预制窨井结构设计与施工工艺研究

吴小建 连海建 王 琼

1.上海建工集团工程研究总院 上海 201114；2.上海市基础工程集团有限公司 上海 200002；3.上海建工集团股份有限公司总承包部 上海 200080

1 工程概况

北虹路立交包括主线高架、7条匝道和人非桥。为配合通道主体工程的施工，对沿线受影响的排水管道进行了改排和完善，以解决主体工程沿线地面道路路面雨水和两侧街坊雨、污水的排水出路，使之与沿线排水系统安全衔接。考虑到北虹路立交地处中心城区，为减少施工对周边环境的影响，本工程雨、污水工程中需要的管道检查井采用工厂化生产、拼装式预制钢筋混凝土检查井[1-2]。

2 预制窨井结构设计

针对预制窨井井室开挖覆土深度不同、井顶标高的差异，将整个预制窨井的制作、井室加工分为3段进行：井室下部固定段、井室上部固定段、井室可调节段。

2.1 井室下部固定段

根据井室底部与雨、污水管道接入口径的不同，定高制作井室下部固定段。自井室底板起向上留出0.3 m作为雨、污水管道管底的接入点，再由雨、污水管道管顶部向上留出0.3 m作为与上一节井室预制块的切合点，则对应的预制窨井井室底部固定段定长规格化数据见表1。

表1 井室内直径与对应固定段定长（单位：mm）

考虑到井室内直径大于2 m的井室下部固定段质量较大，现场安装不便，也可将井室下部固定段分底板及管道接入段分开制作，以减轻构件质量。

2.2 井室顶部固定段

井室顶部固定段按不同的井室内直径，定长制作。根据工程需求，井室顶部收口段有2种形式。

1）对于顶部偏心收口结构，全部定长为1.2 m，其中0.6 m为平直段，剩余部分为偏心收口过渡段。

2）对于直筒式筒心收口结构，将各种井室内直径的壁厚尺寸作为顶部制作筒心或偏心盖板。盖板上部加设最大厚度为450 mm的调整环调整井顶标高。

2.3 井室可调整段

根据各个预制窨井井室的井顶标高，减去顶部固定段和底部固定段的高度后，按标准高度模数制作，对于井室高度的差异部分采用调整标准高度模数的方法制作井室可调整段。对于不大于500 mm的施工偏差用厚度为50～150 mm的调整环调整。

显然，由于各预制井室的长度、标高不一致，除井室的顶部固定段和底部固定段可按标准制作外，其余各段预制井室的高度需要按预制窨井井位的施工编号定制加工。

2.4 各段井室的结构连接

井室的接口连接采用企口式连接方法，上下井室井壁端部制作成企口面，企口面设置柔性企口密封条，安装时企口对接，柔性企口密封条沿企口挤出形成全密封（图1）。

图1 井室接口示意

2.5 雨、污水管道接入口的预留

全部预制钢筋混凝土窨井按不同的井室内径将接入对应的各种口径的雨、污水管道，管道接入检查井将按不同的角度方向和不同数量接入。对于接入的各种规格、接入角度在制作预制窨井的生产过程中事先设置预留孔。预留孔留置的位置定位原则上设置在同一预制井室环内，避免将一个留置孔设置在2个不同的预制井室环中。预制窨井与管道之间采用柔性连接，预制窨井接口处设置凹槽，并嵌入橡胶密封圈，在安装时，管道插入预留口后，在接口处采用密封油膏封堵严密（图2）。

图2 管道接口示意

2.6 吊装孔和预埋件的设置

整个预制检查井是一个分体式拼接而成的钢筋混凝土构筑物，且各个预制井室的高度不同，考虑到在施工安装过程中的方便，将根据不同高度的井室预制件，在构件的外侧设置非贯通孔式的吊装孔，并根据不同的井室标高确定吊装孔的重心，根据构件的质量，在现场安装时采用50t履带吊吊装。

如需要在检查井井室内安装工作梯，可在制作不同井室预制段时事先设置预埋件，确保预埋件与钢筋构造连接可靠，然后按要求浇捣混凝土。

3 预制窨井施工技术

3.1 预制窨井的运输

1）必须在构件混凝土强度达到设计强度的75%时方可进行构件的吊装和运输。运输时应采用木垫或其他弹性材料加以铺垫，或者采用支架固定的方式加以固定，不得有相互碰撞的现象[3-5]。

2）口径为圆形的检查井运输堆放可以根据其尺寸选择立式堆放或卧式堆放，当采用卧式堆放的方式时，其下必须采用木条或其他弹性材料作支点固定（图3）。

图3 预制窨井运输示意

3）对于方形口径的预制检查井运输，堆放时可以根据其尺寸的不同，变换堆放方式，以满足公路运输对构件各向最大尺寸的限制。

3.2 预制窨井的安装

预制窨井的安装按照以下次序进行：底座→下固定段→调节段→上固定段井圈。

井段安装采用50 t履带吊进行现场吊装配合。管道开挖至设计标高后，进行基底整平并浇筑混凝土垫层。垫层混凝土表面标高和平整度严格按照规范进行控制。垫层混凝土满足吊装强度后，依次吊放并安装底座、井室筒体和井圈。

底座安装流程如下：

1）基底清理。安装前将垫层表面和窨井底座底清扫干净，并检查标高，如标高不对，则按设计标高抄平，抹1∶2.5水泥砂浆找平层。

2）弹线。按照设计位置，在垫层上弹出安装的轮廓线和以后需要接入管道的中心线。

3）底部坐浆。为保证底座的稳定性，吊装前垫层上需抹一层厚8～10 mm的1∶2.5水泥砂浆。

4）吊装。采用50 t履带吊单机两点起吊，人工辅助就位。底座对准位置线，缓缓下降，安稳后再脱钩。

4 结语

结合北虹路立交工程确定了预制窨井的结构形式，形成了预制窨井现场机械化吊装施工技术，克服了现有现浇或砖砌式窨井现场施工机械化程度低、施工工期长、道路交通安全影响大、结构强度低、耐久性差等显著缺点，有效解决了检查井施工的速度、质量、效益问题。