污水處理工程中沉井工藝的應用

趙輝

摘要：在當前污水處理工程施工中，沉井技術得到了廣泛的應用，不但有效解決了現場狹窄施工不便的難題，而且在一些情況比較復雜的環境中同樣不受影響，完成預期目標。本文對沉井技術的應用作了簡單的分析，希望對今后在施工過程中出現的問題有所幫助。

關鍵詞：污水處理 ，施工， 沉井工藝

Abstract: in the current wastewater treatment engineering construction, open caisson technology a wide range of applications, not only effectively resolve the problem of narrow site construction inconvenience, and in some cases more complex environment also not be affected, to fulfill expectations. In this paper the application of open caisson technology makes brief analysis, hope for the future in the construction process of the problem of help.

Keywords: sewage treatment, construction, open caisson process

中圖分類號：K826.16文獻標識碼：A 文章編號：

前言

隨著我國經濟的飛速發展，人們對環境的要求越來越高，特別是城市中的污水處理問題成了環境治理的重中之重。近年來，針對城市污水問題，國家斥巨資建立了多個污水處理廠并投入運營。在鋪設截污管線的時候，受地理環境、地上建筑等條件的影響，不能直接挖溝埋管，而是采用頂管法進行施工。這樣就需要用到沉井施工來完成頂管工作井、接收井和提升泵房的建設工作。

一、 沉井工藝原理及分類

1. 沉井工藝原理

沉井工藝是地下工程和深基礎工程的一種施工方法．也是深基礎工程的一種結構形式。其原理是：將位于地下一定深度的建筑物或建筑物基礎，先在地面以上制作，形成一個井狀結構，然后在井下不斷挖土，借助井體自重而逐步下沉，下沉到預定設計標高后，進行封底，并根據需要構筑井內底板、梁、內隔墻、頂板等構件，形成一個工作空間或地下建筑物。沉井在施工中具有獨特優點：占地面積小，不需要進行邊坡圍護，與大開挖相比較，挖土量少對鄰近建筑物的影響較小操作相對簡便，無需特殊的專業設備。

2.沉井分類

沉井的類型很多，按制作材料分類有混凝土、鋼筋混凝土、磚混等多種類型，應用最多的是鋼筋混凝土沉井。鋼筋混凝土沉井按平面形狀分類有圓形沉井、矩形沉井、橢圓形、端圓形沉井。工程中用的最多是鋼筋混凝土的類型。

二、沉井的施工

沉井制作主要是底模的處理和刃腳的模板方案，其余的可按常規的鋼筋混凝土工程進行施工。沉井所在場地先整平夯實，根據現場土質情況確定做砂石墊層的厚度，并鋪方木作為墊木，每米墊木數量按下式計算:

式中：W一每米沉井井壁自重，單位kN

L一墊木長度；

b一墊木寬度；

[R]一表土承載力。

考慮施工荷載等安全因素， 墊木間距可比計算稍密，沿井壁刃腳均勻鋪設在砂石墊層上。

枕木之間空隙位置，壁板底模采用1:2 水泥砂漿做平枕木面。

池壁模板工程、鋼筋工程以及混凝土工程可按常規土建方法施工。井壁先立內壁板模板，后扎壁鋼筋，封外壁模板，澆筑井壁混凝土。然后不間斷淋水養護，養護時間不少于14天。

1. 沉井下沉施工

根據沉井深度以及地質條件，決定采用排水下沉還是不排水下沉。

待井壁混凝土達到設計強度后，即進行刨砂抽墊木，墊木應根據挖土順序對稱抽出，最后抽定位墊木。刨砂時在沉井內用人工慢慢開挖砂石墊層。為保證平穩下沉，需在沉井內劃分挖土范圍，并且要求挖土工人從中部向周邊對稱均勻挖土，如發現沉井有側斜則及時在側斜的相反方向即下沉量較小的一側加速挖土，輔助以局部加載，而且傾斜一側暫緩挖土，使得傾斜得到矯正。抽取墊木的順序與挖土順序一致。

沉井下沉時對稱在井內挖土，在分層挖除土的過程中，沉井即逐漸下沉。當刃腳下沉與沉井中部土面大致齊平時，即可在中部先向下挖深400～500mm，并逐漸向四周均勻擴孔，到刃腳約1 米處，再分層挖除刃腳內側的土臺。開挖刃腳下的土時，用跳槽法，即沿刃腳周長等分若干段，每段長約1m，先隔一段挖一段，然后挖剩下的各段。并隨時觀察孔位是否傾斜或偏移，垂直度誤差控制在1%以內；如遇有偏差時，應采取相應的措施糾偏。開挖時，在每個挖土周期中，首先選擇適當位置挖掘較深的集水坑，以便抽水。

挖土下沉速度的控制由技術人員根據測量數據進行統一指揮，同時根據沉井的大小，安排合適的工人挖土。挖出的土裝入吊斗，用吊機運走。井上安排一人指揮。如地下水量過大而影響挖土時，暫停挖土待抽水后，再繼續挖土。下沉速度視工作量大小， 控制平均為0.5～1.0m/d，當沉井下沉深度距設計深度500mm 左右，對其垂直度及標高進行連續觀測，并適當放緩挖土速度，使沉井平穩下沉，當刃腳平均埋深距設計標高尚差50～100mm 時停止挖土，待靜止24小時觀測其下沉穩定在20mm 內，然后平整井內基底，澆C15 混凝土墊層150厚，然后澆筑封底混凝土。

2. 測量控制與觀測

沉井下沉前，為保證沉井在挖土時平穩下沉，控制好軸線位置，在沉井的池壁內外各個方向標劃出一條垂線，并在壁外地面設置對應控制點，用經緯儀隨時檢查沉井垂直度及軸線偏移。為方便檢查，在池內每條垂線邊均掛一個較重的線錘，在沉井外壁每隔200mm 劃一道水平線， 這樣在下沉過程中很容易發現沉井是否有傾斜。當線錘離開墨線50mm，或四面標高不一致時，即應調整。

3. 沉井施工注意事項

沉井下沉四周影響區域內， 不宜有高壓電線桿、地下管道、固定式機具設備和永久性建筑物。必須設置時，應采取安全措施。

沉井的制作高度不宜使重心離地太高，以不超過沉井短邊或直徑的長度為宜，一般不應超過12m。特殊情況允許加高但應有可靠的計算數據，并采取必要的技術措施。

抽承墊木時，應有專人統一指揮，分區域，按次序進行。抽承墊木及下沉時，嚴禁人員從刃腳、底梁和隔墻下通過。

4. 沉井施工質量標準

沉井下沉完畢，其偏差應符合以下規定：

標高偏差：刃腳平均標高與設計標高偏差不得超過100mm。

水平位移偏差：刃腳平面中心的水平位移不得超過下沉總深度的1%，當下沉總深度小于10m 時，水平位移允許100mm。

傾斜偏差：矩形沉井四角（圓形沉井為相互垂直兩直徑與圓周的交點）中任何兩角的刃腳底面高差，不得超過該兩角水平距離底1%，且最大不得超過300mm，如兩角水平距離小于10m，其刃腳底面高差允許為100mm。

5. 止沉封底有關措施

針對刃腳所處的持力層能否滿足井體不超沉，若土質較差，可以采用了深層攪拌樁復合地基作為沉井的持力層，保證沉井到設計深度不再下沉，防止沉井超沉。

沉井封底施工時，可采用5mm 厚鋼板制作1300 的帶法蘭盤的圓形井管（集水井）若干個，在澆筑底板混凝土時不間斷抽水，至混凝土底板達到設計強度時，才停止抽水，最后封閉集水井。

6. 沉井應急措施

沉井的土層是一種地下狀況，為確保施工能順利進行，必須準備一些應急措施。具體如下：

（一）、地下水豐富，降水不下，難以排水下沉。應急處理措施：在沉井前計劃，在沉井外施工深層攪拌樁，同時在止水帷幕內外均設置降水井，防止大面積強降水內外水壓相差引致流沙現象出現。

（二）、沉井下沉不均勻，出現傾斜現象。應急處理措施：用事前聯系好的鋼錠在下沉較慢一側進行局部加載，同時該側加快挖土速度，下沉較快一側暫緩挖土或者停止挖土。在處理過程中必須注意連續對沉降進行觀測，防止出現反向傾斜。

（三）、周邊出現大面積下沉現象。應急處理措施：在沉井周邊預先按2m 一條的間距打入鋼花管，用150泵作回灌，回灌采用泥粉開漿。甚至出現傾斜時可以利用花管在沉得較慢一側注入觸變泥漿，降低摩阻力，加快該側的下沉。

（四）、封底時地下水豐富，澆筑混凝土困難。為避免地下水匯集形成較大浮力，頂裂封底混凝土，可在底板上均勻布置Φ300 的帶法蘭盤的鋼管滲水井若干個，鋼管滲水井外包紗網，并以滲水井為中心向四周做輻射狀碎石育溝引水，井深3 米，不間斷抽水，直至底板澆筑后混凝土達到一定強度后再封堵滲水井。

（五）、沉井期間安排專人值班， 定期觀測沉井的沉降量。發現突變及時通知相關技術人員，馬上進行應急解決。

（六）、為防止沉井標高與設計標高不一致，在沉井池壁施工時，若池壁有預留套管，最好能改為預留孔洞。

三、 結束語

社會發展，人們環保意識不斷加強，城市的規劃越來越嚴格，城市污水處理量越大，需要建設的污水廠以及集污管網不斷增加。過去，人們受施工現場條件控制，很多時候很難開挖，或無法穿過河道等困難，污水管道敷設處處受制。隨著頂管法以及沉井法的日漸成熟，以上問題可迎刃而解， 污水管道的布置可以越來越靈活，可極大滿足人們對污水處理的要求。沉井法施工也隨著頂管法施工將成為市政工程施工中的一種常用工藝。

參考文獻：

[1]陳金煒，淺議污水處理廠沉井結構設計[期刊論文]-科技與生活 2009(1)

[2]郭峰,工程項目管理．貴州科技出版社，2001．

[3]畢星,項目管理精要．北京：化一fT業出版社。2002．

[4]張海貴,現代建筑施工項目管理．北京：金盾出版社，2001．