排水泵站沉井工程中不排水下沉施工技術的應用分析

陳世輝

陽江市機電排灌管理總站 廣東 陽江 529600

前言

沉井工程如采用傳統技術進行施工存在較高局限性，施工不當很容易引發道路和建筑物不均勻下沉等問題，為規避相關問題并保證施工質量，正是本文圍繞不排水下沉施工技術應用開展具體研究的原因所在。

1 工程概況

陽江市四圍澇區整治工程（簡稱四圍工程）主要內容包括重建廟仔自排涵閘和新建城南電排站，泵站工程按照1d排干10年一遇24h暴雨產生的徑流量為設計排澇標準，總投資10198萬元。

2 沉井下沉系數和穩定性驗算

2.1 施工方案

四圍工程存在14.8m的沉井高度，選擇分節制作下沉施工方法，以此保證施工質量，第一節沉井、第二沉井分別存在8.5m、6.3m的設計高度。在具體的施工過程中，下沉井施工需要以達到90%以上的第一節沉井混凝土強度為開始的依據，全方位校驗需要在下沉到設計位置后進行，以此保證問題的及時發現和處理。第二節下沉井操作必須在確認無誤后開展，該操作需要先后穿過堆積層、淤泥層，最后在粉砂巖上坐落，由于四圍工程存在較高的地下水位，因此施工前開展了針對性的沉井下沉系數和穩定性驗算，驗算證明施工要求能夠通過不排水下沉施工技術滿足，同時這種施工在施工效率方面優勢明顯。

2.2 驗算分析

基于四圍工程實際進行分析可以發現，實際地面標高、刃腳底標高分別為53.22m、35.2m，為降低下沉速度、提高施工效率，以此實現工期的縮短，基于現場實際情況和地勘報告內容，工程設置了50.00m的墊層標高，放坡開挖、沉井下沉分別設置為3.32m、14.8m。為保證挖土作業空間的最大化，采用矩形筒體結構的沉井，下沉到設計標高的沉井需要將隔墻設置于井底[1]。

在下沉系數驗算過程中，對于涉及不同土層的下沉范圍來說，需基于各土層摩擦力系數加權平均計算平均摩擦力系數，由于沉井不能穩定在淤泥層，沉井第二節下沉必須更為嚴格的控制速率，并將下沉速率測量頻率適當增加，同時放緩取土速度，科學控制沉井的傾斜及偏移。下沉到粉砂巖前，繼續取土前需進行刃腳處換填處理，具體采用卵石，對于下沉到設計標高穩定后的沉井，混凝土封底澆筑需要盡快開展；進一步開展放坡穩定性驗算可以發現，地面超載屬于均布荷載，放坡系數科學控制為0.6，具體取15kPa，同時取0.4m的土條寬度。通過計算可以確定，存在1.540的最危險滑裂面穩定安全系數，該數值明顯大于1.2，因此可證明其穩定性能夠滿足要求；最后開展下沉穩定性驗算，由此可證明下沉穩定系數、累計下沉深度、各工況井底標高均能夠滿足規范要求，不排水下沉施工技術在四圍工程中因此獲得了充足依據。在施工建設中，如存在0.80以內的穩定系數和1.30以上的下沉系數，施工允許采用不排水下沉施工技術，而通過具體的驗算能夠確定，開挖到刃腳位置時的井內土體存在數值為0的內部和外部井墻底反力，同時存在1.32的下沉系數，該值大于1.30，這說明有效下沉需求能夠通過不排水下沉施工技術的應用滿足，同時施工能夠有效克服地下水的浮力和摩擦阻力[2]。

3 不排水下沉施工技術應用要點

（1）合理鋪設砂墊層。在四圍工程的施工實踐過程中，為規避地基承載力相關問題的出現，施工單位在刃刀下針對性開展了砂墊層施工，鋪設厚度、寬度分別為1.5～2.0m、2.5～3.0m，由于存在較深的基坑，為保證填砂穩定性和施工質量，具體選用分層填砂施工方式，以30cm為最大的每層回填厚度，完成一次鋪設后的壓實操作需立即開展，具體使用平板式振搗器進行處理，同時開展嚴格的取樣試驗，只有存在滿足實際要求的各項操作，下一道工序施工方可開展。

（2）墊木鋪設施工。完成上述施工后，即可進一步開展枕木鋪墊，具體施工選擇的材料規格為2000mm×220mm×60mm，枕木間距離控制為300mm，端部與枕木距離需控制在3m以上，同時保證墊木間砂能夠得到有效處理，需盡量搗實，砂層厚度也需要在這一過程中嚴格控制，最小為30mm。

（3）第一節沉井預制。四圍工程選擇厚18mm鋼板制成的刃腳進行施工，不排水下沉施工需對模板支撐牢固性進行全方位檢測，同時保證存在密實性達標的各個嵌縫。為混凝土澆筑施工質量，具體施工需遵循對稱、均勻、分層原則，坍落度的控制也需要得到重視，具體控制在20mm內，具體的混凝土澆筑施工需保證最大存在300mm的每層澆筑厚度。沉井制作施工具體按照兩部分針對性開展，第一部分制作需保證關注施工縫的設置，同時還需要關注止水帶設置科學性，澆筑前的表面鑿毛處理也不容忽視，松動的石子也需要及時處理，之后方可進行混凝土澆筑。

（4）下沉前的準備工作。沉井下沉操作開始前，相應的準備工作必須嚴格開展，具體需要基于井外壁進行準備，針對性畫出軸線控制點，同時還需要將觀測標尺畫出，四周需要科學設置觀測點用于沉降觀測，具體數量為4～8個，垂直中心線采用懸掛鉛錘方法進行針對性校驗，具體在格孔四周科學設置，相應觀測工作還需要結合臨時水準點進行，以此保證偏差出現后處理的及時性，下一步施工需要在確認無誤后進行[3]。

（5）第一節沉井下沉施工。第一節沉井下沉施工需首先進行墊木的拆除，基于達到75%設計強度的沉井混凝土，即可將沉井側模板拆除，井外壁填粗砂處理需同時立即開展，下沉摩擦力提升能夠順利實現，這能夠為后續施工的順利開展奠定基礎。拆除墊木的過程中，應遵循先短后長原則，徹底抽出墊木并確認后，中砂回填施工需要嚴格開展，施工過程中需要做到分層灑水夯實。施工中的四圍工程存在以淤泥質黏土為主的土層，同時存在較高的地下水位，為保證施工效率，施工針對性選用了不排水下沉施工技術，該技術的應用在施工質量控制中發揮了預期作用。具體的技術應用需基于高壓水槍開展沖泥操作，以此保證連續施工在沉井中央位置開展，分層均勻施工的過程需保證存在最大0.5m的兩個相鄰格井高層，以此保證沉井平穩、均勻下沉的時刻保持。泥漿泵按照每個格井一臺配置，兩支高壓水槍裝配于每臺泥漿泵上，泥土能夠由高壓水槍逐層沖刷為泥漿，集泥坑也能夠隨之形成，輔以泥漿泵連續抽吸和相應水泥管路，即可向泥漿沉淀池排放泥漿。施工過程還需要規避突沉現象，因此需要回填粗砂于外壁，厚度為3.5～4.0m，下沉時摩擦阻力能夠有效提升，井中水位控制也可同時實現，具體需要控制在1.5m以上。沉井外刃腳需要針對性預留土堤，規格為1.5m～1.8m，外刃腳所在的位置可由此在沉井時刻做擠土下沉，周圍土質受到的不排水下沉施工影響能夠最大程度降低，沉井所承受的自重和外力平衡也能夠始終保持，這屬于不排水下沉施工技術應用的關鍵，必須嚴格控制。在實際的下沉過程中，為更好控制沉井施工質量，需要對沉井的各項參數進行校驗，具體涉及下沉情況、位移及傾斜等，同時需要保證校驗頻率的科學性，保證誤差能夠及時被發現，針對性的糾偏處理措施選用也需要得到施工單位重視，這直接關系著沉降施工能否滿足相關要求及設計標準。施工的總體水位和高壓水槍用水的保證屬于沉井不排水下沉施工技術應用重點，在向沉淀池中輸送的泥漿沉淀后，需要將留下的水重新向井內抽送，保證存在能夠滿足實際需要的井中施工水位。

（6）第二節沉井下沉施工。在制作第二節沉井的過程中，制作過程中需要科學控制地基，保證其穩定性，灌水施工環節需要于井壁和刃腳進行粗砂回填，具體采用與第一節沉井相同的制作方法。在下沉施工過程中，四圍工程沉井下沉的第二節施工會遇到粉質土層、粉砂巖等土層，為保證施工的順利推進，還需要將高壓水槍的壓力適當增加，分階段、分層次的沖削土層施工需對厚度進行嚴格控制，具體控制在120～160mm區間，如這一過程中出現擠壓破裂事故，必須立即進行破土下沉處理，以此保證施工的順利推進及整體質量。

4 結束語

綜上所述，不排水下沉施工技術能夠較好用于排水泵站沉井工程。為更好開展排水泵站沉井工程施工，不排水下沉施工技術的應用還需要關注施工前的分析和計算、施工工藝的選用、依托PDCA循環法的施工質量控制探索。