装配式井的设计优化与施工技术

王玉杰 ，董温峰

1.中国港湾西部非洲区域公司，科特迪瓦 999063 KTDW

2.中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇岛 066000

1 工程概况

该项目为科特迪瓦PK24工业园一期项目，项目包含土方工程、道路工程、雨排水工程、污水工程、供水工程、输变电工程、通信工程等内容，是典型的市政项目。其中雨排管网19146m，雨水井514座，污水管网14301m，污水井322座。

2 井施工的特点及难点

2.1 数量大、种类多、工期短

该项目雨污水井数量大，共计836座，雨水管道直径多为DN300～2000mm，对应的雨水井尺寸差别较大，而整个项目工期为18个月，管网施工工期为2020年9月至2021年3月，仅7个月的时间，其中还包含2个月的小雨季，工期紧，施工强度高。

2.2 关键工序制约路面结构施工

根据当地雨水井做法，雨水篦子与路缘石为一体结构，雨水井需设计在路缘石下侧，只有雨水井施工完成后，才能进行道路路面结构水稳层、路缘石及沥青等的施工。雨水井的施工是管网施工的关键，同时也是制约路面结构施工的关键工序。

2.3 管廊开挖及雨污水管网一体化施工

按照设计要求，水电管网需布置在4m宽的管廊内，雨污水管网间距只有2m左右，为了使施工更加方便快捷，雨污水管网开挖时，需一次性将管廊开挖完成，施工时从低到高完成雨污水管网施工。雨污水井的安装完成与否将制约管廊内雨污水管线是否具备安装条件，从而制约项目的整体工期，因此雨污水井的安装是项目关键线路上的关键节点。

3 井的结构形式与适用性分析

井的结构形式对比具体如表1所示。

表1 井的结构形式对比

综上分析，结合项目部现有起重设备，检查井拟采用装配式预制安装工艺。

4 装配式井的设计优化

4.1 标准节节段高度优化

为了使井节标准化、统一化，减少模板加工数量，装配式混凝土井在高度上分为0.3m、0.6m、0.9m、1.5m、1.8m等尺寸；在平面上分为1m×1m、1.5m×1.5m两种。

装配式混凝土井标准钢模板在制作时，只加工0.3m、0.6m及1.5m这三种高度尺寸的模板，平面尺寸只加工1m×1m尺寸，其他尺寸的井采用“定型组合”钢模板的形式进行拼装。例如，若加工0.9m高井节，则使用0.3m高井节+0.6m高井节模板组拼而成；若生产1.5m×1.5m尺寸井节，则使用1m+0.5m标准增宽节组合拼装。

对于平面尺寸较小的污水井（1m×1m）及雨水井（1m×1m、1.5m×1.5m）采用装配式预制拼装结构，模板采用钢模板，周转次数多，混凝土外观质量较好。

4.2 大尺寸雨水井井室拆分

大尺寸雨排井井室重量较重（尺寸为2.7m×3.5m×1.98m的井室重量约5.2t），若采用现浇形式，施工速度慢，材料投入量大，施工受雨季影响较大；若整体预制，现场吊装难度大；若分节预制，由于大尺寸井管径尺寸较大，分节后，需将部分预留洞口分为上下两节，洞口处钢筋断开，影响井体墙板整体强度，且上下两节洞口容易出现错台、不圆等缺陷，影响下一步井管灌浆效果。

综上分析，大尺寸雨排井井室采用预制安装+现浇接缝组合形式，即将井室的墙板预制，预留钢筋，现浇4个墙角，从而将四面井壁连接成整体。单片井体墙板重量轻、模板加工难度低、生产效率高，且能够工厂化生产，质量可控。

井体底板上设置墙板凹槽，墙板在安装时能够直接卡入沟槽内固定，确保井室尺寸准确，便于安装。

4.3 平面尺寸整合优化

根据雨排管径的不同，井体尺寸分为1m×1m、1.5m×1.5m、1.8m×1.5m、2m×2.2m、3m×2m、3m×2.2m 共计六种尺寸，其中1m×1m及1.5m×1.5m为装配式井，1.8×1.5m、2m×2.2m、3m×2m、3m×2.2m为装配-现浇组合式井。

装配式井通过使用300mm、600mm及1500mm标准节装配而成，剩余高度小于300mm的部分，通过井脖现浇完成井体整体尺寸的调整。

在四种装配-组合式检查井中，由于每一个井的高度均不相同，井的外形尺寸由于管径的不同也有所区别。把所有井按单片进行拆分，将不同宽度进行整合后分为1.7m、1.9m、2.7m、2.9m、3.1m，而长度分为2m、2.2m、2.4m、2.6m、2.7m、2.8m、3m、3.2m、3.4m、3.6m。按照五种井的宽度尺寸作为定尺，十种长度尺寸作为变量，在制作模板时，变量尺寸模板只需制作2.8m及3.6m两种规格的，小于等于2.8m的墙板使用2.8m模板，例如加工1.7m×2.6m单片井墙板时，使用2片定尺1.7m模板、2片2.8m模板，其中2.8m模板两端各富余10cm。这样一来，模板加工的数量将显著减少，同时满足装配-现浇井的单片整体预制及安装要求，预制、安装效率高。

4.4 顶板、底板尺寸整合优化

初版设计的井底板尺寸与井外形尺寸一致，顶板尺寸比井体尺寸每边宽150mm，且顶板内部设有凸台，便于井墙体与顶板之间的固定，而底板底部为平整结构，与顶板不一致。顶板与底板的外形尺寸、结构形式均不一致，模板不具备互换性[1]。

结合顶板与底板的结构形式，优化后的井顶板与底板外形尺寸一致，区别在于顶板上留有人孔，顶板与底板外形尺寸均与井体外形尺寸相同，内部设有凸台，便于井体与顶板、底板的固定。在顶板与底板预制时，只需增加人孔模板即可。减少了模板加工的种类，使顶板、底板模板具有互换性[2]。

5 装配式井施工的技术要点

5.1 井预制过程中的质量控制要点

（1）控制模板加工时的尺寸精度。（2）模板拼缝之间使用泡沫止浆条，避免混凝土浇筑时漏浆[3]。

5.2 坐浆法施工工艺要点

坐浆法施工工艺要点如下：（1）水泥砂浆掺入一定量的微膨胀剂，以便于接缝充分密实；（2）坐浆前，将接缝上下两个台阶处清理干净并洒水湿润，但不得积水；（3）砂浆厚度为25～30cm，并均匀铺设在接口台阶处；（4）铺设砂浆应平整，顶部标高保持一致；（5）安装井节时，应垂直向下平放在坐浆台阶上，不得在坐浆台阶上平移滑动；（6）安装完毕后，对挤压到井壁内外侧的砂浆进行抹平。

5.3 井管灌浆施工工艺要点

井管灌浆施工工艺要点如下：（1）水泥砂浆掺入一定量的微膨胀剂，以便于接缝充分密实；（2）混凝土管或PVC管支垫，使管位于井壁预留孔中心；（3）模板支立，灌浆口设置在孔洞最顶部；（4）使用溜槽将灌浆料灌入模板内部，同时均匀敲打模板边缘，以便于砂浆密实；（5）灌浆完毕后，灌浆料应高于灌浆口，以防因重力作用，管口顶部与井壁灌浆不密实；（6）拆模后，在灌浆部位覆盖土工布，并湿润养护3d。

6 应用效果

科特迪瓦PK24工业园项目雨污水井体施工实践表明，装配式混凝土井施工工艺便捷、质量好、工效高，无论是工厂预制，还是现场安装，井的施工均一次性验收通过，成为该项目的“免检”产品。

7 结束语

井的施工工艺及施工效率是制约市政管网施工进度的关键，装配式混凝土井具有工厂化程度高、模板种类投入少、现场安装速度快、井体施工质量高等优势，尤其适用于工期紧、施工场地狭小、质量要求高、模板资源匮乏等项目。文章结合具体工程实例，对不同结构形式的井与其适用性进行了分析，提出了具体的设计优化方案和施工技术要点，并在实际应用中取得了良好的效果，为类似装配式井的设计优化积累了宝贵的经验。