉井內外壁均處于泥漿護壁槽內，并使槽內泥漿保持在一定的高度（高于地下水位），以保證槽內土體的穩定。內槽開挖應對稱挖土，使沉井均勻垂直下沉，施工中可以配以高壓射水松土或進行適當排水下沉。隨著溝槽的開挖加深，沉井在泥漿潤滑作用下，依靠自重逐漸下沉，沉井下沉到設計標高后，將井壁外側的泥漿置換固化，并將刀腳斜面和踏面下的土加固，也可溝槽初步封底加固，使沉井達到穩定要求。

⑥沉井接高。制作第二節沉井進行接高。主要是在第一節沉井完成設計標高的下沉基礎上，停止開挖土方，然后用砂回填至沉井井壁外側50cm，開始制作第二節沉井。

⑦中心島開挖。沉井穩定后，采用伸縮臂挖掘機或抓斗機挖掘，開挖出的棄土用自卸車棄運至指定棄土場，土方開挖過程中應對井內水位和高速路基進行觀測，及時對井內進行補水，以防沉井周圍的地面沉降。

⑧沉井封底。封底前對沉井基礎底進行檢查，基礎底應無浮泥，整平，應對井壁的隔墻、刃腳與沉井封底混凝土的接觸面處的污泥、松散混凝土清理干凈。按要求對沉井及四周進行沉降監控，滿足要求后進行封底。混凝土澆筑應對稱兩個點，一次澆筑完成。

5 質量安全保障措施

①嚴格把關好原材料及加工、澆筑關，對水泥、黃砂、碎石、鋼筋等原材料必須經各性能測試合格后方能使用，材料堆放必須整齊，并有遮蓋措施；

②沉井在制作前應對模板清洗干凈，拼裝過程整齊平順，接縫密實，澆筑完成保證沉井尺寸準確、對角線距離相等之內；

③充分利用測量機具保證沉井在澆筑、下沉等各階段時期，加強平面位置、垂直度和標高（沉降值）的觀測，保證外形尺寸、中心位移、高程處于規范允許偏差范圍；

④沉井施工前，兩側應用彩鋼板設置防護欄、安全標志、警示牌、警示燈等安全措施；

⑤機械開挖作業時，作業范圍內不得進行其他作業，開挖時應注意高速路基的變化，出現裂縫或部分坍塌現象時，要立即停止作業，必要時回填開挖井。

⑥沉井水下混凝土封底時，工作平臺應搭設牢固，導管及平臺周圍應有欄桿。平臺的荷載除考慮人員、機具重量外，還應考慮漏斗和導管堵塞后，裝滿混凝土時的懸吊重量。

6 結束語

在市政工程沉井施工時，工藝的選擇一定要與場地的水文地質和工程地質條件相結合，與周圍環境相匹配，本工地案例通過“中心島法”下沉技術的應用，圓滿完成了沉井施工任務，并有效控制了沉井四周道路的沉降與位移，保障了道路交通的正常運行與周圍建筑物的安全，為后續類似施工提供參考。