沉井水下封底导管法施工技术

伏 周

（中铁十八局集团第三工程有限公司 河北涿州 072750）

1 工程概述

本文以国道昆明南连接线高速公路滇池路节点雨污水管迁改工程项目为例。整个工程项目含有原有雨水系统，主要集中在滇池路东、西两侧以及滇池路中央绿化带附件，每个区域都会设置相应的DN600雨水管道。中央绿化带雨水管道自北向南排入下游雨水管道。南连线以北道路东、西两侧雨水管自北向南排放，最终采莲河支流，中央绿化带雨水管道自南向北排入下游雨水管道。

结合实际施工项目要对以下结合系统进行分析：（1）新建雨水系统。雨水管道全部采用明挖，DN1000管材长度424 m、DN600长度42 m，均为承插式钢筋混凝土管。（2）原有污水系统。南连线以北滇池路东、西两侧各有一根DN1000污水管道，污水自北向南排入采莲河支流DN1000截污干管。最终滇池路东、西两侧污水由采莲河截污干管自东向西排入船房河截污干管。（3）新建污水系统。新建污水管道自东向西接入采莲河截污干管，排至船房河 DN1650截污干管。南连线以北道路东、西两侧DN1000污水管接入新建DN1200污水管道。新建污水管道自东向西排至采莲河DN1000截污干管。在工程项目地段顶管部分工作井及接收井均采用沉井结构，主要采取的是圆形沉井，整个结构的内径为15.4 m、壁厚为1 m，沉至-23 m，主要是利用沉井不排水下沉施工机制进行项目控制和处理。

2 数据要求

在应用沉井水下封底导管法施工技术的过程中，要想从根本上保证施工项目整体质量，就要对具体参数进行集中管控和约束，确保能按照标准化要求提升具体工作效率。其中，水下封底混凝土厚度的计算要对混凝土强度、沉井计算半径以及混凝土承受荷载参数进行统筹处理，按照进行计量。其中，H表示封底的混凝土厚度、单位为mm；K表示的是项目运行过程中的安全系数，一般会取 2.65；M表示的是底板最大弯矩；b则表示的是板宽，一般会取1000 mm；D表示的是混凝土和井底泥土渗混后整体增加的厚度参数，一般会取200 mm到500 mm之间的数据；P表示的是静水压力形成的荷载参数。本次工程项目中，混凝土强度设计为C30，则能计算出具体的现场施工封底混凝土厚度为2.5 m。

在基础参数判定后，要对具体排水时间进行敲定，一般在水下封底工作结束后的15 d左右就要完成井内排水处理，确保结构施工的安全性和稳定性，以提升封底工作的实效性水平。需要注意的是，在对具体排水时间予以测定的过程中，要检测一定龄期且相同条件的试块进行抗压强度的分析，在保证项目满足固定标准后就能对排水平衡强度予以控制和约束[1]。

3 沉井水下封底导管法施工路径

本次工程项目中，沉井施工2个队，沉井施工一队从采莲河污3#、采莲河污11#工作井开始完场滇池污北（采莲河）工作、接收井施工；沉井施工二队从滇池污南8#工作井开始完成滇池污南工作、接收井施工。

3.1 施工顺序

为了从根本上提高沉井水下封底导管法施工技术的应用效率，施工部门要结合实际工程需求对施工顺序进行集中约束和管理，完善具体操作流程的基础上，提高操作工序的科学性。主要顺序为：支模→绑扎钢筋→现浇沉井下半部→下沉→接沉井上半部→下沉到位→浇底板。

3.2 具体流程

在沉井水下封底导管法施工过程中，要结合施工项目的整体情况，保证施工流程都能得到有效维护，从而整合施工进程和施工管理模式[2]。

（1）支模。为了全面提升沉井水下封底导管法施工效率，要保证支模控制过程的合理性，要结合模板位置组装模板结构，保证模板支设的过程能有效满足具体尺寸和标高参数范围，一定程度上提升工序施工的管理水平。支模过程要结合侧板和模板处理工序，确保能维护接头缝的处理效果，有效提升外观平整度的基础上，也要对模板进行支撑体系的处理，针对一些不符合工程项目设计和规范要求的部分要进行返工处理。最重要的是，在支模工序中，要利用自检和互检工序完善支模控制效率。

（2）绑扎钢筋。为了有效提升绑扎钢筋的实效性，施工部门要对沉井结构的钢筋放置顺序予以关注，当沉井中导管结构保持平衡时，钢筋主筋置于沉井结构纵筋之内。为了发挥沉井结构的应用效果，要保证主次梁钢筋放置顺序也能满足实际施工要求。一般而言，次梁上下主筋置于主梁上下主筋之上，而沉井结构内部的框架连梁上下主筋也要在固定的位置上，一般是在框架主梁的上下主筋以上进行绑扎处理。在对应相应位置完成钢筋绑扎处理后，就要对基础钢筋进行统筹控制，基础底板上部主筋宜放置于长跨方向主筋以上，短跨方向下部主筋置于长跨方向主筋以下。需要注意的是，在实际操作过程中，为了保证沉井结构下沉工作顺利开展，一般会采取搭接范围内三点绑扎的处理方式，需要操作人员保证每根钢筋在搭接长度内都要采用三点绑扎[3]。

（3）现浇沉井下半部。为了有效提升沉井结构下沉工作的整体水平，施工管理部门要对操作前准备工作予以关注和监督，确保具体问题具体分析。

要应用毛砂或者是粉煤灰集中进行加添处理，确保基坑结构能达到现场自然地面，从根本上避免沉井结构下沉过程和土体的侧部形成不利于工作项目继续进行的摩擦阻力。

在沉井结构设置的过程中，一般要对无砂管降水井进行集中清洗的处理，有效提升降水高度管控工作水平，控制在-15 m以下。与此同时，施工部门也要对井壁的混凝土强度进行集中管控，有效维护养护体系中混凝土试块强度，从而确保沉井结构刃脚部分的混凝土强度能达到100%，且井壁的混凝土强度也能在70%以上。也就是说，各节井壁混凝土强度须达到设计强度100%才能下沉，能为项目整体水平的优化提供保障，减少不稳定隐患的留存[4]。

为了保证下部下沉工作的顺利完成，要对原有的定位桩进行高程点的复查，并且集中对沉井的位移情况进行综合分析以及判定，真正意义上提高管控流程的合理性和科学性。

施工部门要结合沉井结构的实际情况有效判定是否要搭设沉井保护棚，利用沉井内控机制对靠近内壁的刚脚手架结构进行制柱监督，高度要控制在2.5 m左右，上面要架设相应的小型刚模，从而提升整体操作的实效性[5]。

（4）下沉。对于沉井水下封底导管法施工项目而言，下沉过程是关键，因此，相关施工部门要对具体情况进行集中监督，确保能按照标准化流程对具体操作流程予以关注，提升操作工序的合理性和完整性，确保能优化施工监管水平。最重要的是，施工部门的监管人员要在下沉至设计标高前完善支护处理机制，一定程度上避免单体倾斜或者是倾倒问题。

第一，要先挖取两层结构，在此基础上集中人力对沉井井壁进行处理，沿着刃脚的方向完成逐层的处理，并且保证削薄土层的实效性，每次要将尺寸控制在200 mm到300 mm之间，只有保证沉井能在自重作用下均匀垂直地切入土并且下沉，才能提升整体项目的质量和应用水平，井壁上应做好相应防护措施，防止雨水流进及人员掉落[6]。

第二，为了从根本上提高沉井施工项目的质量，施工监管部门要积极对沉井位移问题进行处理，一般而言，是沉井倾斜造成的沉井位移，因此，若是对沉井结构进行一侧的纠偏处理，这反而会导致其向相反的方向形成位移。基于此，要对其进行处理就要在沉井向一侧产生位移趋势后，对偏移一侧的刃脚位置进行土层的挖取，确保能减少其偏移问题造成的影响。需要注意的是，在对沉井结构进行纠偏的过程中，要对各个过程的允许偏差进行约束。具体参数如下：平面尺寸的长度和宽度允许偏差为100～200 mm；井壁厚度允许偏差为±15 mm；下沉后刃脚平均标高允许偏差为±100 mm；下沉后底面中心位置偏移允许偏差在100 mm以下；下沉后刃脚底面高差允许偏差在100 ～300 mm之间[7]。

第三，在沉井下沉处理工序中，为了有效提升其操作流程的合理性，要对挖土分层工序进行处理，避免刃脚切土较快对整体操作流程造成影响[8]。只有保证具体问题具体分析，才能提高操作管理过程的合理性和科学性，避免安全问题的出现。

（5）接沉井上半部。在接沉井上半部的过程中，要从高程控制和平面位置控制两个层面进行集中的监督。

一方面，要对高程管理结构予以关注，在不受到施工影响区域进行高程控制点的设置处理，有效完善沉井水平测试点的管控工作，整合水准仪，确保能对其具体结构进行实时观测，针对倾斜问题要进行及时的纠偏，提升高差管理工作的基本水平，优化控制工作的合理性，有效维护设计范围和设计要求的落实情况，一定程度上提高接沉井上半部工序的安全性和可靠性。

另一方面，要对平面位置控制模式予以关注，在沉井井壁上要设置中线结构，并且沿着中线轴线的方向完成相应的操作工序，避免坐标控制点受到影响，及时进行位置的记录，严格控制沉井结构能在指定的位置完成处理操作。

（6）下沉到位。在全部操作结束后，就能保证沉井结构下沉到位。在沉井的终沉控制工作中，要在距离设计标高2.5 m的位置降低下沉的实际速度，有效落实对应的纠偏处理工序，保证项目运行工作和管控效率都能满足实际质量要求。而在下沉到达标高2 m的位置时，要停止下沉，时间控制在24小时左右，要对沉降量进行集中的预留处理，并且提升具体工作的完整性和安全性。需要注意的是，相关人员要对沉降量进行连续性观测，有效控制沉井下沉的实际标高，确保相应的参数能满足实际要求[9]。

（7）浇底板。对于沉井项目而言，浇筑底板是最后的工序，一般利用不排水法进行封底处理，主要是借助混凝土泵输送到集料斗的方式进行处理，利用导管向沉井结构中浇筑经过特殊处理的混凝土，要保证浇筑的均匀性，先从沉井结构得到中心位置开始，然后是周围。需要注意的是，在实际浇筑工作结束后，要结合施工要求和周围环境状态，按照实际要求在一定压力的水层范围内设置降水管，然后在此基础上完成封管头和封底工序，以保证浇底板工作的基本质量。另外，在底板浇筑工作中结束后，相关部门要结合具体要求进行养护，并且保证相应的情况能满足设计强度，垂直于进水管道方向立焊36#工字钢，工字钢间距2.0 m，两侧各一颗12长36#b工字钢焊牢连接为一体，焊接时需作好与导轨联接预埋件的工作，并且保证高程和位置的准确性。顶管工作井、接收井后背墙的墙面应与管道轴线垂直。除此之外，施工部门要结合沉井施工工序的具体要求，对相应问题予以控制，特别是井壁开孔工作要在封底工作结束后进行，才能保证处理工序的科学性，而在顶管施工过程中要尽量使用机械切割的方式，能提升施工实效性[10]。

4 结语

总而言之，在对沉井水下封底导管法施工过程进行分析的过程中，要结合实际应用要求和管控要点落实质量监督机制，确保具体施工过程和施工要点都能得到落实，且能维护施工整体质量水平，为工程项目的可持续性发展奠定坚实基础，实现经济效益和社会效益的双赢。