沉井工程施工工艺探析

倪淑芳

摘要：根据上海世龙科技有限公司投资兴建的60万居里辐照车间工程——钴原水井的特点和设计要求，选用沉井法施工工艺，阐述了沉井法在施工中的注意事项及具体施工工艺，为以后类似工程的施工提供参考。

关键诃：沉井；下沉挖土；土方运输；测量控制与观测；沉井封底

中图分类号：TU753.64

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2013）07-0158-02

1.工程简况

上海世龙科技有限公司兴建的60万居里辐照车间工程为单层753m²，其中钴原水井采用沉井法施工工艺。

钴原水井外形尺寸3616（长）×2516（宽）×6705（总高）；壁厚：钢筋混凝土壁面厚度，底板厚度由设计确定；埋深：-6.508。上口标高：0.197。

2.工艺要求

由于钴原水井具有防辐射要求，所以除满足一般沉井工程施工要求外，对于该工程还有以下工艺具体要求：

2.1井内壁的垂直度，误差应小于2/1000；井内壁的尺寸，误差应小于+5mm；井内壁应平整，壁面不平度，误差应在5mm之内。

2.2井壁、井底预埋件5}}槽钢和L100×100×10之锚杆按4T/m拉力计算；预埋件应平整，纵横预埋件交接处应进行焊接，满焊h=6，焊条J422。

2.3对位于水井井台的进水管、吸水管、溢流管设计和施工要求：均为不锈钢管；件号7和8钢板在焊内衬前调高到钴原水井不锈钢内衬图所指的位置，且校水平。

2.4井台口四周排水沟用水泥粉平；标高-0.400mm以上井台部分因设置预埋管和预埋件，可进行二次施工，并应设置施工缝。

2.5钢筋混凝土壁面和底板必须满足抗渗要求，确保不渗不漏，并作检漏试验；钢筋混凝土壁面厚度，底板厚度由设计确定。

2.6井台按图示要求设置泄水槽，泄水槽最低处应设置排水管，并引至辐射室排水总管，由壁面排向辐射室地面（与给水专业配合）。

2.7除满足上述工艺要求外，还应满足《工艺对土建工程施工设计和土建施工的技术要求》和GB17568-1998《Y辐射装置设计制造和使用规范》以及国家有关土建设计规范。

2.8在不锈钢复面施工时，应按《工艺对土建工程施工设计和土建施工的技术要求》中提出的要求密切配合井复面的施工；不锈钢板之间的焊接应采用氩弧焊。

2.9井台处需预埋不锈钢管，作为水处理系统循环水吸水、进水、溢流三根不锈钢管的位置和尺寸由土建给排水专业提供；尺寸3266（+5、0）和2166（+5、0）为井台口不锈钢角铁面之间的距离。

2.10钴原水井采用人工开挖，开挖时必须做好基坑的降水和围护工作，同时应该注意基底土体的保护，严禁扰动土体；结构混凝土强度等级为C30，抗渗等级为0.8MPa（S8）；钢筋保护层厚度：底板板底为50mm，其余均为40mm；钢筋为HPB235（（p）或HRB335（（p）级，其余钢材材质未注明为Crl8Ni9Ti。

2.11钢筋采用焊接连接，同一连接区段内纵向接头面积百分率不应大于50%。

2.12所有的混凝土必须严格捣实，并有良好的级配，应保证混凝土的不透水性，混凝土浇筑后应加强养护。当施工条件限制必须留施工缝时，在新浇混凝土前必须将施工缝凿毛洗刷干净，刷掺有微膨胀剂的纯水泥砂浆界面剂一道，然后再浇筑新混凝土。

3.施工方法的选择与沉井施工程序

为了减少钴原水井施工期间对土体的扰动，以确保迷宫墙体的整体稳定性，对于钴原水井采用沉井法施工工艺。

施工程序：平整场地→测量放线→开挖基坑→铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座→沉井制作→布设降水井点→抽出垫木→封底→浇筑底板混凝土→施工顶板及辅助设施等。

4.沉井的制作

4.1制作顺序

制作顺序为：场地整平→放线→挖土3m深→夯实基底→抄平放线验线→铺砂垫层→挖刃脚土模→安设刃脚铁件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→养护、拆模→外围檩槽灌砂→抽出垫木或拆砖座。

4.2地基处理

为了防止由于地基不均匀下沉而引起井身裂缝，应先对地基进行处理。本工程拟采用碎石、灰土垫层，用打夯措施使地基密实。

4.3刃脚支设

本工程拟采用砖刃脚。

4.4井壁制作

4.4.1本工程井壁总高度为6705mm，拟在修的钴原水井的地面上制作。

4.4.2制作前预先采取井点降水措施，拟从自然地坪向下挖深2m，还有4.705m在自然地坪以上，为了防止施工缝处如处理不当，易造成渗水的通病，本工程井壁不设施工缝，采用一次制作浇捣成型，然后进行一次下沉。

4.4.3模板支设：本工程拟采用18厚多层板自制成木模板；采用100×100方木做龙骨，另采用φ48×3.5钢管配合做支撑；采用（φ16mm钢筋做拉紧螺栓坚固，在螺栓中间设止水板；木模表面刨光，涂脱模剂两度，以达到清水混凝土效果。

4.4.4钢筋绑扎：沉井钢筋采用吊车垂直吊装就位，用人工绑扎。竖筋可一次绑好，水平筋分段绑扎。内外钢筋之间加设φ14mm钢筋铁码，每1.5m不少于一个。钢筋用挂线法控制垂直度，用水准仪测量并控制水平度，用木卡尺控制间距，用水泥砂浆垫块控制保护层。沉井内隔墙可采取在内壁墙连接部位预留插筋，下沉完毕后，再施工隔墙。

4.4.5混凝土浇筑：采用商品混凝土，混凝土泵车沿井周围进行分布均匀地浇筑，每层厚500mm。

4.5浇筑混凝土注意事项

4.5.1应将沉井分成若干段同时对称均匀分层浇筑，每层厚30cm，以避免地基造成不均匀下沉或产生倾斜。

4.5.2混凝土应一次连续浇筑完成。

4.5.3由于井壁有抗渗要求，因此不设施工缝。

4.5.4混凝土采用自然养护。为加快拆模下沉，冬季可在混凝土中掺加抗冻早强剂或用防雨帆布悬挂于模板外侧，使之成密封气罩，通蒸汽加热养护。

5.下沉挖土方法及注意事项

本工程拟采用排水下沉挖土方法，在沉井外部周围设置轻型井点，使井内保持挖干土。由于井内面积不大，拟采用人工挖土。挖土必须对称、均匀地进行，刃脚部位采用跳槽破土，使沉井均匀地下沉。挖土方法随土质情况而定。

5.1普通土层

在沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖土厚0.4-0.5m，沿刃脚周围保留0.5-1.5m土堤，然后再沿井壁，每2-3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的削薄土层，每次削5-10cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂，沉井便在自重作用下均匀垂直挤土下沉，使不产生过大倾斜。如下沉很少或不下沉，可再从中间向下挖0.4-0.5m，并继续向四周均匀掏挖，使沉井平稳下沉。

5.2沉井的辅助下沉方法——射水下沉法

即用预先安设在沉井外壁的水枪，借助高压水冲刷土层，使沉井下沉。

5.3下沉注意事项

5.3.1沉井下沉位置的正确与否，开始5m以内，要特别注意保持平面位置与垂直度的正确，以免继续下沉时不易调整。

5.3.2为减少下沉的摩擦阻力和以后的清淤工作，在沉井的外壁随下沉随填砂的方法，以减轻下沉困难。

5.3.3挖土应分层进行，防止锅底挖得太深，或刃脚挖土太快以防突沉伤人。再挖土时，刃脚处、隔墙下不准有人操作或穿行，以避免刃脚处切土过快伤人。

5.3.4在沉井开始和将沉至设计标高时，周边开挖深度应小于30cm或更薄一些，避免发生倾斜。在离设计标高20cm左右应停止取土，依自重下沉至设计标高。

5.3.5井下操作人员应戴安全帽、穿胶鞋、防水衣裤；应有备用电源；潜水泵应配装触电保安器。

5.4土方运输方法

拟在井上搭设悬臂或人字桅杆，用卷扬机垂直提升到井上部平台装车运出。

6.测量控制与观测

沉井位置标高的控制，是在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准基点，以控制位置和标高。沉井垂直度的控制，是在井筒内按4或8等分标出垂直轴线，各吊线坠一个对准下部标板未控制，并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测。挖土时，随时观测垂直度，当线坠离墨线达50mm，或四面标高不一致时，即应纠正。沉井下沉的控制，系在井筒周围弹水平线，或在井外壁上两侧用白铅油画出标尺，用水平尺或水准仪未观测沉降。沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，每班至少测量两次（于班中及每次下沉后检查一次），接近设计标高时应加强观测，每2h一次，预防超沉。由专人负责并做好记录，如有倾斜、位移和扭转，应及时通知值班队长，指挥操作人员纠正，使偏差控制在允许范围以内。

7.沉井封底

当沉井下沉到距设计标高0.1m时，应停止井内挖土和抽水，使其靠自重下沉至设计或接近设计标高，再经2-3d下沉稳定，或经观测在8h内累计下沉量大于10mm时，即可进行沉井封底。

本工程拟采用排水封底（即干封底）：首先将新老混凝土接触面冲刷干净或打毛。

封底一般铺一层150-500mm厚碎石或卵石层（由设计确定），再在其上浇一层厚约0.5-1.5m的混凝土垫层，在刃脚下切实填严，振捣密实，以保证沉井的最后稳定。达到50%强度后，在垫层上绑钢筋，两端伸入刃脚或凹槽内，浇筑上层底板混凝土。封底混凝土与老混凝土接触面应；中刷干净；浇筑应在整个沉井面积上分层、同时、不间断地进行，由四周向中央推进，每层厚30-50mm，并用振捣器捣实；当井内有隔墙时，应前后左右对称地逐孔浇筑。混凝土采用自然养护，养护期间应继续抽水。待底板混凝土强度达到70%后，停止抽水。

8.结语

钴原水井施工范围小，挖土深度深，不适宜大开挖机械化施工，所以施工前对几种施工方案进行了比对，最后决定采用沉井施工。施工中各施工环节层层把关：沉孔采用人工挖土，运土采用拟在井上搭设悬臂或人字桅杆，用卷扬机垂直提升到井上部平台装车运出；沉井准备、制作、下沉、封底紧扣工艺，严格按施工方案和规范操作；施工中加强测量控制与观测。经过采取各种有效措施，使沉井施工达到了预期的目的，有效地保证了工程的质量。