市政结构顶管工程沉井结构施工研究

范明

咸阳市市政工程有限责任公司 陕西咸阳 712000

1 市政结构顶管工程中的沉井结构特点

城市为充分实现其各项功能，通常需要敷设众多管道。其中顶管井作为一种临时设施，因其施工周期相对较短且具有成本低廉等众多优势特点，因此被广泛运用在市政工程中。沉井则是一种较为常见的市政工程顶管井结构类型，一般市政结构顶管工程中，沉井结构的刚度与深度均相对较大，具有良好的整体性。但也因沉井结构较深，导致其比较容易出现结构内力过大、沉井壁厚过大等情况，从而直接影响着市政结构顶管工程建设质量。因此需要设计人员充分结合工程实际，并严格遵循国家相关标准要求对市政结构顶管工程中的沉井结构进行优化设计[1]。

2 市政工程中的沉井关键施工工艺分析

2.1 沉井制作

在市政工程沉井施工中的沉井制作施工工艺中，首先要求相关工作人员认真依照施工设计图纸，进行精准放线，在此基础上利用专业的检测仪器设备准确测定水位线，在水位线50cm左右的位置处挖出沉井附近的土方，并对其进行表面整平，将残留其上的浮土、灰尘等清除干净。此后需施工人员以轴线控制桩为基准，参照施工图纸合理设定轴线，准确放出周边墙壁位置。同时将规定位置线内的土方全部挖出，使得刃脚周围可以呈现出角度为45°、结构形状为内浅外深的沟槽。同样需要施工人员在土方挖出之后对其进行相应的整平、压实与清理。此时施工人员需要将事前准备好的水泥砂浆均匀涂抹于沟槽斜面上，其涂抹厚度应为3-4cm。在制作井壁时，施工人员需在钢筋骨架一侧位置上设置临时支撑，并在模板支撑前完成钢管架子的搭设，使得模板得以牢固固定。而在完成所有沉井井壁制作之后按相关规定要求，依次将临时模板规范拆除[2]。

2.2 下沉准备

在尚未进行市政工程的沉井下沉施工时，施工人员首先立足工程实际，在指定位置处分别挖设了容量为100m3的贮水池与排污池，并在完成所有临时模板、脚手架等拆除施工后，将井内残存的各种杂物彻底清理干净。随后彻底密封进出水口的门洞，在确定好排放水源、电源、泥浆池和回水排放口的最佳位置后，施工人员需要按规定要求规范完成泥浆泵的组装，并使用汽车吊吊入井内。此外，对于部分沉井面积较小的市政工程，施工人员可直接选择使用专业的卷扬机完成运土操作，反之则需要使用相关大型施工机具进行运土。在统筹规划下，施工人员在进行沉井墙壁混凝土洒水养护的同时，搭设土架子，并确保架子和沉井外壁之间留有一定安全间距，以便可以将外侧土壤下沉影响降至最小，保障沉井具有良好的施工效果。此后施工人员需要全面检测沉井结构强度，精准获取混凝土强度、抗渗等级等关键参数，而后在保障沉井内外侧干净清洁的基础上，将钢筋预埋至沉井墙壁与底板的相应位置上。并直接利用施工区域内的市政物，将其作为参考科学设置水平控制线即可[3]。

2.3 沉井下沉

在市政工程沉井中施工人员经过综合考量可以选择使用专门的泥浆泵进行排水下沉施工。在施工过程中，施工人员首先需要在沉井中央位置进行取土，由此形成深度至少高于沉井刃脚标高100cm至150cm的锅底。随后从锅底中间逐渐向四周扩大，使得沉井可以利用自重完成下沉。但在取土时要求施工人员保障取土的对称性，这主要是一旦某一侧取土过多，则容易导致沉井自重偏向一边，进而直接影响沉井下沉的均匀性。为避免出现沉井下沉偏离的情况，施工人员通过在沉井外壁弹周围水平线，并将井筒内部均匀分成8等分，依次清晰标注出相应的垂直轴线，在每一个垂直轴线上吊有一个线坠，线坠和下部标板相对准。施工人员每隔2小时进行一次沉井下沉观测，一旦发现垂直线与标准垂线的偏离值超过5cm，或标高差达到10cm，则需施工人员根据实际情况，对挖土标高进行相应调整以达到纠偏的目的。特别是在沉井下沉与标高相接近时，施工人员可将砖墩分别垫在四角位置处，令沉井压于砖墩上，从而有效增强沉井下沉稳定性。

2.4 沉井封底

当沉井下沉至设计标高且经过一段时间的观测后，沉井的累计下沉量始终控制在1cm时，施工人员则应当立即进行沉井干封底施工。此时，施工人员首先需要清除刃脚位置处新旧混凝土接触面的渣土，同时适当修整井底从而构成一个完整的锅底。随后按照由刃脚逐渐向中心的顺序挖设新排水沟，并将卵石填铺于排水沟内形成一个滤水盲沟。在其中央位置处设置2个或3个连接着盲沟的集水井，使得井底地下水能够统一汇聚在集水井中，便于施工人员统一利用潜水泵将其完全排出，要求井底地下水位始终需要比基底面至少低50cm。将厚度为1.5cm的卵石均匀铺设于封底，并在其上浇筑一层混凝土垫层，待其设计强度至少达到50%后，将卷材防水层铺设在垫层上，同时用钢筋将其牢固绑扎，钢筋的两端需要分别伸至沉井刃脚中，此时施工人员按规定操作规范完成底板混凝土的浇筑、垫实捣平即可。

3 结语

采用顶管沉井方式来进行施工，既能够有效减少开挖土方的作业量和施工现场的占地面积，减少对周边环境的影响，同时其经济性也比较突出，因此得到了越来越广泛的应用。在设计大型顶管时，要对施工区域的地质水文条件以及周边环境等因素进行综合性的分析，提高结构受力计算以及验算的准确性，并根据计算结果选择相应的下沉施工技术方法，为工程项目的顺利实施创造良好的前提条件。