淤泥質軟基閘門井施工創新

王少雄

(中交第三公路工程局有限公司，北京 100107)

1 概述

閘門井多用于市政污水管道大口徑檢查井的施工，若在地基承載力較好的地層施工，則工藝可采用最簡單的明挖施工，或工藝更先進的沉井施工。但若在沿海地區淤泥質軟基層施工，則因淤泥和地下水，將面臨非常大的施工困難。故我根據自身實際施工案例實踐，將淤泥質軟基大口徑閘門井的施工工藝創新做一下簡單剖析，共同研究。

2 閘門井施工工藝

為確保各項施工任務按期順利完成，要對各項準備工作進行精心的組織和安排，用以指導現場施工。

具體施工程序如下:場地準備→測量放樣→閘門井周邊注漿→降水井施工→混凝土圍檁施工→閘門井混凝土護壁施工→閘門井結構施工。

2.1 場地準備

用砂土對閘門井所處位置進行施工平臺填筑，填筑高于設計井頂標高50 cm，并對平臺進行平整壓實，填筑平臺范圍要滿足現場施工的需要。

2.2 測量放樣

使用全站儀在原地面標出閘門井的中心位置，用木樁進行標識。

2.3 閘門井注漿

1)在閘門井周圍30 cm～50 cm外，用水泥—水玻璃雙液注漿，注漿深度應大于設計井深。該目的是加固井體周圍的淤泥質砂土，使其成為板結塊，同時可以起到減少地下水滲入的作用。

2)初步設定的注漿壓力應為0.35 MPa，根據試驗注漿來確定具體施工過程中的注漿控制壓力。

3)注漿孔的布置應一孔連一孔，每孔套打，確保圓形的范圍全部滲入漿液。

4)在正式開工之前，應根據設計要求在現場進行注漿試驗，進而最終確定控制壓力、水泥用量、配合比、注漿次數等等施工參數。

5)注漿液采用水泥—水玻璃雙液注漿，注漿所用水泥使用42.5級普通硅酸鹽水泥及水玻璃液體，漿液水灰比取0.5～0.6，水泥—水玻璃漿液組成及配合比按:水∶水泥∶水玻璃∶氫氧化鈣(速凝劑)∶磷酸氫二鈉(速凝劑)=0.5∶1∶0.6∶0.06∶0.01，攪拌機采用葉式機械攪拌機，應能保證漿液能連續均勻攪拌，才能過濾。漿液須在攪拌均勻過篩后，再泵送壓注，在注漿過程中，漿液應連續攪拌，攪拌時間應大于2 min。注漿泵采用雙液柱塞泵，壓送水泥漿液時，按每米注漿加固深度控制注漿量，注漿的流量一般為7 L/min～15 L/min。

6)在注漿作業時，應根據設計采用適合于現場狀況的方法進行施工，注意以下事項:

a.在沒有進行現場注漿試驗的情況下，首先應進行試驗注漿，檢查設計中的注漿壓力和凝膠時間是否合適，最后確定適合于現場狀況的現場配合比。

b.在注漿作業時，為了避免漿液的溢出，應先注入凝膠時間短的漿液來固結表層。

c.在注漿過程中，如果注漿量或注漿壓力與設計有較大出入，則漿液有溢出注漿有效范圍的可能性。此時必須中斷注漿，等待漿液的固結或者注入速凝漿液以堵塞溢出通道。

d.在地面進行垂直注漿后，應用砂將注漿孔封填密實，以防坍孔而造成地面沉降。

e.在注漿過程中，按照每延米的設計注漿量對注漿深度進行控制，邊向上注漿1 m邊向上拔1 m注漿管。

2.4 降水井的施工

由于閘門井施工所處淤泥質軟基層，地下水位較高，水壓較大，為了閘門井基坑開挖順利進行，須在閘門井的四周分別布設四個降水井，采用管井降水工藝進行降水。

1)井點孔為550 mm，采用400 mm井點管進行降水，井管埋深15 m，孔口高于地面0.3m～0.5 m。

2)采用泥漿護壁工藝進行鉆進成孔，應采用合適的施工工藝以及泥漿濃度。鉆進過程中不應出現塌孔，縮頸，擴孔等現象。鉆進成孔后，應及時清孔，以保證管井深度達到設計深度要求，然后采用人工下管的方式來進行下管，之后使用濾料對井周圍進行回填并進行洗孔，直至管內水為清水為止。回填濾料使用粒徑為0.50 cm～2.00 cm，井底至井口2 m以下均應填充濾料，井口段可填充粘性土。

3)采用深井潛水泵進行管井降水，水泵最小規格為:流量50 t/h，揚程28 m，額定功率4.5 kW。

2.5 混凝土圍檁的施工

待注漿和降水井工作完成之后，須在井口進行鋼筋混凝土圍檁的施工，圍檁寬800，高500，首先按照尺寸在地面上用白灰撒線，然后人工開挖溝槽作為地模，綁扎鋼筋，澆筑混凝土。

2.6 閘門井混凝土護壁施工

在澆筑完鋼筋混凝土圍檁且強度達到75%之后，即可進行井坑的開挖，因采用明挖施工，所以需要同時澆筑混凝土護壁，混凝土護壁的厚度一般應為25 cm。

具體施工方法如下。

2.6.1 挖土

由于是深基坑的開挖施工，本工程開挖采用人工挖土，小型起吊機外運的方式進行基坑開挖。

1)為避免井周圍的土體流入到井內，在混凝土護壁施工前，應沿圍檁砌筑磚墻至高出地面30 cm。

2)由于本工程主要采用混凝土護壁的方式進行基坑支護，因此，基坑的開挖采用分段開挖，分段澆筑護壁的方式進行，每次開挖的深度為0.6 m，開挖完成之后及時澆筑混凝土護壁，每次開挖必須待相鄰上部混凝土強度達到70%后進行開挖。

3)基坑開挖時，開挖采取分層挖土，分層支護的作業方式，盡量縮短土體暴露時間，人工裝運入吊斗，使用小型起吊機垂直運輸至5 m工作面，及時裝車外運，嚴禁土方在基坑邊緣堆放。挖土作業采用流水作業方式，即上一層澆筑混凝土后先挖中心土，四周預留約1 m寬度，作上一層混凝土壁支座，防止混凝土壁下墜斷裂，然后挖四周土，最后即時完成混凝土壁支護，時間1 d～1.5 d，保證護壁混凝土具有足夠的抗壓抗拉強度。

4)基坑開挖至設計標高后，應在4 h內澆筑素混凝土墊層，并在48 h內澆筑底板。

5)基坑開挖過程中如發現圍護結構有滲漏現象，必須隨時采取有效措施進行封堵。

6)施工過程中必須采取措施保證井筒的豎向穩定。

2.6.2 護壁施工

1)第一節護壁混凝土制作:該段挖土至第一節井壁的土基面4.2 m時，進行第一節護壁鋼筋、模板安裝。

a.為了能使混凝土的澆筑順利的進行，在制作護壁模板時，按照模板上口、下口變直徑進行制作，模板間用螺栓連接，上下各設一道6號槽鋼圈頂緊;鋼圈由兩半圓圈組成，用螺栓連接，不另設支撐，以便澆筑混凝土和下節挖土操作。

b.第一節護壁的鋼筋制作時，應預留出第二節護壁制作時的鋼筋，其長度應滿足施工技術規程的要求，受拉主筋均采用焊接;同一斷面焊接的數量不大于50%;兩個焊接斷面間距大于30 cm;預留出的鋼筋均插入下層土體中，并確保垂直。

c.為使連接處有良好的密實度，在施工中采取二次振搗，即第一次振搗后，稍停30 min～60 min，在混凝土初凝前再進行第二次振搗。

2)第二、三、四、五……節井壁和隔墻的制作施工方法與第一節混凝土護壁的施工相同。

3)最后一節護壁和底板施工:當倒數第二節井壁混凝土強度達到設計強度的70%時，進行最后一節的土方開挖，開挖深度至底板墊層底標高，用人工進行土基面的平整、清理和圍護樁表面的清理平整，在4 h內澆筑10 cm的素混凝土墊層，48 h內完成底板鋼筋制作和混凝土的澆筑;在底板鋼筋制作時，要注意預留的井壁和隔墻鋼筋;當底板混凝土澆筑完成后，再進行井壁和隔墻的鋼筋、模板安裝及混凝土的澆筑。

4)為增加護壁與圍護之間的摩擦力，在井內挖土時，沿深層注漿圍護四周左右上下每隔1 m做一個深20 cm、高和寬均為25 cm的淺洞，以后與井壁混凝土一起澆筑。

5)基坑開挖過程中如發現圍護結構有滲漏現象，必須隨時采取有效措施進行封堵。

6)施工過程中必須采取措施保證護壁的豎向穩定。

3 創新型鋼護筒支護

因閘門井為大口徑直挖式混凝土井，若在淤泥質軟基地層開挖至接近井底較深的標高處，很有可能會抵不住地下水的壓力，導致地下水滲入井內。若發生這種情況，會導致無法繼續開挖以及封底。雖然井體施工到最后的階段，但是往往這是最難的部分。經過論證研究及現場試驗，證明可以采用型鋼支撐鋼護筒的支護工藝，配合打樁機，利用大型的工字鋼將鋼護筒打入地下，再配合人工進行開挖。

具體方法為:

1)按照井體直徑，定做需要的鋼護筒，一般按45°一塊，共分為四塊，便于下放及焊接。同時在每塊鋼護筒上焊接好槽鋼鏈接，使其單塊足夠穩定。

2)在開挖至人工可以開挖的最低深度以后，將鋼護筒分塊下放至井底，四塊全部下放之后，焊接為一個整體，并且用2條大型的與井體直徑相當的工字鋼將圓形護筒橫豎十字加固，以防止變形。

3)用專用打樁機，將焊接固定好的整體護筒利用振動壓力，打入井體地下的淤泥層。一般情況下，可打入3m～4 m深，足以彌補人工無法下挖澆筑混凝土護壁的深度。

4)在鋼護筒成功打入以后，即可進行開挖以及后續的混凝土封底。

4 結語

以上就是結合施工實踐經驗，總結的淤泥質軟基層閘門井施工創新工藝，通過注漿、降水、護壁以及型鋼護筒支護，多種工藝結合，可以有效對抗淤泥層的施工難度，為解決淤泥層深井體開挖，以及相類似的淤泥層地下作業提供了一種可靠有效且經濟的方法，應該可以應用到更多的施工實踐中。

［1］ DB 13(J)59-2006，市政基礎設施工程施工質量驗收通用規程［S］.

［2］ DB 13(J)57-2005，市政排水管渠工程施工質量驗收規程［S］.

［3］ JGJ 18-2003，鋼筋焊接及驗收規程［S］.

［4］ GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范［S］.

［5］ JGJ 120-99，建筑基坑支護技術規程［S］.