浅谈新元高速公路渗井施工工艺要点

孙士亮

【摘 要】该项目主线纵段较低，小型通行构造物多是下挖，排水较困难，现有公路为解决排水问题在下挖型通道附近设置了渗井等排水设施。地勘资料表明，该项目地下砂层埋藏较浅，覆盖层一般不超过5m，机场互通附近覆盖层甚至不足lm，存在渗井所需的地质条件，因此，该项目通道排水以蒸发池为主，渗井为辅。

【Abstract】The vertical section of the main line of this project is relatively low， and the small-sized traffic structure is more difficult to be excavated and the drainage is more difficult. The existing highway is provided with the drainage facilities such as the seepage well in the vicinity of the next trenching channel to solve the problem of drainage. Geological survey data show that the underground sand layer of this project is relatively shallow and the overburden is generally no more than 5m. The covering layer in the vicinity of the interworking of the airport is even less than lm， and the geological conditions required for the seepage well exist. Therefore， the drainage of the project channel is dominated by the evaporation tank and the infiltration well is the auxiliary.

【关键词】新元高速;渗井;施工工艺;要点

【Keywords】Xinle-Yuanshi expressway; seepage well; construction technology; key points

【中图分类号】U417                                           【文献标志码】A                                【文章编号】1673-1069（2019）10-0162-02

1 引言

新乐至元氏高速公路郭村至拐角铺段改扩建工程起点位于新乐郭村枢纽互通，起点桩号 K231+412.249;向西南经新乐、石家庄机场、正定高新区后至正定拐角铺村，终点位于拐角铺枢纽互通中心，终点桩号K253+882.619，项目里程22.470km。

本项目主线纵段较低，小型通行构造物多是下挖，排水较困难，现有公路为解决排水问题在下挖型通道附近设置了渗井等排水设施。

2 施工工艺要点

2.1 测量放线

①根据建设单位提供的座标导点和水准引测点完成沉井的定位测量工作。测设沉井的轴线与标高控制点。②开挖前按控制桩放出沉井位置和纵横轴线以及基坑开挖的内外边线。

2.2 基坑开挖及垫层施工

①基坑开挖。基坑开挖采用1.2m3反铲挖掘机进行挖土，人工配合操作，分层开挖，开挖深度5m，挖出的土方及时外运。

②垫层计算

砂垫层与砼垫层的宽度与厚度按下式计算：

B=b+2×H        N/B+γ×H≤[σ]

式中：B——砂垫层宽度;H——砂垫层厚度;b——素混凝土垫层宽度;γ——砂的比重;N——井壁单位长度自重及施工荷载;[σ]——土层容许承载力。

③垫层施工。垫层选用颗粒级配较好的粗砂或中砂，采用逐层振捣法进行振实，每层厚度为30cm。

2.3 沉井刃脚及第一节施工

沉井刃脚浇筑的混凝土高度设在井壁（底板）槽口以下，刃脚外侧模板采用钢模板，刃脚斜面采用水泥砂浆砌砖胎，砖胎表面用1∶2水泥砂浆抹面（厚2cm）。

刃脚施工时，先支井壁内模（包括刃脚），待钢筋全部绑扎完毕后，再支井壁外模。

2.4 上节段沉井制作、下沉施工

2.4.1 沉井井壁制作

①钢筋绑扎安装。钢筋保护层的厚度为：井壁35，底板40mm，梁35mm，板30mm。

钢筋垫块由钢筋工放置，垫块呈梅花状并与钢筋绑牢。钢筋垫块强度等级与结构混凝土相同。

②模板及支撑。井壁模板采用标准条形钢模板，对拉螺栓拉紧，模板内、外围檩采用?48×3mm钢管。

沉井内、外搭脚手架进行支撑，模板安装用线锤吊垂直，确认尺寸无误后固定在脚手架支撑体系上。

2.4.2 沉井井壁混凝土浇筑

沉井井壁混凝土采用C30混凝土。刃脚混凝土形状为倒三角，在浇筑刃脚混凝土时要缓慢进行，分层布料，分层厚度30cm。混凝土浇筑采用泵车或吊斗配合吊车进行，全断面布料，布料厚度300mm，連续浇筑进行。混凝土振捣采用插入式振捣器，采用梅花状下棒，振捣棒快插、慢拔以利棒孔弥平，并避免碰撞预埋管及预埋件。混凝土浇筑前，先将模板内杂物清净，然后铺15～30mm水泥砂浆。采用钢板止水带，混凝土浇筑前进行凿毛，并冲刷干净，均匀铺筑2～5cm厚水泥砂浆。

2.4.3 沉井下沉

①施工程序。沉井下沉采用不排水进行，沉井分节制作，分节下沉。采用人工开挖吊土外弃的方法，开挖成锅底形利用自重破土，每层挖土厚度为0.5m左右，按顺序分层逐渐往刃脚方向削薄土层，每次削5～15cm。出土采用吊斗配合吊车进行，井内布置一台小挖机挖装土，人工配合进行。

②下沉系数计算。根据规范要求，下沉系数计算公式为：K=G/（R1+Rf），其中：G——沉井自重（t）;R1——刃脚踏面阻力，以20t/m2，Rf——井壁摩阻力，Rf=U（h-2.5）f。其中：U——沉井外壁周长;h——沉井入土深度;f——井壁摩阻力，5m以上从零开始线性增加，最大值为3t/m2;5m以下为常数，以3t/m2计。

③验算。以分节高度3m为例进行下沉稳定系数计算，计算沉井的下沉稳定系数。

由于沉井配筋比例高，自重单位体积重量取2600kg/m3（26kN/m3），按最大3m节长（刃脚部位）进行验算如下：

重量为：（6×6-5×5）×π×3×26=2695.5kN。

即3m节长沉井总重为2695.5kN。

计算沉井侧面摩阻力的下沉系数：k1=Q/Rf。

其中Q为沉井自重，按下沉最大分節高度3m计算。

Rf为井壁总摩阻力，按Rf=U（H-2.5）fc计算。

U为沉井的周长，fc为单位面积的摩阻力，查表1砂土为20kN/m2。

故下沉Rf2=π×6×（3-2.5）×20=188.5kN，k1=2695.5/188.5=14.3>1.15

2.4.4 计算沉井侧面摩阻力、刃脚踏面总极限端阻力时的下沉系数

k2=G/（Rf+Rt），其中Rt为刃脚踏面下的土体的支承反力。

Rt=fuk×At，fuk为刃脚踏面底面标高处地基土的极限承载力标准值，取规范容许值（砂质土为120kPa）乘以2;At为刃脚踏面支承面积。

故Rt=120×2×34.6=8304kN

计算得k2=2695.5/（188.5+8304）=0.32<1.0

从计算结果可知，k1>1.15，说明沉井能够下沉，k2<1，说明沉井停沉时能够稳定而不会发生超沉，沉井具有可行性。

2.5 辅助项目施工

主要为D20玻璃钢管渗水井、踏步、护栏、检修门等。

2.6 渗井周围回填

井周超挖部分采用粗砂回填，人工配合机械进行，灌水密实。

2.7 沉井垂直度监测及动态纠偏措施

沉井在下沉过程中发生倾斜、偏转时，可采用偏挖土纠偏法、井外射水和井内偏挖土同时进行的纠偏法、破坏土层结构纠偏法、增加偏土压或偏心压重纠偏法等[1]。

3 质量、安全主要保证措施

3.1 质量保证措施

①混凝土强度必须满足设计要求，强度达到70%后方可下沉。②封底前沉井的下沉稳定性必须符合规范要求。③封底结束后，刃脚平均标高（与设计标高比）、刃脚平面中心线位移及四角中任何两角的底面高差均应符合规范要求。④沉井易渗漏部位的质量控制要点。

3.2 安全保证措施

①沉井下沉四周影响区域内，不宜有高压电线杆、地下管道、固定式机具设备和永久性建筑物。沉井的内外脚手架，如不能随同沉井下沉时，应和沉井的模板、钢筋分开。沉井井顶周围应设防护栏杆。②出土时，井孔内人员和设备应事先撤出，停止其他作业。沉井混凝土封底时，工作平台应搭设牢固，导管周围应有栏杆。

4 结语

改扩建高速公路排水至关重要，渗井在改扩建高速公路排水系统中起着重要作用，本文主要论述了砂层地质条件下的渗井施工过程中的一些工艺要点，在实际的建设中需要不断地累积施工经验，进一步规范施工方法，为类似项目施工提供借鉴。

【参考文献】

【1】王建明，邓铭庭，刘行知.集约化沉井工程施工技术[J].中国给水排水，2006（08）：98-100.