淺談自調式防沉、防盜井蓋

劉偉華

(上海奉賢建設發展(集團)有限公司,上海市 201400)

淺談自調式防沉、防盜井蓋

劉偉華

(上海奉賢建設發展(集團)有限公司,上海市 201400)

分析了窨井沉降的原因,介紹了目前市政道路窨井施工的方法及針對沉降的一般對策。著重論述了自調式防沉、防盜井蓋不同于常規井蓋的特點和施工方法。

窨井；沉降；自調式；防沉；防盜；井蓋施工

0 引言

為適應城市的發展需要,滿足廣大市民對維護市政設施完好的需求,為解決制約市政井蓋設施養護時存在的突出問題,提高井蓋設施的管養水平和城市道路維護標準,通過實地調研,進一步了解目前道路井蓋存在的問題,結合奉賢區的實際情況,現就自調式防沉、防盜新型井蓋與常規井蓋的技術性能進行分析,供上海路政管養部門參考。

根據多年道路工程施工的反思,認為窨井平整度的技術問題已基本解決,但是施工細節不完善。細節決定成敗,從細節入手,提出全新的解決方案。

本文是通過對窨井蓋座的可調整能力的設計,通過預設的螺栓可以升降蓋板及蓋座的高度,使窨井蓋座下沉后可以進行一定高度上的調整 ，繼續保持與周邊路面基本平整。此為新型專利產品,是一種窨井沉降后被動處理方式,調節過程和效果較好。

1 窨井沉降原因分析

窨井,直接承受震動荷載,沉降造成平整度達不到要求,其基本原因為三類,即地基承載力不足、窨井井身施工質量差、施工回填質量差。此三類原因相互影響,又各自獨立,共同破壞道路使用功能。由于路面面層的不密實,造成進水、脫皮、破碎等問題,從而引起窨井結構及局部路面基層結構的破壞。針對此三類分別闡述如下。

1.1 地基承載力不足

窨井基礎及本身的承載力、剛度較強,與道路是分離體。窨井在車輛振動荷載作用下,且地基不足以承載時,窨井整體下沉。

1.2 施工回填質量差

窨井周邊的回填質量差,下層土基礎達不到應有的密實度，造成道路結構板塊碎裂，下沉將成為必然。

1.3 窨井施工質量差

(1)井蓋基座上砂漿圈施工質量差。由于鑄鐵蓋板基座邊較薄,很難施工好。

(2)窨井滲水、漏水。施工中窨井的制作往往不被重視,墻身砌筑過程中,砂漿質量差,砌筑時砂漿不飽滿,磚的材質不達標,粉刷質量差,都將造成窨井整體承載能力差，加之在使用過程中漏水、侵蝕等破壞作用 ，引起窨井逐漸下沉。因窨井下沉引起面層開裂進水、振動沖擊,繼而引起窨井及周邊路面更多更快地進一步被破壞。

1.4 路面面層質量原因

由于路面面層不密實的原因引起的進水、脫皮、破碎等問題,都會造成窨井結構及局部路面基層結構的破壞和承載力下降,引起和加劇窨井的進一步破壞。

2 目前市政道路窨井施工方法

目前市政道路窨井是由模塊砌筑,只要按要求施工,質量可以保證。模塊有多種規格可供選擇。用這些模塊砌筑的窨井,在施工過程中抓住每個細節,可解決滲水問題。

針對施工回填質量差,如果每一個窨井邊都能用三輪壓路機來回碾壓,道路和窨井形成一個完整的結構層,窨井側土體就不至于沉降。

所以,細節決定成敗。

3 針對引起窨井沉降原因的一般對策

窨井用模塊砌筑,井邊回填土必需用三輪壓路機來回碾壓,否則用打夯機層層夯實,確保道路和窨井形成一個完整的結構層,窨井側土體就不會沉降。這樣解決了施工回填質量差、窨井施工質量差而引起的窨井滲水、漏水問題。其余幾個問題提出解決方案如下。

3.1 針對地基承載力不足問題

當窨井、溝槽采用反開挖法施工,基礎在路基處理層之下時,如遇淤泥質等差土層,必需處理。可采用換填50 cm厚15%水泥土,面積擴大,提高窨井底部地基承載力。作為管道基礎也應換填15%水泥土處理,滿足運行要求。水泥土在車輛振動荷載作用下,不會液化,由于窨井底部處理面積擴大,能夠解決地基承載力不足問題,從而預防整體下沉。同時,當窨井有滲水時,因水泥土不液化,可減輕窨井破壞。窨井底部加強地基不可用塊石和灰土。

3.2 窨井與周邊道路剛度不一致的問題

通常,窨井與周邊道路剛度是不一致的,兩者不能同步沉降,針對此問題,可用土工格柵解決。從當前的設計來看,客觀上造成窨井獨立于路面 ，與路面結構在承載力上不相關,這種“先天不足”造成窨井會相對于路面下沉或鑄鐵蓋座明顯高出周邊路面突起,在車輛車輪作用下，會進一步下沉和破壞,隨著破壞延伸,路況越來越差。

3.3 井圈側砂漿圈施工質量差的問題

在窨井上,不管你用何種形式井圈、井蓋,均不可用砂漿填筑與路面瀝青之間的空隙,所填充的井口沒有一個不壞。所以所用填充物必須同路面結構層,并要在井圈下增一層土工格柵,格柵位于井蓋下座漿層內,才可以與路面應變整體一致。

3.4 加大混凝土蓋板的“大蓋板”對窨井變形影響

大蓋板通過擴大來自蓋座荷載的承載面積 ，由周邊路面結構承載或共同承載，減小窨井本身的負荷,從而消除和減少局部下沉,該方案用于道路維修是合適的。

3.5 加強邊口質量保證

路面攤鋪過程中,對于道路上的窨井,在底層料進行攤鋪前用鋼板進行覆蓋,以避免在攤鋪過程中遇到窨井而抬升攤鋪機,保證平整度。在攤鋪細料前,把窨井抬至實際攤鋪高程,窨井的抬法應根據底層料攤鋪情況及細料攤鋪厚度結合攤鋪機攤鋪時的路況來調升,以保證窨井和路面的平整度,不至出現跳車情況。對于細料攤鋪后積聚在窨井上的粉料應用小鏟子鏟除,清掃干凈。

攤鋪機和壓路機難以正常操作的部位,要輔以小型機械或人工操作快速進行,還應用人工夯錘、熱烙鐵補充壓實。

3.6 調高窨井蓋座

可調高窨井蓋座為新型專利產品,是一種窨井沉降后被動處理方式,但上海地區尤其奉賢地區以及外區、外省大面積推廣相對力度不大。

4 常規井蓋出現的問題

常規井蓋使用的材質為灰口鑄鐵、水泥、鋼纖維復合材料等,壽命約為2～5 a,長期的反復碾壓,井蓋出現缺角、斷裂、松散、變形,井體下沉或破碎剝落。

造成后果：(1)安全隱患；(2)開啟困難,維護不便；(3)噪聲大,投訴案件多；(4)使用壽命短,受力不均勻；(5)人行道規格不一,影響城市美觀；(6)易下沉,調節困難,影響路面平整度。

5 常規井蓋出現問題的主要原因

常規井蓋增大底盤以承受荷載的傳統結構,將交通荷載通過底盤直接傳遞到井體。日益增長的交通荷載及載重量導致井蓋與井體接合部位的混凝土砂漿破碎剝落,井體長期受壓下沉引起井蓋的下沉,最終造成路面的下陷及起伏不平。

6 自調式防沉、防盜井蓋

6.1 自調式防沉、防盜井蓋的性能特點

使用球墨鑄鐵QT500-7材質,具有較強的抗拉、抗壓、抗腐蝕等性能,壽命可達50 a以上；有良好的物理韌性,其強度是灰口鑄鐵井蓋及其它材質井蓋2倍,又有鋼材的韌性；井蓋直接落座在瀝青路面上,與路面緊密整合為一體,是能消除路面井蓋下沉等常見問題的新型井蓋。井蓋與井體的連接方式改為承插式,來自上部的壓力被分散到道路的結構層,使井體所承受的負荷減少80%以上,承載等級不小于400 kN。

6.2 產品結構的特點

(1)法蘭式上盤面：井蓋成為路面完整的一部分,將負荷直接分散到路面結構層。整個新鋪裝瀝青層的最終緊實度取決于道路的承載等級。

(2)嵌入式膠條：有效減少震動,防止響聲,防止脫落。

(3)承插式結構：井框的下部與井體的內壁緊密配合。

(4)三點彈簧臂鎖定裝置

a. 防止意外開啟,穩固安全；

b. 防止跳動、位移；

c. 大幅減少受沖擊產生的振動,大大減少井蓋周邊路面碎裂的可能；

d. 防止響聲；

e. 輕松而人性化設計的開啟結構；

f. 120°開啟位置；

g. 防止意外閉合的安全鉸鏈；

h. 不銹鋼鉸鏈軸,連接更牢固,隱藏于法蘭式盤面以下,防盜性能更優越。

(5)座框上鑄有可放置垃圾收集籃的卡槽

自調式防沉、防盜井蓋既適合舊路面的井蓋更換,也適合新道路的施工,作業面小,施工快捷方便,即刻通車,無需養護。

6.3 自調式防沉、防盜井蓋維修更換12步驟

6.3.1 步驟一:準備

(1)施工前圍蔽工作,文明施工；

(2)標注施工范圍,可根據需要將路面切割出方形或圓形的施工面。

6.3.2 步驟二:切割

(1)將路面按所需尺寸切割開(切割范圍需滿足沖擊夯操作面寬度,以直徑120 cm為宜)；

(2)確定操作面深度(17～25 cm為宜)；

(3)鑿除舊井蓋及水泥井環。

6.3.3 步驟三:鑿除

(1)將舊的井蓋取出；(2)修整及清潔操作面。

6.3.4 步驟四:安裝混凝土調節環

(1)根據需要將不同高度的混凝土調節環固定在窨井頂部；

(2)確保混凝土調節環頂部與路面標高距離在12～16 cm范圍內。

6.3.5 步驟五:放置安裝限位井圈

(1)將安裝限位井圈套進混凝土調節環中,確保安裝限位井圈的高度與原路面標高一致；

(2)為保證井蓋能正確地安裝到位,必須保證安裝限位井圈的底部是處在被套在調節環內的位置。

6.3.6 步驟六:填充瀝青

(1)在操作面表面淋適量乳化瀝青；

(2)用瀝青填充操作面。

6.3.7 步驟七:夯實瀝青

(1)分層填充瀝青,每層50 mm厚為宜；

(2)每填充一層瀝青即用強夯機夯實一次；

(3)如此反復,直至填充瀝青至與舊路面高度基本一致。

6.3.8 步驟八:調節安裝限位井圈高度

(1)將安裝限位井圈的表面高度提高至高出路面標高20 mm的位置；

(2)夯實瀝青以固定安裝限位井圈。

6.3.9 步驟九:攤鋪瀝青

將瀝青填充至高出路面標高20 mm,即與安裝限位井圈相同的高度。

6.3.10 步驟十:垂直取出安裝限位井圈

現場預制結構完成,一個預制結構就完成了。此時,瀝青鋪裝層高于路面標高20 mm。

6.3.11 步驟十一:放入井蓋

將自調式防沉、防盜井蓋小心垂直放入預制結構。

6.3.12 步驟十二:壓實

(1)壓實：使用壓路機將井蓋壓入路面中,使之與路面渾然一體。

(2)清理：必須清理干凈所有塞在開啟口、鉸鏈及透氣孔中的殘余瀝青,以保證井蓋日后的正常使用。

(3)通車：施工完畢即可開放交通,無須養護,非常適用于搶修工程。

7 結語

常規井蓋與城市建設發展不匹配,品牌規格及材質繁雜,給社會資源造成極大的浪費,也提高了管理和維護成本,發展前景不明朗。自調式防沉、防盜井蓋因外觀和結構設計理念先進,品種較單一,利于資源的節約和綜合,而且使用壽命長,防震、防噪、防跳、防盜、防意外閉合功能強,市場認可度較好,使用前景廣闊。

U418.7

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1009-7716(2015)09-0179-03

2015-04-16

劉偉華(1972-),女,上海奉賢人,工程師,主要從事市政、公路施工與管理工作。