摘要:消除黑臭水体，对城市的建设与发展十分重要，也关系着城市人们的正常生活。基于此，本文详细剖析不排水沉井的施工工艺，对施工过程中出现的问题及应对措施进行总结，并结合工程施工特点，提出一种具有经济性、便捷性和可行性的安全施工平台，旨在为沉井施工提供参考。
关键词:市政工程；沉井施工；沉井下沉
一、工程概况
为了解决某两岸污水干管隐患问题，两岸污水干管是光明污水处理的一路干管，现状大多为玻璃钢夹砂管，隐患很多，且已发生多次塌陷事故。因此，此次对两岸干管进行整体更换，左右岸干管总长约10.3kn本工程管道主要以顶管为主沉井作为顶管工作井和顶管接收井，是顶管施工的主要操作空间。本工程沉井设计尺寸为7.0m×3.5m和p5.0m×3.5m沉井侧壁为C30、S8钢筋混凝土，封底混凝土为水下C20。沉井底板的平均深度为7.7m，刀脚的平均深度为9.9m。
二、沉井施工
（一）高压旋喷桩施工
高压旋喷桩止水帷幕施工是影响沉井下沉质量的关键工序。本项目井位大部分处在茅洲河两岸，地下水位高、流砂层丰富，采用高压旋喷桩止水帷幕，可有效防止下沉过程出现涌砂涌水现象。根据本项目地质特点，非流砂层地质采用单排旋喷桩，流砂层采用双排旋喷桩，旋喷桩采用双管高压旋喷桩机，材料为P?O42.5水泥浆，桩径60cm桩心间距40cm，桩底为沉井刃脚以下1.5m。为方便沉井施工，旋喷桩距沉井外壁1m为宜；为保证旋喷桩成桩质量，水泥浆水灰比控制在1:0.8~1:1.2，喷射压力不小于20MPa
（二）沉井制作
井壁钢筋绑扎的关键是控制好钢筋的搭接长度与搭接位置，井壁内的竖向钢筋应上下垂直，绑扎牢靠或采用电渣压力焊，其位置应按轴线尺寸校核。混凝土保护层采用同强度等级的水泥砂浆垫块，以确保位置准确。模板采用18mm厚胶合板，内外模板横围檩采用双钢管、竖围檩采用木方，对拉螺杆居中处加焊2~3mm厚止水钢板，止水钢板应与螺栓满焊，拆模后截断螺栓。为方便施工，也可采用
止水螺杆，螺栓孔用砂浆密封并涂刷防水涂料，以防渗水。混凝土采用天泵浇筑商品混凝土，初凝后及时采用塑料膜洒水养护，养护时间至少为7d。墙体与刃脚处混凝土拆模强度如下:刃脚处混凝土强度达到70%以上时，方可拆除侧模；墙体模板在浇筑后24h松动对拉螺栓外拉杆。
（三）沉井下沉
混凝土强度达到90%后进行下沉施工。本工程分布于河道两岸，部分土层为流砂地质，地下水位较高，周边临近建筑物及防汛道路，根据现场情况，采用不排水下沉法。沉井下沉施工按照“先中后边、分层对称破土、先高后低、及时纠偏”的原则进行操作。开挖前应提前配备好水泵，以便及时向井内注水，井内水位应比井外水位高至少1m，此举目的是为有效防止流砂现象发生。沉井排泥工作采用长臂挖机或水力冲刷机械吸泥方式进行。对于地质情况较良好、操作空间充足井位，首选长臂挖机开挖下沉:对于特殊地质、长臂挖机操作不方便等情况，可采用水力冲刷方式，吸泥应均匀，并要防止局部吸泥过深而坍塌或造成井筒偏斜。沉井外刀脚边保留1m宽左右的土堤，使沉井在刀脚处挤土下沉，以减少对井周土体的扰动程度。下沉过程中，需要测量沉井顶面四周标高及轴线位置，此举能有效控制下沉量及位移偏差，方便纠偏。
（四）沉井封底
沉井下沉到设计标高，经2~3d观测，或者在8h内累计下沉量不大于10mmn时，可以进行封底。由潜水员整理沉井中央锅底，清除沉积于表面的浮泥，冲洗干浄与水下混凝土接触的刃脚、井壁的混凝土面，并清除井格中的泥渣，超挖部分采用级配砂回填。
水下混凝士浇筑时需确保连续不断地供应混凝土熟料，直到其达到设计强度后，方可进行抽水工作。井壁与封底混凝土及底板接触部分，以及其他施工缝处，均需凿成粗糙面，并冲洗干浄，以利新旧混凝土紧密结合。
三、施工过程中的问题及解决措施
（一）沉井下沉过慢或下沉过快
沉井下沉过慢或不下沉，主要原因为井壁与地层间摩阻系数过大或遇障碍物无法下沉，解决办法通常有以下3种。1)增加沉井重量，使其大于井壁与地层间的摩阻力。增加重量方法为增加每节沉井的浇筑高度和配重，切记不要配重过大，造成下沉过快，将下沉系数控制在1.05左右为最适宜。2)在确保无涌水涌砂情況下，可采取井内抽水方式，降低水浮力。3)降低土体与井壁间摩擦力。常见方法为设置泥浆套、空气幕和用水枪冲刷井壁周围土。沉井下沉过快，主要是由于井壁与地层间摩阻系数过小造成下沉速度加大，或遇软弱地层造成刃脚踏面承载力降低。解决办法通常有以下2种:①增大摩阻力，减少每节井壁高度，降低沉井自重，改为不排水沉井，增加浮力:②加宽刃脚踏面宽度，增加承载力。
（二）沉井倾斜
在水力冲刷过程中，冲刷的土层厚度及枪头的位置不均匀，再加上土质突然发生变化等，都有可能导致沉井发生倾斜。针对这种现象，应该确保枪头的位置能够根据沉井的长向取中作左右移动；在井内需要确保其按照长向的形状处于沟状，同时需要借助刃脚完成对土的切削，确保其处于下沉的状态。在进行水枪位置点的布设时，应该确保布设对称均衡地进行，一次冲刷土层不能太厚，应该确保沉井匀速下降旦发现沉井在下沉的过程中存在倾斜，就应该在倾斜的地方用塘渣进行回填，并且对该处进行压实处理，以此有效增加井壁对土体的摩擦力。同时，还应该对枪头的位置进行调整，并且要在刃脚的高处位置增加冲压，直至与井体保持平衡为止。为避免流砂层出现单层的突沉而使沉井产生倾斜，测量人员需要做好相应的观测工作，并且应该做好分层、匀速的冲刷施工作业，同时应该确保井内的水位比井外的水位高，避免井内外产生水压差，导致大量的泥沙涌进井内，带来严重的灾害。
（三）涌水、涌砂
高压旋喷桩止水帷幕施工如成桩不良，极易发生涌水、涌砂现象，轻则影响沉井下沉，重则造成周围土体沉降、塌陷所以，确保高压旋喷桩止水帷幕的施工质量是防止涌水涌砂的关键措施。应在沉井施工过程中加强沉降观测，一旦发现
流砂现象应先停止沉井开挖，并向井内注水，防止流砂现象扩大。根据本项目经验，比较有效的措施为用水泥浆加水玻璃双液注浆方式加固土体，此方法可迅速对流砂层进行固结，有效改善流砂现象。沉井施工前需充分考虑安全性问题，工人绑扎内侧钢筋和支立内側模板时，需在井内施工，安全平台必不可少。采用8根双股钢丝绳；预埋钢筋采用φ20圆钢，锚固端设弯钩并与井壁钢筋焊接，锚固长度不小于20cm。
结论：对沉井工法施工的学习和研究，不仅具有理论指导意义，还有很大的施工经济价值。目前，沉井的实际施工过程中依然存在较多问题和难题。本文以实际项目为依托，对沉井施工工艺进行阐述，对施工过程中出现的问题及解决措施进行分析，并针对本工程沉井施工特点，提出一种具有实用性、便捷性的安全操作平台，可为类似沉井施工提供一定参考。
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