浅谈污水处理厂大型沉井施工质量的控制

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　　摘要：本文主要是结合工程实际，简要探讨了大尺寸沉井施工质量的控制，并重点分析了施工过程中遇到地下水较大且下沉困难的原因与解决措施，同时提出顶管工作井中需要注意的几个问题，以供参考。
　　关键词：污水处理厂；大型沉井；施工质量控制
　　1工程概况
　　 福永等十座BOT污水处理厂厂外配套供电、供水及道路工程―横岗厂外污水进水总管工程顶管施工位于深圳市龙岗区嶂背村，设计厂外污水进水总管全长约570m，管径1800mm，其中穿越河道段42m采用围堰明挖施工,其余为顶管施工，采用钢筋砼胶顶管（内衬PVC）,钢筋砼胶顶管采用套环接口。Φ7500mm顶管工作井3个，Φ4000mm顶管接收井5个。
　　2 大尺寸沉井如何控制施工质量
　　 沉井基础特点是埋置深度可很大、稳定性好、整体性强、能承受较大、刚度大的荷载作用。沉井基础的适用条件:（1）表层地基土的承载力不好，河中有较大卵石不便于桩基施工，或地下深处有较好的持力层，或山区河流中冲刷大；（2）岩层表面较平，覆盖层薄，但河水较深等条件下，即当水文地质条件不不适合修筑天然地基和桩基时，从经济角度考虑，可选用沉井基础。沉井基础本身不仅为基础，也是施工时的挡土、防水围堰结构物，施工工艺简单。笔者结合多年工程实际，将其质量控制应注意的主要事项归纳如下，并重点分析了施工过程中下沉困难的原因及解决措施。
　　2.1底节沉井制作注意事项
　　制作场地要整平夯实、铺设垫木；刃脚下应满铺垫木，做法为在刃脚的圆弧部分应径向铺设，其直线段应垂直铺设，目前比较常用的是长短两种垫木相间布置。
　　2.2沉井接高时注意事项
　　保证各节混凝土间紧密接合，各节沉井的竖向中轴线应与第一节的重合，外壁应竖直平滑；立接高沉井模板时，为防止沉井因自重增加产生不均匀下沉，造成新浇筑的混凝土引发裂缝，因此不适合直接支撑于地面上。
　　2.3沉井下沉前抽垫木注意事项
　　拆除垫木一定要在沉井混凝土达到设计强度后再进行；四根固定垫木的位置是按照沉井支撑点和跨中应力相等原则规定的。抽垫时要严格执行以下原则:以固定垫木为中心，从远到近且先短边后长边，再撤四根垫木。抽垫的顺序依次为:拆内模，拆外模、拆隔墙下支撑和底模、最后撤隔墙下的垫木、撤井壁下的垫木。
　　2.4 沉井无法下沉
　　 沉井下沉原理为：主要是从井孔除土，再消除刃脚正面阻力及沉井内壁摩阻力，最后依靠沉井自重下沉。排水挖土方法要根据土质情况制定，一般情况下分为排水挖土下沉和不排水挖土下沉。在渗水量不大或稳定性较好的土层，抽水时翻砂现象不会发生，此时要选择排水挖土下沉，要不就是选择不排水挖土下沉方法。而沉井无法下沉的原因，主要原因是因为沉井自身重力克服不了井壁摩擦阻力，或者是由刃脚下遇到大的障碍物所致。以下探讨从增加沉井自重和减小井壁摩擦阻力两个方面来解决因摩擦阻力过大而使下沉困难的方法。
　　 （1）增加沉井自重，方法是提前浇筑上一节沉井，或在沉井顶上压重物(如铁块、砂袋或钢轨等)迫使沉井下沉。对于那些不排水下沉的沉井，可通过抽出井内的水的方法来加重沉井自身，但应用此类方法的前提是要确保土不会产生流砂现象。
　　 （2）沉井外壁的摩擦阻力减少，其具体做法：可在井壁内埋设高压射水管组，通过借助高压水流冲松井壁附近的土，使水流沿井壁上升而润滑井壁的方法，从而使沉井摩擦阻力减小；也可将在施工中尽量使沉井外壁光滑，或把沉井设计成阶梯型、钟形；值得注意的是所列出的这几项解决措施，在设计时就应考虑。
　　 （3）在刃脚下挖空的状况下，可选用炸药，通过炮震使沉井下沉，虽说这类方法对沉井快沉至设计标高时效果不错，但也要注意避免震坏沉井，炸的次数尽量要少且用炸药量也要少。
　　3 顶管井中要注意的事项
　　3.1事前控制要点
　　 （1）熟悉掌握水文地质、施工区构筑物情况：开工前监理人员应根据建设单位和设计单位提供施工界域内地下管线等构（建）筑物资料、工程水文地质资料，组织有关施工人员深入沿线调查，掌握现场实际情况，做好施工准备工作。
　　 （2）顶管专项施工方案的申报与批复：在顶管施工施工准备工作之初，要求承包人编制顶管专项施工方案，并报监理进行初审，主要审核方案内容是否齐全、方法是否可行、数具是否准确，初审合格后承包人要组织专家进行顶管专项方案的论证，并按专家提出的意见修改，然后监理进行批复。
　　 （3）顶管管材生产厂家选择与核备：施工单位应提前将所选择的顶管管材生产厂家的质资情况报监理部核备，资料应包括：厂家简介、厂家质资、产品生产许可证、生产能力和生产业绩等。
　　 （4）管材厂家检查与管材进场验收：所用管材必须经过业主、监理、施工各方联合考察检查，进行随机抽样，封样后进行外荷载试压和内水试压，试验合格后，方可使用。对进场的管材，审批施工单位进场材料报验单。审查内容：施工单位提交的出厂证明书、出厂合格证和进场检验记录，核对进场管材编号和数量，并进行外观检查，且要求出厂证明书应生产厂家统一编号。
　　 （5）复核地面施工测量控制点和地下测量控制点：顶管开工前对施工控制点和地下测量控制点进行复核，审批施工单位提交的测量成果报验单；施工单位应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。施工单位所用仪器应符合要求，平面控制点和水准点应复核，引用原点准确。施工单位利用工程开工已建的施工控点进行建立顶管测量控制点，要求其对原有测量控制系统进行复测，同进对深井进出洞口的轴线和高程进行复测，监理对得复测的测量结果和顶管施工控制点进行复核。
　　 (6)此外，要检查顶管设备的进场、安装、调试。
　　3.2 事中控制要点
　　 （1）在开机顶进前的检查：全部设备经过检查、试运转；顶管机在导轨的中心线、坡度和高程符合要求；防止流动土或地下水由洞口进入工作井的技术措施落实；拆除洞口封门的准备措施已落实。（2）工具管开始顶进5～10m的范围内，允许偏差应为：轴线位置3mm，高程0～+3mm。当超过允许偏差时，应采取措施纠正。在软土层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，可将前3～5节管与工具管联成一体。
　　3.3 事后控制要点
　　 施工要点概述：（1）一段管节顶通后，应及时将管道与进出洞口的空隙用木楔塞紧，并用麻筋水泥封堵，管道与井壁洞的连接应符合设计要求；（2）对有中继环的应将中继环伸缩部分回缩，同时继续推顶将管道靠拢，拆除中继环千斤顶，经对中继环壳体清洗后，按施工组织设计要求对中继环部分浇筑钢筋混凝土内衬并抹光粉圆；（3）利用原有压浆系统，压入水泥粉煤浆液，对触变泥浆套进行置换和固化，随即拆除压浆管封堵压浆孔并用水泥砂浆压光；（4）将管道内的所有施工管线、出土设备、工作坑内的全部顶管设备分拆后吊上地面。压浆设备、起重设备等按需要转入下一顶管工作坑待用；（5）对管道及接口自查，有损坏必须予以修补。内壁接口间隙，按设计要求进行嵌缝、密实、平整；（6）对地下管线、构筑物、路面、铁路等按规定期限进行沉降测量；（7）清除管内杂物；（8）测量管道轴线、管底标高及管道长度，绘制管道竣工图；（9）对有防腐要求的，应按设计规定施工防腐涂层；（10）按设计要求在工作坑、接收坑内施工检查井、流糟、盖板、窨井，并修复路面，恢复原貌。
　　4 结论
　　 从本次工程施工过程的实践分析可知,选用先进行沉井下沉施工，再进行沉井封底施工, 质量控制取得不错的效果。同时控制沉井施工要达到好的下沉质量，不产生倾斜问题，选择合理的施工步骤十分关键。此外，在施工中也要注意观察石质突变、软硬不一或有无夹层等地质条件的变化，这样才能尽可能避免事故发生并能及时调整施工事项。总之，要控制管理好沉井施工质量，要根据工程实际情况作具体分析，且在施工前根据现场实际情况认真编写施工组织设计文件。
　　参考文献
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