摘要：随着城市的不断发展，陈旧的给排水系统无法满足城市的需求，因此常需要进行给排水系统改造，设置许多深埋集水井以及地下水池等。传统的集水井以及地下水池主要采用护臂开挖或大开挖等施工方式，普通地段此种施工方式并无不妥，但在碰到软土、流沙以及现场狭窄等情况时，在施工过程中会碰到众多困难。而在这种情况下采用沉井技术施工能够有效避免上述困难。笔者结合自身多年实践经验简要介绍了沉井技术的施工要点及主要施工方案，谨供同行参考。
关键词：沉井技术，给排水场站，工程施工
沉井多采用钢筋混凝土结构，其横断面以圆形和矩形为主。井筒制备在具有一定承载力的地基上，接着在井内挖土，随着支撑沉井的土逐渐被挖空，沉井依靠自身重力克服外壁与土之间的摩擦力，缓慢下沉，至设计标高后，浇封底混凝土，将沉井位置固定，再进行沉井内的其它工序施工。下面简要介绍沉井技术的施工要点及主要施工方案。
1 沉井技术的施工要点
1.1 沉井的结构设计是沉井施工成功的关键。沉井在下沉时，土壤对沉井壁会产生侧压力，其随着深度的增加会逐渐增大。因此在进行井筒结构设计时必须综合考虑地下土层情况，选择合适的结构加固、井壁厚度和配筋，使沉井能有足够重力克服井壁与土层的摩擦力及地层对刃脚的反推力顺利下沉，且不会因侧向力过大而被破坏。若在设计时井壁厚度较薄，沉井重量较轻，在实际施工中常需要附加荷载增加其重量，这会对施工带来极大的不便。此外在井筒下沉过程中，刃脚需要切入土层会受到极大的侧压力，因此有必要对刃脚采用型钢加固。
1.2 需根据技术经济条件确定适合的沉井基坑深度。在基坑内制备沉井能有效减少下沉时井 内取土量，也能减少浇灌高度，更加便于垂直运输。此外，为防止沉井制作过程发生沉降，基坑底需具备较高的承载能力，抑或是对地基处理。最后沉井应在井筒混凝土强度超过设计强度量的70%时开始下沉。
1.3 由于取土操作没法做到完全对称，刃脚下的土质不均匀以及井壁周围土层压力不均衡等 众多因素，井筒在下沉过程中可能会发生位移、倾斜或扭转等情况，对此应加强观测频率， 及时发现问题采取积极措施纠正。若沉井已经发生倾斜，可在刃脚偏高的一侧回填部分砂石， 必要时还可采取井外射水以及局部偏心压载等措施。在终沉阶段应加强监控，缓中求稳，避免发生超挖或超沉现象。沉井下沉的过慢或过快对施工都是不利的，通常情况对于沉深在10米以内的中小型沉井，其下沉平均速度宜控制在0.4m/昼夜，对于沉深在10米以上的大型沉井，下沉平均速度宜控制在0.15m/昼夜，下沉速度可根据取土速度适当调整。
1.4 沉井封底是确保构筑物不渗漏的关键工序。当沉井到达设定高度，再经2-3天下沉趋于稳定，或经观测沉井在8h内下沉高度＜10mm，即可沉井封底。根据有无地下水可将沉井施工分为两种。无地下水，其底板结构可直接在井内的地基土上进行施工；而有地下水时， 底板结构则需要在完成封底后才能施工。封底施工主要有如下方法：①不排水，保持井内水位和原地下水位平齐，浇水下混凝土，等其达到应用强度后再将水抽出。②在井外设立轻型的降水井点拓降，使地下水位低于井底后浇封底混凝土，然后再做底板。③井内明排水封底， 该方法可分为2个阶段，首先，在井内设集水井，其次待封底混凝土达到应用硬度后，用盲扳封住短管集水井，做好防水层后再做底板。
1.5 在沉井下沉的过程中，可能会产生棱体从而对周围土壤产生破坏，因此当施工现场较为狭窄时，应注意观测周边建筑物是否发生沉降趋势，并采取有效措施，预防沉降现象的发生，确保周边建筑物的安全。沉井施工与大开挖相比能减少大量挖方，且在下沉时，井筒可起到支撑作用能够节省开挖护壁的施工费用，特别在施工现场较为狭窄时的应用有着其它方法无法替代的优势。因此，目前城市给供水场站改造项目中修建深埋水池及集水井等工程，沉井技术应用十分广泛。
2 主要施工方案
2.1 沉井施工
顶管工作井和接收井都是设计为钢筋混凝土井结构，采用沉井法进行施工。工作井与接 收井的结构形式尺寸和平面位置完全参照设计图进行施工。通常对于沉井高度在8m以内的，采用两次浇筑、一次下沉施工方式；而对于沉井高度为8米以上，则施工时需要进行三次浇筑，两次下沉，下沉的方式都是排水下沉法。
2.2 沉井制作
首先是开挖基坑。根据沉井位置的地质情况，为了确保沉井在初始阶段能够均匀下沉，需挖除表层土，开挖深1.5m左右的基坑，坑底的平面尺寸要比沉井的平面尺寸至少大1m， 边坡为1:1。基坑采用机械开挖，采用自卸车向指定地点运送土方。
其次是垫层施工。在基坑完成后，采用全站仪测量沉井井壁的轴线位置，为了确保地基的承载力能均匀分布以及沉井在制作时的稳定，在基坑回填300mm的厚粗砂作为刃脚垫层， 压实系数在0.95以上，其上浇筑500mm左右厚度的混凝土垫层。
最后是沉井制作。参照设计图纸制作工作井以及接收井的井壁，当沉井达到设计高度并经自然下沉后达到稳定状态即可封底并制作底板 。
2.3 沉井下沉
目前主要采用排水法进行沉井下沉。由人工分层对称向下挖，每层的开挖深度在0.5m以内。分层开挖的程序如下：首先开挖的是沉井的中部，使基底呈现锅底状，接着对称掏挖刃脚下的土层，沉井靠自身重力下沉并切入土层。沉井在下沉时较难控制其均匀性，若产生较大的倾斜会使井壁受到侧压力，严重可能会对结构的安全产生影响。因此在下沉过程中特别是开始和结束阶段要特别注意其下沉速度并及时纠正偏差。下沉过程中要做好相关的测量工作，发现偏差及时纠正。沉井在下沉时要加强观测刃脚的标高以及轴线的位移，当沉井每次下沉稳定后还需进行高差以及中心位移的测量。
2.4 沉井封底
当沉井到达设定高度，再经2-3天下沉趋于稳定，或经观测沉井在8h内下沉高度＜10mm，即可沉井封底。沉井采取的排水封底法，在封底前，需先将基底的沉积物和浮泥等清除干净，将土基整平，使其由沉井内壁四周向集水井倾斜，保持集水井处为最低点，然后自集水井向井壁四周挖排水沟，同时铺设碎石导渗层，并在其内部设置滤鼓，埋设滤水钢管用于抽降地下水，以防封底混凝土和钢筋混凝土底板在未达到设计强度前就被地下水顶坏。封底所用的混凝土为普通商品混凝土，在其运到现场后卸在导管的漏斗内。在封底前需先整理好锅底并清除浮泥，对于混凝土接触面要进行凿毛清洁。
3 小结
沉井技术适用强，且相比传统大开挖法能减少许多工序，降低安全风险，在城市给排水系统建设及改造中具有重要作用，值得进行推广应用。
参考文献：
[1]吕俊岭.顶管技术在市政给排水管道施工中的应用[J].住宅与房地产,2019(19):184.
[2]姜大伟.市政给排水顶管施工技术要点的应用探讨[J].住宅产业,2019(Z1):68-72.
[3]化宗礼.沉井施工技术在给排水构筑物施工中的应用[J].工程建设与设计,2018(19):238-240.
[4]杨昕,王美娜.软土地区给排水构筑物深基坑支护与沉井方案比选[J].特种结构,2016,33(3):92-97.