沉井法施工在廖家沟水源地取水泵房工程中的应用

王扬+汪亮+刘伟

摘 要：廖家沟水源地取水泵房工程实际施工过程中应用沉井法，这不仅弥补以往传统施工方法的不足，而且还能解决施工中存在的多样性问题，这对施工活动顺利进行、工程安全性提高具有重要作用。本文首先对工程情况大致介绍，然后分析了廖家沟的地质及自然条件，接下来探究了沉井下沉施工技术，针对不同施工阶段提出了质量控制措施，确保已有偏差及时纠正，实现平稳下沉的良好效果。

关键词：廖家沟 沉井 取水泵房 施工技术 应用分析

1.前言

本文以廖家沟水源地取水泵房工程为分析案例，探究沉井法在这一工程活动中的应用，具体介绍如下。

2.工程介绍

该工程地处扬州市湾头镇某村境内，其中，取水泵房（如图1）建筑材料为钢筋、混凝土，平面大小为43m×29.5m，底面高程为▽-6.5m，刃脚底面高程均为▽-11.2m，顶部高程为▽7.6m。廖家沟该工程沉井临近中沟河，地下水源较充足。该泵房周围增设防渗透帷幕，规格大体为双排Φ750高压旋喷桩875根，间距495 mm，桩长23.7m，搭接295mm（底高程▽-16.4m，顶高程▽7.4m）。止水帷幕内部所设置的降水井数量为15口，降水井距离止水帷幕1.6m，井深31m。并设置回灌井数量为两口，井深14m，位置于泵房北侧、帷幕外侧，距离止水帷幕7.5m。此外，观测井设置位置为泵房中心处，井底高程为▽-13.2m。

沉井施工主要由两部分组成，第一部分即沉井制作，第二部分即井体沉放。对于第一部分，应首先对其进行分节处理，并合理调整结构高度，该工程地基最大承受力为 145kPa，沉井设计高度为18.8m，平面尺寸为43m×29.5m，即两次制作，下沉和接高分别为一次，工程后期浇筑对象分别为展示柱壁、沉井底板、管道镇墩、传力支墩等。沉井分节情况：首节即▽-11.2 m～▽-6.5m，制作高度为4.7m；第二节为▽-6.5m～▽3.7m，制作高度为10.2m；末节为▽3.7m～▽7.6m，制作高度为3.9m。

井刃脚制作高程：取水泵房不同深度土层存在稳定性差异，分析工程勘察报告可知，二层土层相对稳定，二层以上的土层强度逐渐提升，二层、三层、四层的地基承载力分别为115kPa、145kPa、201kPa，分析不同土层的地基承载力情况，外井壁挖掘深度约为4.9m，回填58cm厚砂垫层，之后浇筑18cm厚C20混凝土垫层，其中，刃脚踏面高程▽2.9m，下沉至▽-11.2m，深度为13.2m。经计算可知，要想迎合泵房沉井制作稳定性需要，则外井壁设置厚度为58cm，砂垫层厚111cm，参照的设计标准为KJ-1/2。

3.地质条件及自然条件

施工工程地层的土质类型主要为素填土、淤泥质素填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土，不同类型土质的颜色、厚度、密实度、层底标高等不相一致，其中，素填土层厚为0.4～5.5m，正常土层厚度为0.6m。层底标高为4.64～6.48m，土层颜色为灰褐色，土层密实度较低，土质较松散，土层承载力大约为65kPa。粉质粘土颜色多为黄灰色，厚度在0.4～2.1m之间，正常为占0.8m，层底标高为3.26～5.88m。

该工程地表水系相对发达，距离廖家沟较近，周边塘沟数量较多，水深在1.1～3.1m之间，最大水流速为3.38m/s，最小流速为0.9m/s，平均流速在1.13～1.43m/s之间。地下水类型主要分为两种，第一种为微承压水，第二种为空隙潜水，雨水季节性变化明显。地下水位年变幅1.4m左右，降水量较多时，极易发生水浸现象，因此，该工程设计地下水位时应总结分析最高、最低水位情况，在此基础上设置标高为5.8～6.8m之间。

4.沉井下沉施工技术

首先，合理布置坐标点，具体设计水准控制点，同时，对所布置的各个控制点全面保护，细致检查、重复检测控制点，并设置混凝土观测桩于合理位置，常见设置位置为深井中心轴线处，进而沉井的位置变化情况能够被及时监测。

然后，做好下沉准备工作。首节沉井下沉时，应严格按照设计要求管理下沉活动，第二节混凝土强度应在设计期间达到75%，在下沉之前应检查水井完成状况，在降水一周后组织下沉活动，同时，全面观察降水井运行状态；观察弃土场，做好弃土场杂物归类工作，确保所用水被充足供应，主要供应源即廖家沟；优选水泵，确保所选水泵满足数量、质量等相关要求，其中，所选水泵数量为八台，水泵每小时供提供压力为11～15kg/cm2的水源约450m3；沉井之前，还应对各种管路、高压泵全面检查，针对结构构件全面清理；做好通道预留工作，确保施工人员能够顺利出入，与此同时，合理设置栏杆以及位移观测点；逐一封闭孔洞，做好水平支撑工作，以免工字钢发生形变；施工工作者该应进行技术交底，这对后续施工工作安排具有依据作用；沉井下沉为了避免出现断续作业现象，应尤其注意夜间施工工作，对于停电计划应事先通知，做好电能持续供应工作，全面保障员工的人身安全。

最后，做好排水下沉工作。实际施工过程中，供水方式主要为高压水泵供给式，利用泥浆搅拌法完成外排、下沉操作。这一施工技术能够吸收多量泥浆，同时，还能完成垃圾清除工作。

5.沉井下沉控制措施

（1）质量控制

沉井下沉过程经历的阶段较多，需要做好各个阶段的质量控制工作。在初沉阶段，应做好混凝土垫层工作，同时，雇佣专职人员全面观测，一旦发生垫层倾斜现象，应合理调整。混凝土垫层有效凿除后，应坚持有序化开挖，并全面监督、及时监控，合理调节沉降速度和沉降量，大大提高沉降平稳性。如果沉降过程中出现沉降系数过大现象，那么应通过加大摩擦阻力的方式适当降低系数。在常规下沉阶段，应适当增加锅底深度，并将这深度控制在1.8m之内，同时，适当地基反力，提高施工速度。对于终沉阶段，即下沉深度超过1.8m，并且四周控制差超过22cm时，这时应及时纠正，并每間隔60分钟打印检测报告，确保沉降工作有序进行。endprint

（2）纠偏措施

由于沉井下沉过程即纠偏过程，做好这一阶段的纠偏工作能够优化下沉质量，产生偏差的主要原因即基层土质厚度不一，基层石块障碍较多；挖土均匀效果较差，同时，土层间的高差较大；下沉系数未控制在合理范围内，极易发生突然沉降现象；流砂管涌现象大大降低了沉井稳定性；沉井周围土质稳定性较弱，进而间接影响受力效果。面对现存偏差问题，解决措施具体包括：及时清除障碍物；确保展示井体出土保持平衡状态，土层高差合理控制在0.8m之内，终沉高差小于0.45m；针对性压住水头，以免发生流砂管涌现象，确保下沉施工活动顺利进行；针对已发现的塌陷区域及时回填，短时间内确保土体稳定性；具体分析偏差现象以及原因，在短时间内控制偏差于合理范围。

对于重偏差，常用纠偏措施即通过重物进行侧面加压，以此解决倾斜问题。纠正方向失衡的沉井时，应做好及时、适当位置的填土工作，确保偏差问题快速得到纠正。上述已发生的不同类型的偏差现象，施工单位还应合理设计标高，标高设计为0.9m最为适合，与此同时，纠偏速度应尽量放缓，确保沉井缓慢、平稳下沉。除此之外，还应做好沉降监测工作，即针对沉井本体、周围土体、降水情况以及周围建筑物等具体监测，最终实现沉降偏差的及时纠正。

（3）应急措施

沉井下沉期间存在下沉、突发性下沉等问题，导致下沉发生的原因即沉井自身质量较轻；沉井和沉壁间的摩擦阻力相对较小；下沉系数相对较低；下沉过程中障碍物阻碍等。对此常用解决措施包括：增加沉井重量；增大摩擦阻力，其中触变泥浆的适量加入能够增大摩擦；针对性的清除障碍物。导致突发性下沉的原因主要为挖土量未能合理控制；并且锅底面积过大；沉降阻力在特定时间内保持稳定状态，持续挖土后，摩擦值会不断增大，进而极易发生突发性下沉现象，导致泥沙大量进入沉井。解决这一应急问题的措施即合理控制挖土量；适当挖掘锅底大小；采用有效方法控制流砂。处理障碍物的常用措施：应用掏空法拿取体积较小的石块，应用展风镐法清理体积较大的石块。

6.结论

綜上所述，廖家沟水源地取水泵房工程施工中及时应用沉井法，不仅会带动廖家沟经济发展，而且还会提高沉井法应用率，有利于基础工程高效、低成本、优质进行，有利于促进我国基础工程事业迈向新的台阶。

参考文献：

[1]李军堂.沪通长江大桥主航道桥沉井施工关键技术[J].桥梁建设，2015（06）.

[2]赵维春，徐晓波.盲板封底法在污水提升泵房沉井施工中的应用[J].中国给水排水，2015（12）.endprint