排水頂管沉井施工的糾編技術

摘 要：在排水工程施工中，沉井施工是城市排水頂管施工中的關鍵。關系到頂管施工的質量和安全，是排水施工采用頂管中的重要基礎設施，要確保其質量和安全性能，必須要掌握沉井施工的糾偏技術，并且要全面掌握沉井產生糾偏原因和方法，才能保證順利進行頂管施工。

關鍵詞：沉井施工；糾偏技術；偏斜；砂層

中圖分類號：TU753.64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 20-0000-01

一、造成沉井偏斜的原因

（1）液壓式抓斗在沉井過程中需要靠近井邊抓臂才有足夠長度對對井進行下沉，所以需要對原基坑跟井壁之間的空隙進行回填，回填土需壓到井壁上，才使抓斗有較好的施工位置，但是回填的泥土使井壁上產生了一個水平壓力和一個豎向的磨擦力。（2）原沉井的施工方法是抓斗從井中央抓泥砂，讓井體均勻下沉，但是井壁上的一側有一個水平壓力和一個豎向的摩擦力，使這一側井體的下沉速度變慢，另外沒受力的側下沉的速度就相對較快，井體就開始偏斜。（3）井體開始偏斜后，抓斗就開始往井體偏高的一側抓泥砂，抓到一定的深度后，在井外地下水的帶動下，井外的泥砂涌入井里，但是原來抓斗回填的泥土對空隙的補充，使得偏高的一側下沉緩慢，甚至無法下沉，而偏低一側的砂流入井里后，因無其他的泥土進行補充，使得井體繼續下沉，這樣井體就偏斜得更大了；（4）由于井外的泥砂流進井里，使抓斗的施工位置下沉，需要進行回填，增大了水平力和摩擦力，抓出井外的泥砂遠低于從井外流入井里的泥砂，使井體偏高一側將更難下沉。（5）在沉井施工過程中，由于常出現機械故障，施工會有停頓，導致井外的泥砂沉積越來越密實，增大了泥砂對井體的摩擦力，使井體的摩擦力大大地增大，沉到后來基本上是無法下沉。（6）最后井體的偏斜使井面的高差達到60厘米左右，由于塌方范圍大，需對井邊回填較大范圍的施工場地，且液壓式抓斗效率較差，所以不再使用液壓抓斗繼續對井體下沉施工。

二、沉井偏差原因分析

（1）施工機械的選擇。液壓式抓斗斗小，速度相對一般的挖機來說比較慢，且要靠近井邊（臂的長度關系），井邊需要填土，增大了井的摩擦力，所以效率比較差，且用于砂層的沉井，效果會更差，甚至無法將井沉下去，因為抓斗從井里抓出的砂有時比從井外涌進的砂的量還少（試進往井里加水增大井里的水壓力），不讓井外的砂涌入井里，但是加水過程中，井里的水很快從井底往外冒出，井里井外的水壓力很快又平衡。（2）機械抓斗的施工方法。回填抓斗施工場地時，直接把土壓到了井壁上，產生了一個水平壓力和一個豎向的摩擦力，在回填抓斗施工場地時，應該盡量不要把泥土填壓到井壁上，讓泥土跟井壁間留出一點空隙，減少一些外力的作用，如果因臂長的原因需回填土壓到井壁上，在井體下沉到一定的深度后，要把井邊的泥砂抓掉，減少泥土對井壁的作用力。

在施工過程中，回填的泥土使井壁上產生了水平力和摩擦力，抓斗就不能直接往井里的中央抓泥砂，否則會導致一側下沉速度快一側下沉速度慢，加快了偏斜，應該是先先抓靠回填這一側的泥砂，抓到一定程度后再往中間抓，再抓對側，就不會容易產生偏斜，雖然最后還是會產生偏斜，但偏斜程度盡量不要讓井面高差超過30cm，因為這個范圍比較容易糾偏。（3）其他各種的因素原因。1）由于在施工過程中，常出現機械故障，施工續續停停，也是導致沉井最后偏斜較大的一個原因，也使糾偏的難度增大。如果常出現機械故障，建議換機械設備，盡量保證沉井能連續施工。2）對沉井的施工要有積極的態度，在偏斜無法下沉，要盡快想辦法對井進行糾偏，而不能讓其停在那里不管，再慢慢想辦法，這樣停得越久，以后下沉施工的難度就越來越大。

三、施工中沉井的糾偏

如果沉井偏斜較大，且塌方的范圍比較大，井外沉入井里的泥砂量較大等，所以采用自重式抓斗進行下沉。因自重式抓斗可以離井邊5-6米以外的距離進行沉井施工，所以進場后，先對井邊原來已回填泥砂進行抓除，恢復到原來基坑的深度后，抓斗繼續在井里往井體偏高的一側抓。抓斗在井里刃腳以下超挖以扣，如果井邊的泥砂沒有出現有下沉的跡象，說明砂已經沉積得比較密實，對井壁的磨擦力比較大，先把井體偏高一側井外干涸的泥砂抓除，在井里施工時，對水的帶動比較大，也帶動井外的地下水，看在地下水帶動下泥砂能否往井里涌入，如果能涌入，井外的泥砂就會松動，井壁的摩擦力就會減小，井體就可以下沉，如果井體還是不能下沉，就用鋼板樁在井體外側反泥砂震松，減少井壁的摩擦力，井體就能繼續下沉。在處理井體偏高一側井外的泥砂的同時，也要對井體偏低一側的井外進行回填，讓井壁產生一個水平壓力和一個豎向的摩擦力，降低偏低一側的下沉速度，加快偏高一側和下沉速度；在糾偏過程中，井體偏高一側井外的砂插入了井里，使得井外的砂層下降，這樣偏低一側原來回填的泥砂在水的帶動下沿著井壁往兩邊及砂層下降的地方散開，使偏低一側的水平力和豎向摩擦力減弱，所以需要繼續對偏低一側井回填，使這一側始終保持一個較大水平壓力和一個豎向的磨擦力，直到糾偏完畢。當偏高一側糾偏到一定程度后，需要往井壁外加填泥砂，因為原來的塌方范圍較大，不回填一些泥砂，井外側地下的泥砂會被水帶入井里，地下的泥砂被掏空，地面將會擴大塌方的范圍，如果塌方的范圍大，將會影響到抓斗的施工位置，如果超出了抓斗的工作范圍，將會導致無法繼續施工而需要進行回填抓斗的施工位置，但是自重式的抓斗比較笨重，對回填的施工場地的要求比較高，即回填的場地范圍要大而且要密實，不但增大了工作量，而且還增大抓斗的工作難度，因為離遠抓斗的操作員就比較難操作，而且距離遠將限制了抓斗的斗容量，所以要在這個過程中心里控制井邊的塌方。等井體糾偏到水平后，對井外的回填土需要進行清理，要讓回填土均勻分布在井邊，使井壁上的水平力互相抵消，保證井體能均勻下沉。

總之，從沉井施工開始就在對土質情況、機械的選擇、施工方法等各種因素進行綜合考慮，盡量控制沉井過程中的仿斜。如果出現偏斜。如果出現偏斜時，要盡快進行糾偏，讓其控制在比較容易糾偏的范圍內，一般井面的高差不要超過30厘米，如果糾偏較難而且周邊的塌方范圍比較大，就要考慮是否需要換機械設備及改變施工方法等。

參考文獻：

[1]段良策，殷奇.沉井設計與施工[M].上海：同濟大學出版社，2006.

[2]江正容.建筑施工計算手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2001.

[作者簡介]馬云風（1978-），齊齊哈爾人，就職于齊齊哈爾市排水管理處，工程師，研究方向：給排水工程。