基于水利工程沉井施工技術要點控制的研究

張君啟

（遂平縣汝河管理所，河南駐馬店 463100）

0.引言

沉井施工因其占地面積小、對周邊環境影響少、整體性好等特點，在工程建設中逐步被大量采用。俗話說“細節決定成敗”，施工中出現的問題往往就在于細節處沒處理好，漏點、錯點不斷積累放大，最終造成沉井超限甚至失敗。施工中需對關鍵點的著重控制，是成功的重要保障。

1.工程概述

本工程為全線采用地埋敷設管道方式的引水工程，其中A、B、C、D處為頂管穿越工程，由不同規格尺寸的鋼筋砼沉井8座，沉井完成后作為控制閥井使用。

2.降水井的布設

理想的降水效果是沉井成功的開端，降水效果關系到沉井下沉方案的選擇。根據地質情況及設計深度，通過分析地質、地下水及周邊情況后確定在穿D處頂管工作井、接收井周邊采用了群井降水法，共布置了12眼降水井，其他沉井周邊各均勻布置6眼降水井，降水24h不間斷直至底板砼澆筑完成。經過沉井期間不間斷降水，降水效果較好，沉井均采用了排水法施工。

3.沉降制作過程

3.1 沉井制作

（1）沉井施工工藝流程（以D處為例），如圖1所示。（2）沉井制作。A、B、C處沉井均采用了2次制作1次下沉。先制作刃腳，然后制作井壁，采用一次下沉到位。D處沉井壁較高（高近20m），沉井采用了4次制作1次下沉。第一次先制作刃腳，然后分三次制作井壁。井壁每次制作4.6m，刃腳和前兩節井壁完成后，采用一次下沉到位，最后進行接高第三節井壁。

圖1 沉井施工工藝流程圖

3.2 止水螺栓、止水鋼板安裝

因沉井后期作為控制閥井利用，要求不能出現滲水情況，井壁制作時如不注意施工縫及鋼模板對拉螺栓處易形成滲水通道。固定模板用的對拉螺栓為φ16mm圓鋼止水螺栓，間距為750mm×750mm，在割除外露螺栓時需凹入砼2cm～3cm，并用防水砂漿二次抹平，第二次表面抹平摻入膨脹水泥，確保對拉螺栓處不滲漏。為避免井壁二次砼接縫處滲水，在結合處沿井壁一周設置一道高40cm厚5mm的止水鋼板。止水鋼板放置在井壁中間，兩端彎折處應朝向迎水面；采用鋼筋焊接固定鋼板，兩塊鋼板的搭接長度不小于50mm，兩端均滿焊，焊縫高度不低于鋼板厚度。砼澆筑前在結合處對前期砼面進行鑿毛并沖洗干凈，澆筑時先在結合面鋪設一層厚5cm～10cm砂漿，砼通過溜筒緩緩入倉，砼振搗時避免觸碰止水鋼板并振搗密實，止水鋼板在新舊砼內各埋置一半。

3.3 穿墻洞口的封堵

穿墻洞口的封堵要保證在沉井下沉過程中，預留孔內不滲水或少量滲水。洞口如處理不好，井壁外側土壓力在下沉過程中隨著深度的增加逐漸增大，易把封堵洞口的砌磚擠壓變形乃至破壞，土體在洞口處形成塌方，造成向井內大量滲泥、滲水，對施工造成不利影響。為防止此情況的發生，在封堵洞口時采取的措施有：（1）砌磚厚度與井壁平齊；（2）在砌磚中間加設φ16@200×200mm單層鋼筋網片，鋼筋網片四周與穿墻鋼套管牢固焊接，起到加固墻體作用；（3）洞口外側用防水砂漿粉刷后再用SBS卷材進行防水處理，SBS超出洞口50cm以外。

4.沉井下沉控制

4.1 刃腳墊層的拆除

分節制作的鋼筋砼沉井，下沉前刃腳砼強度必須達到設計強度，其余各節不得低于設計強度的70%[1]。準備下沉前，拆除刃腳磚模、砼墊層。磚模和砼墊層的拆除要對稱拆除，防止因拆除不均勻造成受力不均，沉井發生傾斜[2]。因本工程沉井近似方形，定位支點設在每邊中點處，支點最后拆除。磚模和砼墊層一定要拆除干凈，拆除物及時清理出井外。

4.2 下沉過程控制

（1）下沉速度的控制。沉井下沉過程中，下沉速度的控制尤為重要。初沉段和終沉段宜慢，中間段宜快；正常下沉時速度需均勻為宜，不能時快時慢。井內取土過程中，先中間后四周，逐層對稱進行，隨時掌握土層情況，勤觀測做好下沉觀測記錄。沉井挖土連續作業，中途不停頓，確保沉井連續、安全地下沉，為避免發生突沉、超沉，當沉井離標高100mm～200mm時，暫停取土24h，讓沉井下降慣性逐漸趨于穩定，測量四角高差及軸線位置，緩速按設計進行適當微量調整沉井姿態，以達到設計和規范要求。（2）下沉姿態的控制。在沉井施工中有“十井九偏”的說法，可見沉井姿態控制的難度與重要性。1）偏沉的原因。沉井開始下沉階段，井體入土不深，下沉阻力較小，且由于沉井上部分還在地面上，側向土體的約束作用很小，沉井容易產生偏移和傾斜[3]。沉井過程中產生姿態偏斜主要是取土時刃腳底局部超挖、未對稱取土等原因造成的。2）下沉姿態防偏及糾偏措施。①沉井下沉時應隨時注意觀測，盡量保持沉井豎直下沉。②特別要控制好初沉，初沉段是沉井易發生偏差的時候，同時也較易糾正，盡量在初沉時不深的情況下糾偏。在刃腳較高部位先取土，待井體恢復垂直后再下沉。③下沉過程中，應做到均勻，對稱出土，嚴格控制泥面高差，當出現姿態偏斜超限時應及時糾正，糾偏時不可大起大落，避免沉井偏離軸線，同時應注意糾偏幅度不宜過大，頻率不宜過高。④沉井在終沉階段應以糾偏為主，應在沉井下沉至距設計標高1m以上時基本糾正好，糾正后應謹慎下沉，在沉井刃腳接近設計標高30cm以內時，必須不再有超出容許范圍的位置及方向偏差，否則難于糾正。

4.3 助沉措施

當下沉困難或姿態偏斜時，可在摩擦阻力大的側面沿外井壁注適量水使土軟化，減少該側面的摩阻力，達到助沉及糾偏的效果。注水量根據實際效果確定，應是緩慢細流，避免采用大水漫灌的方式。

5.沉井封底及防滲措施

5.1 封底方法

沉井下沉深度至距設計標高預留量50mm～100mm時，經2d～3d下沉穩定觀測，累計下沉量不超過30mm，即可進行封底，砼應一次性連續澆筑。

5.2 底板防滲措施

（1）封底砼與刃腳結合處滲漏。原因是刃腳及井壁結合處未進行鑿毛或鑿毛不徹底、覆著泥漿等雜物未清理干凈，造成新老砼結合不牢形成滲漏。措施是結合處在下沉前就徹底鑿毛、下沉后清洗干凈。（2）封底砼內形成滲漏通道。澆筑封底砼時振搗密實；砼強度在未達到設計值的70%時，還要加大降水力度，防止地下水位回升產生的揚壓力在底板內形成滲漏通道。

6.結語

因不同的地質條件、沉井結構，施工采用與之相應下沉施工方案。本文根據工程實例，在施工過程中找出需注意的幾個關鍵點：（1）施工前應詳實地調查當地的水文地質情況，確定降水方案，良好的降水效果為沉井成功的開好端，謀好局。（2）沉井制作過程的沉井施工工藝流程的選擇，井壁防滲措施的落實為沉井的成功打下一個良好的基礎。（3）沉井下沉過程中，刃腳墊層拆除干凈，下沉過程中的速度、姿態控制及助沉措施等，就抓住了沉井成功的主要關鍵點。（4）沉井封底控制好是沉井成功的關鍵一步。