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沉井顶管施工中的技术预防措施

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：陈远宏

[导读] 摘要：近年来，随着社会的发展，人民文化素质的提高，对于环境的要求也越来越高了。

        中国水利水电第三工程局有限公司陕西省西安市 725000
        摘要：近年来，随着社会的发展，人民文化素质的提高，对于环境的要求也越来越高了。城市中出现的污水、油渍等和人民的生活水平息息相关，所以对于污水等的处理也越来越严格。由于污水管道的数量不断地增加，再加上后期地质条件的影响，所以如何进行有效的管理是处理问题的重中之重，也是一个值得研究的问题。工程顶管工作井沉井法是在建筑施工中的所运用到的一项重要的技术，主要适用于埋藏很深的建筑，在解决一些地质条件比较复杂的情况下是很好的一项方法。
        关键词：沉井顶管；施工技术；预防措施
        引言
        在以前，由于很多条件的限制，比如说施工环境比较艰险、河流山峰等障碍物的阻拦、技术不够等等这些问题的限制，使得工程很难进行。随着现在城市建设日益完善、环保政策日益推动的情况下，处理环境问题已经是不容滞缓。传统的人工沉井技术需要的工作量很大，而且效率不高，很多在后期会出现一些问题。随着顶管发以及沉井发的日益推广、完善，这些问题都可以得到解决，对于污水管道的安置也越来越方便，达到的效果也比之前更加的好，实现了人民对于污水处理的要求。
        1工程施工特点、难点
        本工程场地下的砂性、淤泥质、粉质土层较厚，地下水位高，土层含水率大。在这种土层中进行沉井制作、沉井下沉、顶管顶进，施工过程中要应对可能出现的沉井制作渗漏，沉井下沉时超沉、下沉过快，顶管进出洞下沉等问题，对于顶进机头偏转情况等都必须事先有所考虑。针对上述施工的难点、特点，需事先分析其产生的原因，制定预防方案，提供应急物资与技术组织保证，以保证施工正常顺利进行。
        2沉井顶管施工中的技术预防措施
        2.1沉井制作与控制措施
        ①沉井制作。所有沉井均采用3次制作1次下沉。先浇筑刃脚，然后分上下段均2次浇筑井壁。②施工流程。测量放样→井点降水→基坑开挖→砂垫层→素混凝土垫层→刃脚施工→井壁施工→沉井下沉→封底→钢筋混凝土底板→顶管及流槽→顶板→窨井→回填。③预防底板渗漏施工措施。底板封底施工前应将井底地下水引流并集中排除；精心组织现场施工，加强施工管理，保证底板混凝土振捣密实；安装泄水钢管，同时外边应焊好止水片，钢管表面、泥等要清除干净；底板范围内井壁混凝土施工缝表面凿毛、清洗质量要保证。底板施工前井底排水及时，泄水钢管安装到位，施工缝处理得当，浇筑过程质量受控，底板施工后无渗漏现象。④预防井壁渗漏施工措施。施工中要保证施工缝处理及止水片制作、安装质量；采取防止井壁混凝土产生收缩缝的技术措施，优化配合比，合理选用水泥品种、掺合料、外加剂，加强湿润养护，适当降低强度等级及入模温度；模板拉条的止水片质量要保证，在混凝土浇筑后拉条不可转动；井壁制作时混凝土要保证振捣质量。井壁分段施工，每段施工前的材料、工艺预控措施及混凝土施工过程的质量保证使井壁施工后无渗漏。
        2.2沉井封底
        沉井封底和封顶是截污工程顶管工作井沉井法最后的工程，也是最关键的步骤。在进行的时候需要注意一下几点：①沉井进行封底，需要在在沉井停止挖土后，井筒内没有地下水的排除时，当沉井24h沉降不超过2cm时才可以进行封底施工。②若水下封底时，先由潜水员将井壁底梁与封底混凝土结合泥土进行清理，然后进行水下封底。③混凝土浇筑从沉井较低一侧开始，向较高一侧推进，分格浇筑，浇筑方法可用串筒法。④待封底强度达到设计强度的80%时抽水，再行井面施工。

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        2.3沉井施工监测控制要点
        沉井下沉对周边环境的影响，可通过事先在地表设置变形监测点，及时发现、分析影响范围、趋势及影响程度，为指导下沉施工和控制施工影响发挥重要作用。以沉井为中心，纵横十字方向均设置监测点，每侧布置不少于5个点，相邻点之间间距以50cm～100cm为宜。监测任务开展的根本原则能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程，按经济合理可靠的准则安排监测过程，尽可能建立起一个完整的监测系统。在监测点布置之后精确测定变形监测点、水位监测点初始值。在沉井下沉施工过程中，对土体产生挤压、剪切等一系列作用，对周边建（构）筑物、地下管线、路面等的影响较大，因此相应地应加强过程监控。特殊状况如监测数据有异常或突变或遇特大降雨，应当加密监测频率，甚至跟踪监测。
        2.4高压旋喷桩施工控制要点
        本项目高压旋喷桩桩径均为φ600mm，设置三种不同作用的高压旋喷桩，①沿着沉井刃脚位置均匀设置一圈32根高压旋喷桩，刃脚桩的作用是沉井在淤泥质土层中下沉时不至于下沉太快，同时沉井沉到位后刃脚桩可起到支撑沉井的效果；②在沉井外壁两侧顶管洞口方向各设置一排16根高压旋喷桩，封口桩在顶管进出洞时起到止水的效果，还有一个重要作用是用于沉井下沉时起到导向的作用；③在止水导向桩外侧设置两圈182根高压旋喷桩，护壁桩的作用是沉井下沉过程中的可有效隔离地下水，同时隔离土体变形，不会因土体掏空，对周边建筑物等造成危害。
        2.5顶管顶进
        ①进出洞机头下沉原因。由于下沉过程中进出洞口土体受扰动，同时顶进机头本身自重使进出洞口未加固，容易发生顶进机头进出洞时下沉的事故。②产生顶管偏差原因。由于土质情况不均匀且水位较高，初始进洞偏差过大，本段顶管平面线形为直线无曲率，顶进过程要保证管道轴线，避免接收井无法出洞。
        2.6预防下沉偏差施工措施
        沉井下沉前对施工班组进行交底，明确在沉井下沉过程中落实专人对沉井加强监测。对于刃脚标高，要做到每个班组对其至少测量一次，轴线位移每天测量一次，当沉井每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量；沉井初沉阶段每小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏；终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。沉井开始时的下沉系数较大，要控制好初沉，尽量在深度不深的情况下纠偏，符合要求后方可继续下沉；沉井纠偏应根据测量资料随偏随纠，沉井下沉过程中做到勤测、勤纠、缓纠。在开始阶段，经常检查沉井的平向位置，随时注意防止较大的倾斜。引起沉井偏斜的原因，除冲土不均匀外，还与地层土质不均匀有关，可采用不对称压重，不对称射水和施加侧向力等措施把沉井扶正。熟悉地质报告及地下现有构筑物资料。有时可能会因沉井底部的一部分遇到了障碍物，致使沉井倾斜，此时应立即停止冲土，查清情况，然后根据具体情况，采取不同的措施排除障碍。沉井下沉采取边下沉边纠偏的方法及有效的冲土方法，使得下沉过程中不发生较大倾斜，下沉按计划到位。下沉过程中由于落实了事先制定的测量方案，控制好了初沉，用测量数据指导纠偏施工，使下沉过程正常顺利且符合工期节点。
        结语
        钢筋混凝土沉井施工前除了落实常规的质量要求外，对可能出现的紧急情况也做了充分的人员、组织与物资设备准备。有效掌握混凝土浇捣顺序，减少了沉井倾斜，沉井井壁无渗漏，底板封底前确保井底无积水，保证了底板混凝土密实无渗漏。沉井下沉过程中落实专人在井外指挥，在沉井偏差时及时通知井内操作人员纠偏，同时对可能出现的下沉过快、偏差过大等问题也事先采取措施，如在井边配备挖机可及时有效地对出现的问题进行制止。顶进前切实做好进出洞加固措施，保证机头进出洞顺利；顶管顶进过程中同样加强管内监测，确保每段顶管一次顶进成功。
        参考文献：
        [1]许建聪，杨林德.地下工程施工技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2015：142-143.
        [2]白建国，边喜龙，董青海.市政管道工程施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2014：182-183.
        [3]胡远彪，王贵和，马孝春.非开挖施工技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2014：191.