供水工程清水管线沉井施工质量监理控制要点

郑丽华

(阳谷县城乡供水服务中心，山东 聊城 252300)

随着我国供水工程的不断发展，清水管线沉井施工质量监理控制得到了广泛关注[1]。为了提高质量监理控制水平，必须明确实际沉井施工中存在的问题，并且针对性地采取质量监控对策[2]，重点关注可能出现质量问题的环节，并及时做好修正处理，提高施工质量[3]。

1 项目概况

本文以某供水厂供水工程清水管线沉井施工为例。本工程建设规模为22万m3/d，该水厂的水源取自黄浦江上游，并在附近兴建取水泵站。由取水泵站到水厂原本的工程水管利用DN14PP钢管进行传输，并利用输水管道将水供到各区域，供水管线总长45km。本工程监理标段的工程全长12.43km，管线材质为钢管和铸铁管，同时管道施工方式利用开采埋管的方法进行，施工管道穿过障碍通过管桥、顶管、定向钻以及倒虹管进行施工，并且构建物为顶管径、排气阀门井、管桥以及连通阀门井等其他辅助设施。

2 供水管线沉井施工质量监理控制要点

2.1 沉井基坑

(1)施工企业必须严格遵循设计图要求，对沉井中心坐标所规划的中心桩和纵横轴线桩进行有效控制，同时全面测设控制桩攀线桩，将其作为沉降施工以及整个管线下沉的控制体系[4]，并且加强施工过程的监理与复检。

(2)充分考虑沉井施工过程中外部地质环境、地貌特点以及水文条件等，明确第一节沉井施工的浇筑高度要求，从而有效规划基坑开挖深度，对土质外层的硬壳层进行开挖时，如发现底部出现软弱淤泥层，则应避免挖出表面的硬土结构。

(3)在沉井施工过程中出现基坑底部有软土层和暗浜，监理部门必须监督施工企业尽快清除基坑底部的软土层以及暗浜土层，并且在井壁中心线周围1m范围内设置回填砂，同时将回填土填平压实，避免在沉井施工中出现不均匀沉降等问题。另外，在沉井基坑开发施工中，要严格按照分层顺序进行开挖，保证彻底清除掉底部的浮泥，保持基坑底部干燥整洁。

(4)保障施工企业能够做好基坑集水井以及排水沟的建设，发挥出良好的集水排水功能。

(5)开采管线沉井施工时，还要监督施工企业做好粘土堵塞钻孔的问题检查，避免沉井过程中受到下沉黏土层影响，从而导致压水顶穿问题[5]。

2.2 沉井制作控制

(1)开展沉井制作环节，还要确保内模板的安装需要一次性完整安装，或者采取分解安装的方式，刃脚底筋膜采用水平仪进行校正。

(2)开展外模施工过程中，要紧随内膜进行治理，避免发生倾倒现象，从而确保外部垂直，提高井壁的厚度。

(3)在大型预埋筋施工中，还要设置独立的支撑系统，避免将支撑系统设置在井壁与隔墙模板的支撑中，而不能设置在钢筋的支撑上，需要确保模板与钢筋分离。

(4)确保每一节的井壁竖筋都能够实现一次性捆扎，并且对井壁的水平筋采取分段捆扎的方式，和上一节井壁的连接处有效衔接，并且深处插筋，接头处要与其错开链接，并且利用焊接方式将其接牢。

(5)为了提高钢筋设置位置的准确度，在垂直钢筋的间距设定中，可以利用开口槽的木卡尺进行有效间距的控制，水平钢筋的间距也可以采用竖筋，根据焊接短钢筋头实现间距控制目的。

(6)进行沉井混凝土浇筑施工环节，首先在浇筑前需要对钢筋、预留孔洞、预埋件以及模板等位置的距离和相关尺寸参数进行检查，确保每一项都符合设计和施工规范要求，当各项尺寸验收合格后便可以开展混凝土浇筑，刃脚的混凝土也要实现一次性浇筑施工，避免间断时间过长造成混凝土结构质量问题。

(7)两节混凝土接缝处还要采取凸型水平缝的设计，同时要保证上下两节混凝土的强度都符合70%，然后再进行浇筑。在接缝环节还要采取冲洗和凿毛施工，先铺上与混凝土砂浆成分一致的砂浆，并进行新的混凝土浇筑[6]。

2.3 刃脚垫架拆除

当浇筑的混凝土强度达到70%以后，便可以拆除沉井的井壁模板，同时混凝土强度达到100%时再拆除刃脚垫架，并进行破土下沉。在破碎混凝土的垫层施工前，还需要做好封底部分以及底板结构的混凝土处理工作。而混凝土垫层破碎作业必须在专人指挥下予以完成，以保证施工同步进行，避免影响施工的对称性。在采取拆除手段过程中，首先要将混凝土垫层底部的砂进行去除，保证垫层下部空旷，同时在实际施工中可以利用人工重磅榔头以及空压泵气锤进行破碎，刃脚下部也要随机采用砂砾进行回填和夯实。在刃脚内侧采用小土地进行夯筑，从而有效承载一部分井筒带来的重力影响，随后对另一端开展破碎作业，通过逐步的施工推进，破除垫层时也要有效观测，合理重视下沉的均匀性，如果出现倾斜状态，要及时有效进行处理[7]。

2.4 沉井下沉作业中的控制要点

结合本次施工，下沉施工过程中采用不排水作业方式。当进行沉井下沉环节时，下沉井内的水位应避免低于井外的水位，同时在流动性土的开挖过程中，还要确保井内水位超过井外水位，并且及时做好水位的控制和监测[8]，做好井底部分的开挖以及下沉量的控制，以此来维持井底稳定性，避免出现突沉以及终沉等问题。井空内壁也要从刃脚的断面到井顶端设置良好的警示高度标记。

如果井下水深度大于10cm以上，还要积极利用钻吸法和空气吸泥法进行下沉井作业。在井下土体结构开挖过程中，当达到预先设定开挖深度后，还要进行压气作业，保证压气作业的顺序从上到下，同时在压气过程中也要有效保证压风机始终处于最大值，从而使得井身不断下沉，在井顶平面偏高的一侧也要适当延长压气时间，同时进行良好的纠偏作业。在每次的土体开挖以及下沉量相近时，还要实现有效的终沉控制工作，遵循开挖量和沉降量相一致的要求，避免影响下沉作业效果。

2.5 封底控制

在进行井底水的斗门作业之前，首先要保证井底的水位标高不低于井外的地下水位标高，同时井底部位也必须先由潜水者对设计尺寸进行有效整理，而堆积于其中的浮泥也要加以全部清除，清除后在其上部再铺一层碎石垫板，并增加导管部位的垫板厚度。井下水中的砼管道孔径可以选择30cm以内，并保证每一个管道半径都满足砼塌落量和管道超压的要求。

导管内的木球或橡皮球等阻水装置应该设置在导管第一节下方，并且保证距离导管50cm左右，漏斗的熔炼也要具备足够的混凝土储存量，确保导管相对允许的基础上，避免导管进水。当混凝土浇筑达到10m3的时候，便可以取两组试块，其中一组1d拆模，并将其放入在水中进行养护试验，而另一组试块处于常温环境下养护，同时在水中封底混凝土，保证其强度符合设计要求，并且从井内抽水。

2.6 沉井安装

在沉井安装作业前，首先要检查安装过程中的基础夯实情况，并且在沉井安装位置应预先设计良好的平面控制点以及高程复核控制点，并利用经纬仪对沉井的外缘线进行精准放养，通过水准仪器来实现高程的有效控制，保证调转环节及时有效，并对其进行良好的吊装修正，保证在预先设计标准范围内。

进行沉井吊装的安放环节，首先要由专人指挥和调度，通过参照花杆进行缓慢的沉井安装，将沉井逐渐吊装到基坑中，并且在基坑顶部进行定位，进而对外部井壁进行有效控制，保证四个角的标高具备统一性，必要时还可以采用经纬仪器跟踪测量。在整个沉井安装环节中，必须采用严格的设计要求进行沉降，同时做好中心线的偏移控制，对出现的缝隙以及偏差及时进行纠偏作业。

在沉桩安装过程中，还有可能发生中心线偏移或者倾斜等问题，必须要做好暂停扰动工作，检查底部是否正常，并且清除施工障碍。沉井安装环节，还要严格控制其垂直度，根据铅垂线的目测，确保纵横方向具备良好的垂直效果。相邻的两个沉井缝隙必须做好严格把控，倘若沉井内部缝隙较大，还要采取良好的范围控制，比如沉井直接缝隙比较大，一般要利用沉井固定的方式将回填砂石填入基坑中，保证缝隙处于允许范围，同时做好横向和纵向垂直度控制。

2.7 沉井施工质量防治要点

(1)沉井施工的下沉环节中，经常会发生扭转、位置偏移以及倾斜等现象，因此必须做好有效的观测，并及时纠正产生的错误。常见的倾斜原因包括很多情况：其一，当刃脚下方的土质处于软硬不均匀状态时便可以发生倾斜；其二，刃脚垫拆除过程中发生不对称拆除作业或者没有及时进行拆除后的回填，也会出现偏移或者倾斜等问题；其三，挖土不均匀也会导致井下土层出现高低不平的现象进而发生倾斜；其四，对于刃脚下的掏空量比较大，而且确保沉井沉降不均匀时也容易出现倾斜；其五，排水过程中出现下沉以及井内一侧发生流沙问题，刃脚局部受到巨石的阻碍以及埋设搁置等问题，都会出现位置偏移、扭转以及倾斜等现象。此外还包括井外壁上以及施工荷载产生的偏压问题，都是引发沉井倾斜的主要因素。

因此，在实际沉井施工过程中必须做好这些问题的预防和控制，避免沉井发生倾斜。具体操作中，可以通过在刃脚高层进行加强挖土作业，同时降低一层沙土回填，还可以通过井外涉水以及局部偏心压载等措施，有效调整偏移倾斜等问题。当沉井调整后，再通过分层取土的方式进行下沉作业。如果倾斜的主要原因是巨石搁置引发的，还可以利用风镐进行破碎取出巨石块，从而解决沉井倾斜问题。产生沉桩位移的问题多种多样，比如沉井倾斜的时候出现下沉，又或者沉井向倾斜方向位移，在进行纠正的过程中，一旦出现土质松软情况，加之受到自重的影响，还会沿着倾斜方向偏离，因此为了预防位置偏离，需要重视倾斜情况的下沉，并进行合理的观测工作，从而更合理有效处理偏斜问题[9]。偏移矫正措施主要包括沉井向反方向偏斜问题，并顺着偏斜的方向继续倾斜，同时保持刃脚中心与设计中心位置的温和，最后再同时纠正偏斜问题。因为竞争倾斜重力作用而形成位移，才能有意向的进行位移倾斜，同时矫正偏斜问题后，保证位移向着相反方向而产生的偏移修正。

沉井下沉施工中产生扭转的原因也比较多，其中主要会出现不同方向的位移和倾斜，引发复合作用，因此可以根据上述方法进行位移纠正。倾斜方法需要先进行位移修正，然后再对倾斜问题进行修正，这样就能够有效控制沉井的偏差问题。

(2)沉井下沉的突沉问题。当沉井下沉过程中突然出现自身重量以及底部土层软弱，就会发生沉井下沉过程中的突沉问题，因此也要合理控制下沉和开挖速度。当预制井底部土层接近软弱土层的临界点时，要及时减速，避免挖土速度较快，同时也要做好沉降的观测工作，如果在沉井过程中出现下沉速度过快，必须及时停止开挖，并且在施工过程中也要尽量避免挖深过低，保证刃脚下面的掏空在合理范围内，避免出现流砂等问题，从而保证沉井施工正常运行。在沉井突沉现象发生后，要及时进行调整，修正沉井位置，然后控制沉降速度，继续缓慢下沉。

3 结 语

综上所述，随着我国水厂数量和规模的不断增多以及建设发展，供水工程清洗管线沉井施工质量监理工作得到高度重视。在开展质量监理作业中，必须通过多角度对整个施工流程进行严格把控，做好各环节的施工要点控制，同时加强每一个施工环节的监理工作，从而有效提高供水工程的施工质量，保证供水稳定运行。