供水工程清水管線沉井施工質量監理控制要點

鄭麗華

(陽谷縣城鄉供水服務中心，山東 聊城 252300)

隨著我國供水工程的不斷發展，清水管線沉井施工質量監理控制得到了廣泛關注[1]。為了提高質量監理控制水平，必須明確實際沉井施工中存在的問題，并且針對性地采取質量監控對策[2]，重點關注可能出現質量問題的環節，并及時做好修正處理，提高施工質量[3]。

1 項目概況

本文以某供水廠供水工程清水管線沉井施工為例。本工程建設規模為22萬m3/d，該水廠的水源取自黃浦江上游，并在附近興建取水泵站。由取水泵站到水廠原本的工程水管利用DN14PP鋼管進行傳輸，并利用輸水管道將水供到各區域，供水管線總長45km。本工程監理標段的工程全長12.43km，管線材質為鋼管和鑄鐵管，同時管道施工方式利用開采埋管的方法進行，施工管道穿過障礙通過管橋、頂管、定向鉆以及倒虹管進行施工，并且構建物為頂管徑、排氣閥門井、管橋以及連通閥門井等其他輔助設施。

2 供水管線沉井施工質量監理控制要點

2.1 沉井基坑

(1)施工企業必須嚴格遵循設計圖要求，對沉井中心坐標所規劃的中心樁和縱橫軸線樁進行有效控制，同時全面測設控制樁攀線樁，將其作為沉降施工以及整個管線下沉的控制體系[4]，并且加強施工過程的監理與復檢。

(2)充分考慮沉井施工過程中外部地質環境、地貌特點以及水文條件等，明確第一節沉井施工的澆筑高度要求，從而有效規劃基坑開挖深度，對土質外層的硬殼層進行開挖時，如發現底部出現軟弱淤泥層，則應避免挖出表面的硬土結構。

(3)在沉井施工過程中出現基坑底部有軟土層和暗浜，監理部門必須監督施工企業盡快清除基坑底部的軟土層以及暗浜土層，并且在井壁中心線周圍1m范圍內設置回填砂，同時將回填土填平壓實，避免在沉井施工中出現不均勻沉降等問題。另外，在沉井基坑開發施工中，要嚴格按照分層順序進行開挖，保證徹底清除掉底部的浮泥，保持基坑底部干燥整潔。

(4)保障施工企業能夠做好基坑集水井以及排水溝的建設，發揮出良好的集水排水功能。

(5)開采管線沉井施工時，還要監督施工企業做好粘土堵塞鉆孔的問題檢查，避免沉井過程中受到下沉黏土層影響，從而導致壓水頂穿問題[5]。

2.2 沉井制作控制

(1)開展沉井制作環節，還要確保內模板的安裝需要一次性完整安裝，或者采取分解安裝的方式，刃腳底筋膜采用水平儀進行校正。

(2)開展外模施工過程中，要緊隨內膜進行治理，避免發生傾倒現象，從而確保外部垂直，提高井壁的厚度。

(3)在大型預埋筋施工中，還要設置獨立的支撐系統，避免將支撐系統設置在井壁與隔墻模板的支撐中，而不能設置在鋼筋的支撐上，需要確保模板與鋼筋分離。

(4)確保每一節的井壁豎筋都能夠實現一次性捆扎，并且對井壁的水平筋采取分段捆扎的方式，和上一節井壁的連接處有效銜接，并且深處插筋，接頭處要與其錯開鏈接，并且利用焊接方式將其接牢。

(5)為了提高鋼筋設置位置的準確度，在垂直鋼筋的間距設定中，可以利用開口槽的木卡尺進行有效間距的控制，水平鋼筋的間距也可以采用豎筋，根據焊接短鋼筋頭實現間距控制目的。

(6)進行沉井混凝土澆筑施工環節，首先在澆筑前需要對鋼筋、預留孔洞、預埋件以及模板等位置的距離和相關尺寸參數進行檢查，確保每一項都符合設計和施工規范要求，當各項尺寸驗收合格后便可以開展混凝土澆筑，刃腳的混凝土也要實現一次性澆筑施工，避免間斷時間過長造成混凝土結構質量問題。

(7)兩節混凝土接縫處還要采取凸型水平縫的設計，同時要保證上下兩節混凝土的強度都符合70%，然后再進行澆筑。在接縫環節還要采取沖洗和鑿毛施工，先鋪上與混凝土砂漿成分一致的砂漿，并進行新的混凝土澆筑[6]。

2.3 刃腳墊架拆除

當澆筑的混凝土強度達到70%以后，便可以拆除沉井的井壁模板，同時混凝土強度達到100%時再拆除刃腳墊架，并進行破土下沉。在破碎混凝土的墊層施工前，還需要做好封底部分以及底板結構的混凝土處理工作。而混凝土墊層破碎作業必須在專人指揮下予以完成，以保證施工同步進行，避免影響施工的對稱性。在采取拆除手段過程中，首先要將混凝土墊層底部的砂進行去除，保證墊層下部空曠，同時在實際施工中可以利用人工重磅榔頭以及空壓泵氣錘進行破碎，刃腳下部也要隨機采用砂礫進行回填和夯實。在刃腳內側采用小土地進行夯筑，從而有效承載一部分井筒帶來的重力影響，隨后對另一端開展破碎作業，通過逐步的施工推進，破除墊層時也要有效觀測，合理重視下沉的均勻性，如果出現傾斜狀態，要及時有效進行處理[7]。

2.4 沉井下沉作業中的控制要點

結合本次施工，下沉施工過程中采用不排水作業方式。當進行沉井下沉環節時，下沉井內的水位應避免低于井外的水位，同時在流動性土的開挖過程中，還要確保井內水位超過井外水位，并且及時做好水位的控制和監測[8]，做好井底部分的開挖以及下沉量的控制，以此來維持井底穩定性，避免出現突沉以及終沉等問題。井空內壁也要從刃腳的斷面到井頂端設置良好的警示高度標記。

如果井下水深度大于10cm以上，還要積極利用鉆吸法和空氣吸泥法進行下沉井作業。在井下土體結構開挖過程中，當達到預先設定開挖深度后，還要進行壓氣作業，保證壓氣作業的順序從上到下，同時在壓氣過程中也要有效保證壓風機始終處于最大值，從而使得井身不斷下沉，在井頂平面偏高的一側也要適當延長壓氣時間，同時進行良好的糾偏作業。在每次的土體開挖以及下沉量相近時，還要實現有效的終沉控制工作，遵循開挖量和沉降量相一致的要求，避免影響下沉作業效果。

2.5 封底控制

在進行井底水的斗門作業之前，首先要保證井底的水位標高不低于井外的地下水位標高，同時井底部位也必須先由潛水者對設計尺寸進行有效整理，而堆積于其中的浮泥也要加以全部清除，清除后在其上部再鋪一層碎石墊板，并增加導管部位的墊板厚度。井下水中的砼管道孔徑可以選擇30cm以內，并保證每一個管道半徑都滿足砼塌落量和管道超壓的要求。

導管內的木球或橡皮球等阻水裝置應該設置在導管第一節下方，并且保證距離導管50cm左右，漏斗的熔煉也要具備足夠的混凝土儲存量，確保導管相對允許的基礎上，避免導管進水。當混凝土澆筑達到10m3的時候，便可以取兩組試塊，其中一組1d拆模，并將其放入在水中進行養護試驗，而另一組試塊處于常溫環境下養護，同時在水中封底混凝土，保證其強度符合設計要求，并且從井內抽水。

2.6 沉井安裝

在沉井安裝作業前，首先要檢查安裝過程中的基礎夯實情況，并且在沉井安裝位置應預先設計良好的平面控制點以及高程復核控制點，并利用經緯儀對沉井的外緣線進行精準放養，通過水準儀器來實現高程的有效控制，保證調轉環節及時有效，并對其進行良好的吊裝修正，保證在預先設計標準范圍內。

進行沉井吊裝的安放環節，首先要由專人指揮和調度，通過參照花桿進行緩慢的沉井安裝，將沉井逐漸吊裝到基坑中，并且在基坑頂部進行定位，進而對外部井壁進行有效控制，保證四個角的標高具備統一性，必要時還可以采用經緯儀器跟蹤測量。在整個沉井安裝環節中，必須采用嚴格的設計要求進行沉降，同時做好中心線的偏移控制，對出現的縫隙以及偏差及時進行糾偏作業。

在沉樁安裝過程中，還有可能發生中心線偏移或者傾斜等問題，必須要做好暫停擾動工作，檢查底部是否正常，并且清除施工障礙。沉井安裝環節，還要嚴格控制其垂直度，根據鉛垂線的目測，確保縱橫方向具備良好的垂直效果。相鄰的兩個沉井縫隙必須做好嚴格把控，倘若沉井內部縫隙較大，還要采取良好的范圍控制，比如沉井直接縫隙比較大，一般要利用沉井固定的方式將回填砂石填入基坑中，保證縫隙處于允許范圍，同時做好橫向和縱向垂直度控制。

2.7 沉井施工質量防治要點

(1)沉井施工的下沉環節中，經常會發生扭轉、位置偏移以及傾斜等現象，因此必須做好有效的觀測，并及時糾正產生的錯誤。常見的傾斜原因包括很多情況：其一，當刃腳下方的土質處于軟硬不均勻狀態時便可以發生傾斜；其二，刃腳墊拆除過程中發生不對稱拆除作業或者沒有及時進行拆除后的回填，也會出現偏移或者傾斜等問題；其三，挖土不均勻也會導致井下土層出現高低不平的現象進而發生傾斜；其四，對于刃腳下的掏空量比較大，而且確保沉井沉降不均勻時也容易出現傾斜；其五，排水過程中出現下沉以及井內一側發生流沙問題，刃腳局部受到巨石的阻礙以及埋設擱置等問題，都會出現位置偏移、扭轉以及傾斜等現象。此外還包括井外壁上以及施工荷載產生的偏壓問題，都是引發沉井傾斜的主要因素。

因此，在實際沉井施工過程中必須做好這些問題的預防和控制，避免沉井發生傾斜。具體操作中，可以通過在刃腳高層進行加強挖土作業，同時降低一層沙土回填，還可以通過井外涉水以及局部偏心壓載等措施，有效調整偏移傾斜等問題。當沉井調整后，再通過分層取土的方式進行下沉作業。如果傾斜的主要原因是巨石擱置引發的，還可以利用風鎬進行破碎取出巨石塊，從而解決沉井傾斜問題。產生沉樁位移的問題多種多樣，比如沉井傾斜的時候出現下沉，又或者沉井向傾斜方向位移，在進行糾正的過程中，一旦出現土質松軟情況，加之受到自重的影響，還會沿著傾斜方向偏離，因此為了預防位置偏離，需要重視傾斜情況的下沉，并進行合理的觀測工作，從而更合理有效處理偏斜問題[9]。偏移矯正措施主要包括沉井向反方向偏斜問題，并順著偏斜的方向繼續傾斜，同時保持刃腳中心與設計中心位置的溫和，最后再同時糾正偏斜問題。因為競爭傾斜重力作用而形成位移，才能有意向的進行位移傾斜，同時矯正偏斜問題后，保證位移向著相反方向而產生的偏移修正。

沉井下沉施工中產生扭轉的原因也比較多，其中主要會出現不同方向的位移和傾斜，引發復合作用，因此可以根據上述方法進行位移糾正。傾斜方法需要先進行位移修正，然后再對傾斜問題進行修正，這樣就能夠有效控制沉井的偏差問題。

(2)沉井下沉的突沉問題。當沉井下沉過程中突然出現自身重量以及底部土層軟弱，就會發生沉井下沉過程中的突沉問題，因此也要合理控制下沉和開挖速度。當預制井底部土層接近軟弱土層的臨界點時，要及時減速，避免挖土速度較快，同時也要做好沉降的觀測工作，如果在沉井過程中出現下沉速度過快，必須及時停止開挖，并且在施工過程中也要盡量避免挖深過低，保證刃腳下面的掏空在合理范圍內，避免出現流砂等問題，從而保證沉井施工正常運行。在沉井突沉現象發生后，要及時進行調整，修正沉井位置，然后控制沉降速度，繼續緩慢下沉。

3 結 語

綜上所述，隨著我國水廠數量和規模的不斷增多以及建設發展，供水工程清洗管線沉井施工質量監理工作得到高度重視。在開展質量監理作業中，必須通過多角度對整個施工流程進行嚴格把控，做好各環節的施工要點控制，同時加強每一個施工環節的監理工作，從而有效提高供水工程的施工質量，保證供水穩定運行。