沉井法施工在廖家溝水源地取水泵房工程中的應用

王揚+汪亮+劉偉

摘 要：廖家溝水源地取水泵房工程實際施工過程中應用沉井法，這不僅彌補以往傳統施工方法的不足，而且還能解決施工中存在的多樣性問題，這對施工活動順利進行、工程安全性提高具有重要作用。本文首先對工程情況大致介紹，然后分析了廖家溝的地質及自然條件，接下來探究了沉井下沉施工技術，針對不同施工階段提出了質量控制措施，確保已有偏差及時糾正，實現平穩下沉的良好效果。

關鍵詞：廖家溝 沉井 取水泵房 施工技術 應用分析

1.前言

本文以廖家溝水源地取水泵房工程為分析案例，探究沉井法在這一工程活動中的應用，具體介紹如下。

2.工程介紹

該工程地處揚州市灣頭鎮某村境內，其中，取水泵房（如圖1）建筑材料為鋼筋、混凝土，平面大小為43m×29.5m，底面高程為▽-6.5m，刃腳底面高程均為▽-11.2m，頂部高程為▽7.6m。廖家溝該工程沉井臨近中溝河，地下水源較充足。該泵房周圍增設防滲透帷幕，規格大體為雙排Φ750高壓旋噴樁875根，間距495 mm，樁長23.7m，搭接295mm（底高程▽-16.4m，頂高程▽7.4m）。止水帷幕內部所設置的降水井數量為15口，降水井距離止水帷幕1.6m，井深31m。并設置回灌井數量為兩口，井深14m，位置于泵房北側、帷幕外側，距離止水帷幕7.5m。此外，觀測井設置位置為泵房中心處，井底高程為▽-13.2m。

沉井施工主要由兩部分組成，第一部分即沉井制作，第二部分即井體沉放。對于第一部分，應首先對其進行分節處理，并合理調整結構高度，該工程地基最大承受力為 145kPa，沉井設計高度為18.8m，平面尺寸為43m×29.5m，即兩次制作，下沉和接高分別為一次，工程后期澆筑對象分別為展示柱壁、沉井底板、管道鎮墩、傳力支墩等。沉井分節情況：首節即▽-11.2 m～▽-6.5m，制作高度為4.7m；第二節為▽-6.5m～▽3.7m，制作高度為10.2m；末節為▽3.7m～▽7.6m，制作高度為3.9m。

井刃腳制作高程：取水泵房不同深度土層存在穩定性差異，分析工程勘察報告可知，二層土層相對穩定，二層以上的土層強度逐漸提升，二層、三層、四層的地基承載力分別為115kPa、145kPa、201kPa，分析不同土層的地基承載力情況，外井壁挖掘深度約為4.9m，回填58cm厚砂墊層，之后澆筑18cm厚C20混凝土墊層，其中，刃腳踏面高程▽2.9m，下沉至▽-11.2m，深度為13.2m。經計算可知，要想迎合泵房沉井制作穩定性需要，則外井壁設置厚度為58cm，砂墊層厚111cm，參照的設計標準為KJ-1/2。

3.地質條件及自然條件

施工工程地層的土質類型主要為素填土、淤泥質素填土、粉質粘土、淤泥質粉質粘土，不同類型土質的顏色、厚度、密實度、層底標高等不相一致，其中，素填土層厚為0.4～5.5m，正常土層厚度為0.6m。層底標高為4.64～6.48m，土層顏色為灰褐色，土層密實度較低，土質較松散，土層承載力大約為65kPa。粉質粘土顏色多為黃灰色，厚度在0.4～2.1m之間，正常為占0.8m，層底標高為3.26～5.88m。

該工程地表水系相對發達，距離廖家溝較近，周邊塘溝數量較多，水深在1.1～3.1m之間，最大水流速為3.38m/s，最小流速為0.9m/s，平均流速在1.13～1.43m/s之間。地下水類型主要分為兩種，第一種為微承壓水，第二種為空隙潛水，雨水季節性變化明顯。地下水位年變幅1.4m左右，降水量較多時，極易發生水浸現象，因此，該工程設計地下水位時應總結分析最高、最低水位情況，在此基礎上設置標高為5.8～6.8m之間。

4.沉井下沉施工技術

首先，合理布置坐標點，具體設計水準控制點，同時，對所布置的各個控制點全面保護，細致檢查、重復檢測控制點，并設置混凝土觀測樁于合理位置，常見設置位置為深井中心軸線處，進而沉井的位置變化情況能夠被及時監測。

然后，做好下沉準備工作。首節沉井下沉時，應嚴格按照設計要求管理下沉活動，第二節混凝土強度應在設計期間達到75%，在下沉之前應檢查水井完成狀況，在降水一周后組織下沉活動，同時，全面觀察降水井運行狀態；觀察棄土場，做好棄土場雜物歸類工作，確保所用水被充足供應，主要供應源即廖家溝；優選水泵，確保所選水泵滿足數量、質量等相關要求，其中，所選水泵數量為八臺，水泵每小時供提供壓力為11～15kg/cm2的水源約450m3；沉井之前，還應對各種管路、高壓泵全面檢查，針對結構構件全面清理；做好通道預留工作，確保施工人員能夠順利出入，與此同時，合理設置欄桿以及位移觀測點；逐一封閉孔洞，做好水平支撐工作，以免工字鋼發生形變；施工工作者該應進行技術交底，這對后續施工工作安排具有依據作用；沉井下沉為了避免出現斷續作業現象，應尤其注意夜間施工工作，對于停電計劃應事先通知，做好電能持續供應工作，全面保障員工的人身安全。

最后，做好排水下沉工作。實際施工過程中，供水方式主要為高壓水泵供給式，利用泥漿攪拌法完成外排、下沉操作。這一施工技術能夠吸收多量泥漿，同時，還能完成垃圾清除工作。

5.沉井下沉控制措施

（1）質量控制

沉井下沉過程經歷的階段較多，需要做好各個階段的質量控制工作。在初沉階段，應做好混凝土墊層工作，同時，雇傭專職人員全面觀測，一旦發生墊層傾斜現象，應合理調整。混凝土墊層有效鑿除后，應堅持有序化開挖，并全面監督、及時監控，合理調節沉降速度和沉降量，大大提高沉降平穩性。如果沉降過程中出現沉降系數過大現象，那么應通過加大摩擦阻力的方式適當降低系數。在常規下沉階段，應適當增加鍋底深度，并將這深度控制在1.8m之內，同時，適當地基反力，提高施工速度。對于終沉階段，即下沉深度超過1.8m，并且四周控制差超過22cm時，這時應及時糾正，并每間隔60分鐘打印檢測報告，確保沉降工作有序進行。endprint

（2）糾偏措施

由于沉井下沉過程即糾偏過程，做好這一階段的糾偏工作能夠優化下沉質量，產生偏差的主要原因即基層土質厚度不一，基層石塊障礙較多；挖土均勻效果較差，同時，土層間的高差較大；下沉系數未控制在合理范圍內，極易發生突然沉降現象；流砂管涌現象大大降低了沉井穩定性；沉井周圍土質穩定性較弱，進而間接影響受力效果。面對現存偏差問題，解決措施具體包括：及時清除障礙物；確保展示井體出土保持平衡狀態，土層高差合理控制在0.8m之內，終沉高差小于0.45m；針對性壓住水頭，以免發生流砂管涌現象，確保下沉施工活動順利進行；針對已發現的塌陷區域及時回填，短時間內確保土體穩定性；具體分析偏差現象以及原因，在短時間內控制偏差于合理范圍。

對于重偏差，常用糾偏措施即通過重物進行側面加壓，以此解決傾斜問題。糾正方向失衡的沉井時，應做好及時、適當位置的填土工作，確保偏差問題快速得到糾正。上述已發生的不同類型的偏差現象，施工單位還應合理設計標高，標高設計為0.9m最為適合，與此同時，糾偏速度應盡量放緩，確保沉井緩慢、平穩下沉。除此之外，還應做好沉降監測工作，即針對沉井本體、周圍土體、降水情況以及周圍建筑物等具體監測，最終實現沉降偏差的及時糾正。

（3）應急措施

沉井下沉期間存在下沉、突發性下沉等問題，導致下沉發生的原因即沉井自身質量較輕；沉井和沉壁間的摩擦阻力相對較??；下沉系數相對較低；下沉過程中障礙物阻礙等。對此常用解決措施包括：增加沉井重量；增大摩擦阻力，其中觸變泥漿的適量加入能夠增大摩擦；針對性的清除障礙物。導致突發性下沉的原因主要為挖土量未能合理控制；并且鍋底面積過大；沉降阻力在特定時間內保持穩定狀態，持續挖土后，摩擦值會不斷增大，進而極易發生突發性下沉現象，導致泥沙大量進入沉井。解決這一應急問題的措施即合理控制挖土量；適當挖掘鍋底大小；采用有效方法控制流砂。處理障礙物的常用措施：應用掏空法拿取體積較小的石塊，應用展風鎬法清理體積較大的石塊。

6.結論

綜上所述，廖家溝水源地取水泵房工程施工中及時應用沉井法，不僅會帶動廖家溝經濟發展，而且還會提高沉井法應用率，有利于基礎工程高效、低成本、優質進行，有利于促進我國基礎工程事業邁向新的臺階。

參考文獻：

[1]李軍堂.滬通長江大橋主航道橋沉井施工關鍵技術[J].橋梁建設，2015（06）.

[2]趙維春，徐曉波.盲板封底法在污水提升泵房沉井施工中的應用[J].中國給水排水，2015（12）.endprint