浅谈自调式防沉、防盗井盖

刘伟华

(上海奉贤建设发展(集团)有限公司,上海市 201400)

浅谈自调式防沉、防盗井盖

刘伟华

(上海奉贤建设发展(集团)有限公司,上海市 201400)

分析了窨井沉降的原因,介绍了目前市政道路窨井施工的方法及针对沉降的一般对策。着重论述了自调式防沉、防盗井盖不同于常规井盖的特点和施工方法。

窨井；沉降；自调式；防沉；防盗；井盖施工

0 引言

为适应城市的发展需要,满足广大市民对维护市政设施完好的需求,为解决制约市政井盖设施养护时存在的突出问题,提高井盖设施的管养水平和城市道路维护标准,通过实地调研,进一步了解目前道路井盖存在的问题,结合奉贤区的实际情况,现就自调式防沉、防盗新型井盖与常规井盖的技术性能进行分析,供上海路政管养部门参考。

根据多年道路工程施工的反思,认为窨井平整度的技术问题已基本解决,但是施工细节不完善。细节决定成败,从细节入手,提出全新的解决方案。

本文是通过对窨井盖座的可调整能力的设计,通过预设的螺栓可以升降盖板及盖座的高度,使窨井盖座下沉后可以进行一定高度上的调整 ，继续保持与周边路面基本平整。此为新型专利产品,是一种窨井沉降后被动处理方式,调节过程和效果较好。

1 窨井沉降原因分析

窨井,直接承受震动荷载,沉降造成平整度达不到要求,其基本原因为三类,即地基承载力不足、窨井井身施工质量差、施工回填质量差。此三类原因相互影响,又各自独立,共同破坏道路使用功能。由于路面面层的不密实,造成进水、脱皮、破碎等问题,从而引起窨井结构及局部路面基层结构的破坏。针对此三类分别阐述如下。

1.1 地基承载力不足

窨井基础及本身的承载力、刚度较强,与道路是分离体。窨井在车辆振动荷载作用下,且地基不足以承载时,窨井整体下沉。

1.2 施工回填质量差

窨井周边的回填质量差,下层土基础达不到应有的密实度，造成道路结构板块碎裂，下沉将成为必然。

1.3 窨井施工质量差

(1)井盖基座上砂浆圈施工质量差。由于铸铁盖板基座边较薄,很难施工好。

(2)窨井渗水、漏水。施工中窨井的制作往往不被重视,墙身砌筑过程中,砂浆质量差,砌筑时砂浆不饱满,砖的材质不达标,粉刷质量差,都将造成窨井整体承载能力差，加之在使用过程中漏水、侵蚀等破坏作用 ，引起窨井逐渐下沉。因窨井下沉引起面层开裂进水、振动冲击,继而引起窨井及周边路面更多更快地进一步被破坏。

1.4 路面面层质量原因

由于路面面层不密实的原因引起的进水、脱皮、破碎等问题,都会造成窨井结构及局部路面基层结构的破坏和承载力下降,引起和加剧窨井的进一步破坏。

2 目前市政道路窨井施工方法

目前市政道路窨井是由模块砌筑,只要按要求施工,质量可以保证。模块有多种规格可供选择。用这些模块砌筑的窨井,在施工过程中抓住每个细节,可解决渗水问题。

针对施工回填质量差,如果每一个窨井边都能用三轮压路机来回碾压,道路和窨井形成一个完整的结构层,窨井侧土体就不至于沉降。

所以,细节决定成败。

3 针对引起窨井沉降原因的一般对策

窨井用模块砌筑,井边回填土必需用三轮压路机来回碾压,否则用打夯机层层夯实,确保道路和窨井形成一个完整的结构层,窨井侧土体就不会沉降。这样解决了施工回填质量差、窨井施工质量差而引起的窨井渗水、漏水问题。其余几个问题提出解决方案如下。

3.1 针对地基承载力不足问题

当窨井、沟槽采用反开挖法施工,基础在路基处理层之下时,如遇淤泥质等差土层,必需处理。可采用换填50 cm厚15%水泥土,面积扩大,提高窨井底部地基承载力。作为管道基础也应换填15%水泥土处理,满足运行要求。水泥土在车辆振动荷载作用下,不会液化,由于窨井底部处理面积扩大,能够解决地基承载力不足问题,从而预防整体下沉。同时,当窨井有渗水时,因水泥土不液化,可减轻窨井破坏。窨井底部加强地基不可用块石和灰土。

3.2 窨井与周边道路刚度不一致的问题

通常,窨井与周边道路刚度是不一致的,两者不能同步沉降,针对此问题,可用土工格栅解决。从当前的设计来看,客观上造成窨井独立于路面 ，与路面结构在承载力上不相关,这种“先天不足”造成窨井会相对于路面下沉或铸铁盖座明显高出周边路面突起,在车辆车轮作用下，会进一步下沉和破坏,随着破坏延伸,路况越来越差。

3.3 井圈侧砂浆圈施工质量差的问题

在窨井上,不管你用何种形式井圈、井盖,均不可用砂浆填筑与路面沥青之间的空隙,所填充的井口没有一个不坏。所以所用填充物必须同路面结构层,并要在井圈下增一层土工格栅,格栅位于井盖下座浆层内,才可以与路面应变整体一致。

3.4 加大混凝土盖板的“大盖板”对窨井变形影响

大盖板通过扩大来自盖座荷载的承载面积 ，由周边路面结构承载或共同承载，减小窨井本身的负荷,从而消除和减少局部下沉,该方案用于道路维修是合适的。

3.5 加强边口质量保证

路面摊铺过程中,对于道路上的窨井,在底层料进行摊铺前用钢板进行覆盖,以避免在摊铺过程中遇到窨井而抬升摊铺机,保证平整度。在摊铺细料前,把窨井抬至实际摊铺高程,窨井的抬法应根据底层料摊铺情况及细料摊铺厚度结合摊铺机摊铺时的路况来调升,以保证窨井和路面的平整度,不至出现跳车情况。对于细料摊铺后积聚在窨井上的粉料应用小铲子铲除,清扫干净。

摊铺机和压路机难以正常操作的部位,要辅以小型机械或人工操作快速进行,还应用人工夯锤、热烙铁补充压实。

3.6 调高窨井盖座

可调高窨井盖座为新型专利产品,是一种窨井沉降后被动处理方式,但上海地区尤其奉贤地区以及外区、外省大面积推广相对力度不大。

4 常规井盖出现的问题

常规井盖使用的材质为灰口铸铁、水泥、钢纤维复合材料等,寿命约为2～5 a,长期的反复碾压,井盖出现缺角、断裂、松散、变形,井体下沉或破碎剥落。

造成后果：(1)安全隐患；(2)开启困难,维护不便；(3)噪声大,投诉案件多；(4)使用寿命短,受力不均匀；(5)人行道规格不一,影响城市美观；(6)易下沉,调节困难,影响路面平整度。

5 常规井盖出现问题的主要原因

常规井盖增大底盘以承受荷载的传统结构,将交通荷载通过底盘直接传递到井体。日益增长的交通荷载及载重量导致井盖与井体接合部位的混凝土砂浆破碎剥落,井体长期受压下沉引起井盖的下沉,最终造成路面的下陷及起伏不平。

6 自调式防沉、防盗井盖

6.1 自调式防沉、防盗井盖的性能特点

使用球墨铸铁QT500-7材质,具有较强的抗拉、抗压、抗腐蚀等性能,寿命可达50 a以上；有良好的物理韧性,其强度是灰口铸铁井盖及其它材质井盖2倍,又有钢材的韧性；井盖直接落座在沥青路面上,与路面紧密整合为一体,是能消除路面井盖下沉等常见问题的新型井盖。井盖与井体的连接方式改为承插式,来自上部的压力被分散到道路的结构层,使井体所承受的负荷减少80%以上,承载等级不小于400 kN。

6.2 产品结构的特点

(1)法兰式上盘面：井盖成为路面完整的一部分,将负荷直接分散到路面结构层。整个新铺装沥青层的最终紧实度取决于道路的承载等级。

(2)嵌入式胶条：有效减少震动,防止响声,防止脱落。

(3)承插式结构：井框的下部与井体的内壁紧密配合。

(4)三点弹簧臂锁定装置

a. 防止意外开启,稳固安全；

b. 防止跳动、位移；

c. 大幅减少受冲击产生的振动,大大减少井盖周边路面碎裂的可能；

d. 防止响声；

e. 轻松而人性化设计的开启结构；

f. 120°开启位置；

g. 防止意外闭合的安全铰链；

h. 不锈钢铰链轴,连接更牢固,隐藏于法兰式盘面以下,防盗性能更优越。

(5)座框上铸有可放置垃圾收集篮的卡槽

自调式防沉、防盗井盖既适合旧路面的井盖更换,也适合新道路的施工,作业面小,施工快捷方便,即刻通车,无需养护。

6.3 自调式防沉、防盗井盖维修更换12步骤

6.3.1 步骤一:准备

(1)施工前围蔽工作,文明施工；

(2)标注施工范围,可根据需要将路面切割出方形或圆形的施工面。

6.3.2 步骤二:切割

(1)将路面按所需尺寸切割开(切割范围需满足冲击夯操作面宽度,以直径120 cm为宜)；

(2)确定操作面深度(17～25 cm为宜)；

(3)凿除旧井盖及水泥井环。

6.3.3 步骤三:凿除

(1)将旧的井盖取出；(2)修整及清洁操作面。

6.3.4 步骤四:安装混凝土调节环

(1)根据需要将不同高度的混凝土调节环固定在窨井顶部；

(2)确保混凝土调节环顶部与路面标高距离在12～16 cm范围内。

6.3.5 步骤五:放置安装限位井圈

(1)将安装限位井圈套进混凝土调节环中,确保安装限位井圈的高度与原路面标高一致；

(2)为保证井盖能正确地安装到位,必须保证安装限位井圈的底部是处在被套在调节环内的位置。

6.3.6 步骤六:填充沥青

(1)在操作面表面淋适量乳化沥青；

(2)用沥青填充操作面。

6.3.7 步骤七:夯实沥青

(1)分层填充沥青,每层50 mm厚为宜；

(2)每填充一层沥青即用强夯机夯实一次；

(3)如此反复,直至填充沥青至与旧路面高度基本一致。

6.3.8 步骤八:调节安装限位井圈高度

(1)将安装限位井圈的表面高度提高至高出路面标高20 mm的位置；

(2)夯实沥青以固定安装限位井圈。

6.3.9 步骤九:摊铺沥青

将沥青填充至高出路面标高20 mm,即与安装限位井圈相同的高度。

6.3.10 步骤十:垂直取出安装限位井圈

现场预制结构完成,一个预制结构就完成了。此时,沥青铺装层高于路面标高20 mm。

6.3.11 步骤十一:放入井盖

将自调式防沉、防盗井盖小心垂直放入预制结构。

6.3.12 步骤十二:压实

(1)压实：使用压路机将井盖压入路面中,使之与路面浑然一体。

(2)清理：必须清理干净所有塞在开启口、铰链及透气孔中的残余沥青,以保证井盖日后的正常使用。

(3)通车：施工完毕即可开放交通,无须养护,非常适用于抢修工程。

7 结语

常规井盖与城市建设发展不匹配,品牌规格及材质繁杂,给社会资源造成极大的浪费,也提高了管理和维护成本,发展前景不明朗。自调式防沉、防盗井盖因外观和结构设计理念先进,品种较单一,利于资源的节约和综合,而且使用寿命长,防震、防噪、防跳、防盗、防意外闭合功能强,市场认可度较好,使用前景广阔。

U418.7

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1009-7716(2015)09-0179-03

2015-04-16

刘伟华(1972-),女,上海奉贤人,工程师,主要从事市政、公路施工与管理工作。