堤防工程中的堤腳沉井施工技術探討

鐘 源

廣州市水電建設工程有限公司，廣東 廣州 510000

1 工程概況

此次堤防工程沉井施工項目是按照百年一遇洪水標準設計的，其工程等級為一級。針對該工程堤腳和堤身受潮水沖刷和侵蝕的現狀，提出的施工改善方案是在堤腳位置設置混凝土沉井，以消除安全危害。該工程為構建防沖沉井結構，在堤腳共設置1400余只沉井，對其采用鋼筋混凝土結構，底部采用混凝土預制塊進行封底，沉井內部進行塊石混合料回填，外側采用拋填塊石，上部應用鋼筋混凝土以起到護坦作用。

2 堤防工程堤腳沉井施工流程及技術要點

2.1 施工準備

對于堤防工程中的堤腳沉井施工，首先應做好施工準備，在下沉之前，施工人員要先開展測量放樣定位，并準備好施工所用的各項材料和機械設備，并要明確沉井構造，如圖1所示。在具體的測量放線實踐工作中，利用經緯儀準確放出沉井外緣線，并每隔20m插1根花桿用于定位，同時引設臨時高程點。按照測放完成的外緣線加密點，架設經緯儀，有利于對沉井軸線的方向進行合理控制，并對軸線樣核糾正，使用水準儀控制高程。當測量出沉井的各項高程之后，結合業主及監理工程師復核建議，實施引測點放樣，調整各點。

圖1 沉井構造

2.2 沖沉施工

在堤防工程中開展沉井定位工作時，需要注重井與井之間的縫隙處理，嚴格依據設計要求設置沉放軸線，使其能夠滿足設計規范和標準。一般情況下，施工人員可采用放沉井群的方式，即一次開挖到位，保證2～3只沉井施工順利完成。施工時，第一只沉井就位后應預留出一定的自沉高度，以便于沉放第二只井，然后利用挖掘機平推沉井的下部，保證間隙控制在3cm。在進行沉井沖沉時，需要配置至少2支高壓水槍，用于減緩沉井的下放速度，防止出現超沉的情況。若發生下沉不足時，則可借助高壓水槍緩慢調節，或在沉井頂蓋上覆蓋一層木板，再進行輕壓下沉。若仍未沉放就位，則要將沉井吊起并重新開挖基坑，經長臂反鏟后進行開挖沉放[1]。

2.3 沉井安放

沉井的安放是整個施工過程中的關鍵環節，為充分確保安放位置的準確性，應制定相應的誤差控制標準，如表1所示。在沉井沉放到位后，還應控制沉井之間的距離，以免在沖沉時造成相鄰井出現位置偏差。在具體工程實踐中，可將已經就位的沉井使用三腳扒桿懸吊葫蘆來控制高程，并在兩側采用錨鉤定位[2]。另外，還需及時開展井內的塊石混合料填筑作業、井外土工布鋪設和混合料回填等，具體作業時，施工人員可應用水力沖沉法實施土工布鋪設作業，在土工布的兩側合理綁扎鋼管，為保障沉井安放有序進行，可適當在底端增加一定的配重，以更好地輔助下沉。

表1 沉井安放允許偏差 單位：cm

2.4 沉井下沉

沉井下沉時需采取有效的處理措施，以提高沉井施工的準確性。在工程實踐中比較常見的現象是沉井傾斜，其引發原因一是殘余塊石較多，兩邊下沉阻力呈現不均勻的現狀，二是井底粉沙土受到不均勻擾動[3]。針對這一狀況，施工人員首先應注重加強傾斜或者位移相反方向的井壁下方粉沙土擾動，具體操作是增加高壓水槍的下插深度，并結合實際情況適當傾斜、移動等，如必要時應暫時停止對另一側的擾動。當其存在塊石時，施工人員要抽干井底泥沙，并依靠人工將塊石進行搬移，其下沉施工示意如圖2所示，先對井壁進行澆筑，再實施開挖下沉。接高井壁后繼續按照設計要求挖土下沉，到達預定標高后，可澆筑封底混凝土。

圖2 沉井下沉施工示意圖

2.5 沉井內側土工布沖沉埋設

在堤防工程中開展堤腳沉井施工，需注重把握土工布沖沉埋沒技術要點。在沉井沉放作業完成后，基坑回填之前，可開展沉井內側土工布施工。相關操作人員在沉放時需應用水力沖沉法，按照設計要求裁開土工布，并預留直徑為8mm、長度為60cm的鋼筋作為備用。在實施沉放作業時，可使用高壓水槍沖攏粉沙土，將其沉下到設計標高位置。完成沉放后，可將上端的二角固定在沉井吊環上。在后續施工工序中，還需注重保護已經完成施工的土工布，特別是在回填作業中，必須保證土工布在沉井的間隙中具有良好的平整度。

2.6 沉井基坑回填作業

基坑回填是堤腳沉井施工技術的重點內容，在沉井沉放10m時，可跟進回填作業。如果此時基坑內部的滲水量較小，可在5m左右進行回填，無須設置集水坑等設施。在回填的操作中，在沉井的外側采用塊石回填，內側需先鋪設無紡土工布，再回填塊石混合料。對于基坑兩側需要同時進行回填，均勻填筑，盡可能避免沉井傾斜問題。在回填沉井內測的過程中，要先鋪設一層土工布，再填入塊石混合料，保證使用規格為400g/m2的無紡土工布。對于回填的塊石，應選擇質地良好、級配均勻的石料，其粒徑應不超過20cm、含泥量小于5%。當填筑材料進場后，可直接停在沉井外側，結合挖土機抓料及人工搬運等方式開展回填，保證填石密度符合相關標準。

2.7 沉井清淤及封底

施工人員需要在整個工程中重點關注沉井清淤和封底作業，在沉井兩側的回填結束后，利用高壓水槍進行沖瘀，同時利用標桿測量以更好地控制沖瘀深度，再使用泥漿泵將井內的泥漿水有效抽出。在開展施工作業前，操作人員應通過標尺及水準儀等，對沉井的實際標高進行測定，確定清淤深度。在施工過程中，一般是借助高壓水槍進行邊沖瘀、邊測量，以合理控制沖瘀深度，在達到設計要求后立即轉向相鄰沉井，并進行混凝土預制塊安放作業。

3 堤防工程中堤腳施工控制措施

（1）開展沉井施工作業前，應對業主所提供的沉井質量進行檢查，重點針對嚴重麻面、蜂窩及裂縫等進行控制，如存在缺陷，則要進行報廢處理。如果沉井表面僅存在輕微的麻面和蜂窩，可進行補強修整，檢測其質量符合施工要求后，才可投入使用。（2）實施沉井沖沉施工前，需開展沉放試驗，以此明確具體的施工方案，不得盲目開展沖沉作業。同時在操作中還需詳細、準確記錄各項原始數據。（3）嚴格控制沉井內回填的塊石混合料，必須進行試驗檢測，保證其最大粒徑小于20cm，并且細骨料中粒徑在15cm以下的材料應占全部的70%，含泥量應保證在5%以下。（4）在沉井沉放施工完成后，必須立即采取相應的加固措施，使未回填的沉井能夠與已回填的沉井進行有效連接，形成一個整體，進而最大限度地防止沉井施工而導致相鄰沉井出現超沉、偏移等問題。（5）在沉井的混凝土預制塊封底施工時，應先開展全面的清井作業，經過工程監理單位驗收審核后，才可投入使用。

4 結束語

綜上所述，由于堤防工程中的堤腳會受到潮水的沖刷和侵蝕，長此以往很容易形成嚴重的安全隱患。為有效解決這一問題，應科學采用沉井施工技術，充分保障堤防工程的正常使用。在實際工程建設過程中，施工人員需要嚴格遵循和把握沉井施工流程以及相關技術要點，做好沉井下沉前的準備工作，合理進行沖沉施工，并要控制沉井安放的允許偏差，正確處理沉井下沉傾斜等問題，同時要強化沉井內側的土工布沖沉埋沒施工技術、基坑回填技術及清淤和封底技術，并采取有效的技術控制措施，提高沉井施工質量。