堤防工程中的堤脚沉井施工技术探讨

钟 源

广州市水电建设工程有限公司，广东 广州 510000

1 工程概况

此次堤防工程沉井施工项目是按照百年一遇洪水标准设计的，其工程等级为一级。针对该工程堤脚和堤身受潮水冲刷和侵蚀的现状，提出的施工改善方案是在堤脚位置设置混凝土沉井，以消除安全危害。该工程为构建防冲沉井结构，在堤脚共设置1400余只沉井，对其采用钢筋混凝土结构，底部采用混凝土预制块进行封底，沉井内部进行块石混合料回填，外侧采用抛填块石，上部应用钢筋混凝土以起到护坦作用。

2 堤防工程堤脚沉井施工流程及技术要点

2.1 施工准备

对于堤防工程中的堤脚沉井施工，首先应做好施工准备，在下沉之前，施工人员要先开展测量放样定位，并准备好施工所用的各项材料和机械设备，并要明确沉井构造，如图1所示。在具体的测量放线实践工作中，利用经纬仪准确放出沉井外缘线，并每隔20m插1根花杆用于定位，同时引设临时高程点。按照测放完成的外缘线加密点，架设经纬仪，有利于对沉井轴线的方向进行合理控制，并对轴线样核纠正，使用水准仪控制高程。当测量出沉井的各项高程之后，结合业主及监理工程师复核建议，实施引测点放样，调整各点。

图1 沉井构造

2.2 冲沉施工

在堤防工程中开展沉井定位工作时，需要注重井与井之间的缝隙处理，严格依据设计要求设置沉放轴线，使其能够满足设计规范和标准。一般情况下，施工人员可采用放沉井群的方式，即一次开挖到位，保证2～3只沉井施工顺利完成。施工时，第一只沉井就位后应预留出一定的自沉高度，以便于沉放第二只井，然后利用挖掘机平推沉井的下部，保证间隙控制在3cm。在进行沉井冲沉时，需要配置至少2支高压水枪，用于减缓沉井的下放速度，防止出现超沉的情况。若发生下沉不足时，则可借助高压水枪缓慢调节，或在沉井顶盖上覆盖一层木板，再进行轻压下沉。若仍未沉放就位，则要将沉井吊起并重新开挖基坑，经长臂反铲后进行开挖沉放[1]。

2.3 沉井安放

沉井的安放是整个施工过程中的关键环节，为充分确保安放位置的准确性，应制定相应的误差控制标准，如表1所示。在沉井沉放到位后，还应控制沉井之间的距离，以免在冲沉时造成相邻井出现位置偏差。在具体工程实践中，可将已经就位的沉井使用三脚扒杆悬吊葫芦来控制高程，并在两侧采用锚钩定位[2]。另外，还需及时开展井内的块石混合料填筑作业、井外土工布铺设和混合料回填等，具体作业时，施工人员可应用水力冲沉法实施土工布铺设作业，在土工布的两侧合理绑扎钢管，为保障沉井安放有序进行，可适当在底端增加一定的配重，以更好地辅助下沉。

表1 沉井安放允许偏差 单位：cm

2.4 沉井下沉

沉井下沉时需采取有效的处理措施，以提高沉井施工的准确性。在工程实践中比较常见的现象是沉井倾斜，其引发原因一是残余块石较多，两边下沉阻力呈现不均匀的现状，二是井底粉沙土受到不均匀扰动[3]。针对这一状况，施工人员首先应注重加强倾斜或者位移相反方向的井壁下方粉沙土扰动，具体操作是增加高压水枪的下插深度，并结合实际情况适当倾斜、移动等，如必要时应暂时停止对另一侧的扰动。当其存在块石时，施工人员要抽干井底泥沙，并依靠人工将块石进行搬移，其下沉施工示意如图2所示，先对井壁进行浇筑，再实施开挖下沉。接高井壁后继续按照设计要求挖土下沉，到达预定标高后，可浇筑封底混凝土。

图2 沉井下沉施工示意图

2.5 沉井内侧土工布冲沉埋设

在堤防工程中开展堤脚沉井施工，需注重把握土工布冲沉埋没技术要点。在沉井沉放作业完成后，基坑回填之前，可开展沉井内侧土工布施工。相关操作人员在沉放时需应用水力冲沉法，按照设计要求裁开土工布，并预留直径为8mm、长度为60cm的钢筋作为备用。在实施沉放作业时，可使用高压水枪冲拢粉沙土，将其沉下到设计标高位置。完成沉放后，可将上端的二角固定在沉井吊环上。在后续施工工序中，还需注重保护已经完成施工的土工布，特别是在回填作业中，必须保证土工布在沉井的间隙中具有良好的平整度。

2.6 沉井基坑回填作业

基坑回填是堤脚沉井施工技术的重点内容，在沉井沉放10m时，可跟进回填作业。如果此时基坑内部的渗水量较小，可在5m左右进行回填，无须设置集水坑等设施。在回填的操作中，在沉井的外侧采用块石回填，内侧需先铺设无纺土工布，再回填块石混合料。对于基坑两侧需要同时进行回填，均匀填筑，尽可能避免沉井倾斜问题。在回填沉井内测的过程中，要先铺设一层土工布，再填入块石混合料，保证使用规格为400g/m2的无纺土工布。对于回填的块石，应选择质地良好、级配均匀的石料，其粒径应不超过20cm、含泥量小于5%。当填筑材料进场后，可直接停在沉井外侧，结合挖土机抓料及人工搬运等方式开展回填，保证填石密度符合相关标准。

2.7 沉井清淤及封底

施工人员需要在整个工程中重点关注沉井清淤和封底作业，在沉井两侧的回填结束后，利用高压水枪进行冲瘀，同时利用标杆测量以更好地控制冲瘀深度，再使用泥浆泵将井内的泥浆水有效抽出。在开展施工作业前，操作人员应通过标尺及水准仪等，对沉井的实际标高进行测定，确定清淤深度。在施工过程中，一般是借助高压水枪进行边冲瘀、边测量，以合理控制冲瘀深度，在达到设计要求后立即转向相邻沉井，并进行混凝土预制块安放作业。

3 堤防工程中堤脚施工控制措施

（1）开展沉井施工作业前，应对业主所提供的沉井质量进行检查，重点针对严重麻面、蜂窝及裂缝等进行控制，如存在缺陷，则要进行报废处理。如果沉井表面仅存在轻微的麻面和蜂窝，可进行补强修整，检测其质量符合施工要求后，才可投入使用。（2）实施沉井冲沉施工前，需开展沉放试验，以此明确具体的施工方案，不得盲目开展冲沉作业。同时在操作中还需详细、准确记录各项原始数据。（3）严格控制沉井内回填的块石混合料，必须进行试验检测，保证其最大粒径小于20cm，并且细骨料中粒径在15cm以下的材料应占全部的70%，含泥量应保证在5%以下。（4）在沉井沉放施工完成后，必须立即采取相应的加固措施，使未回填的沉井能够与已回填的沉井进行有效连接，形成一个整体，进而最大限度地防止沉井施工而导致相邻沉井出现超沉、偏移等问题。（5）在沉井的混凝土预制块封底施工时，应先开展全面的清井作业，经过工程监理单位验收审核后，才可投入使用。

4 结束语

综上所述，由于堤防工程中的堤脚会受到潮水的冲刷和侵蚀，长此以往很容易形成严重的安全隐患。为有效解决这一问题，应科学采用沉井施工技术，充分保障堤防工程的正常使用。在实际工程建设过程中，施工人员需要严格遵循和把握沉井施工流程以及相关技术要点，做好沉井下沉前的准备工作，合理进行冲沉施工，并要控制沉井安放的允许偏差，正确处理沉井下沉倾斜等问题，同时要强化沉井内侧的土工布冲沉埋没施工技术、基坑回填技术及清淤和封底技术，并采取有效的技术控制措施，提高沉井施工质量。