马三家污水处理厂沉井施工技术分析

段西兵

【摘要】本文结合沈阳市马三家污水处理厂一期工程实例，分析了沉井工艺原理及施工技术、控制方法等，为日后类似沉井工程施工提供参考。

【关键词】污水处理厂；沉井；施工技术；下沉；封底

1工程概况

沈阳市马三家污水处理厂一期工程位于于洪区马三家街道静安村，总规划面积96161m2。污水处理厂建设总规模85000m3/d。本次实施为一期工程，建设规模20000m3/d。包括粗格栅及进水泵房、细格栅井及沉砂池、生化池、二沉池及配水井、高密度沉淀池、消毒池及出水计量槽等，其中进水泵房采用钢筋砼沉井结构。

2沉井方案的确定

施工时采用不排水下沉，井壁分三段①、②、③浇筑，①、②段浇筑完成后一次下沉，然后进行③段浇筑。内隔墙后浇，沉井采用水下封底。各段井壁标高如下①17.85m～25.35m；井壁②25.35m～32.35m；井壁③32.35m～33.45m。

在沉降刃脚下每隔0.6m设置1.5*0.2*0.2承垫木，共计75根。承垫木下设1.3m深，2.8m宽砂垫层。施工重点：保证沉井的预制、下沉、水下封底及井内结构施工安全和功能标准，混凝土配合比满结构条件和设计要求。

3沉井技术原理

沉井是地下工程和深基础工程的一种施工方法，也是深基础工程的一种结构形式。其原理是：将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础，先在地面以上制作，形成一个井状结构，然后在井下不断挖土，借助井体自重而逐步下沉，下沉到预定设计标高后，进行封底，并根据需要构筑井内底板、梁、内隔墙、顶板等构件，形成一个工作空间或地下建筑物。

在污水处理工程中，顶管施工利用沉井形成工作井，而在泵站施工中利用沉井形成永久建筑物的一部分。沉井在施工中具有独特优点：占地面积小，不需要进行边坡围护，与大开挖相比较，挖土量少对邻近建筑物的影响较小操作相对简便，无需特殊的专业设备。

4沉井施工技术

4.1施工工艺流程

4.2测量放线

垫层施工前，根据设计图纸座标及甲方提供的基准点测量定位，同时在沉井周围，且在施工影响范围之外布置座标控制点和临时水准点，建立的控制点精度为±1mm，并填写测量复核单，由甲方和监理认可，施工过程中控制点加以保护，并定期检查和复测。在沉井四周设置龙门桩，并用石灰粉划出。井中心轴线、基坑轮廓线，作为沉井制作和下沉定位的依据。

4.3基坑开挖

基坑开挖至起沉标高29.60m，深度2.4m左右。基坑按1：1放坡，沉井基坑底面设0.5×0.5m碎石盲沟，在基坑外侧布设4个集水井以排除明水。底面浮泥清除干净并保持平整和疏干状态。

基坑开挖采用机械挖土和人工修整相结合，挖土严格控制标高，机械挖土采用反铲液压挖土机，开挖至距坑底标高30cm左右时采用人工修坡、平底，防止扰动基地土层，坑底如遇淤泥或松软土质彻底清除并采用砂性土回填、整平夯实。挖出土方及时运走，不得堆置在坑边。施工时尽量减少基坑暴露时间。

4.4铺筑砂垫层、砼垫层

4.4.1砂垫层鋪筑

基坑开挖结束后，经验收合格，及时铺筑砂垫层，砂垫层厚度1.3m，可满足沉井第一、二节制作对地基承载力的要求。为了保证砂垫层质量，砂垫层采用中粗砂，按每层30cm分层铺筑，按15%的含水量边洒水边用平板振动振实，使其达到中密，用环刀法测试干容重，不容重不小于1.56t/m3。

铺填第二层前必须要下层达到要求，方可进行第二层铺设。为防止雨水及泥水等因素对砂垫层质量产生影响，在铺筑砂垫层前在基坑底部设置盲沟将水集至集水井后由水泵抽出。施工期间连续抽水，严禁砂垫层浸泡在水中。

4.4.2承垫木铺设

为了扩大沉井刃脚的支承面积，减轻对局部砂垫层的压力，在砂垫层上铺设1.5*0.2*0.2@600方木，方木间隙用中粗砂填实，上层铺设5cm水泥砂浆。

4.5刃脚砖胎模设置

沉井刃脚支设在砖砌体支座上，刃脚底模用水平尺进行校平，使之保持在同一水平面上。井壁模板的施工顺序是：支设内模→绑扎钢筋→支设外模，井壁采用14的圆钢作为对拉螺栓，间距600*600mm，井壁模板采用定型竹胶膜。井的内模分节安装，井内模保持垂直，外模跟着内模支立，不得内外倾倒，以保证外壁面平正垂直以及井壁厚度均等。

4.6沉井下沉施工

本工程沉井采用不排水下沉，为吸砂泵配合水力冲挖取土。

4.6.1有水下沉阶段

当沉井沉入地下水开挖后，转入不排水下沉法，设置2台吸砂泵配合水力冲挖，此时需经常向井内灌水，维持井内的水位高出井外水位（地下水）1～2m，以免发生涌砂现象。

同时注意合理安排吸泥设备，保证大锅底的形成；吸泥机排水量大，为保持井内外水位平衡，用低压水泵向井内补水；吸泥管口离开泥面高度一般为15～25cm，水枪压力大于2.0MPa。潜水员水下冲吸泥主要操作程序为用高压水枪把井内所取的土冲成浆糊状，再用吸泥机吸除；潜水员水下冲吸泥时，必须严格控制井内水位，不低于地下水位。

4.6.2下沉纠偏

在沉井下沉过程做到，刃脚标高每班至少测量一次，轴线位移每天测一次，当沉井每次下沉稳定后进行高差和中心位移测量。沉井初沉阶段每小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏，终沉阶段每小时至少测量一次，当沉井下沉接近设计标高时增加观测密度。

尤其是本工程中沉井开始时的下沉系数较大，在施工时必须慎重，特别要控制好初沉，尽量在深度不深的情况下纠偏，符合要求后方可继续下沉。下沉初始阶段是沉井易发生偏差的时候，同时也较易纠正，这时以纠偏为主，次数可增多，以使沉井形成一个良好的下沉轨道。