實例分析某污水提升泵站沉井施工
摘 要：污水提升泵工程施工中沉井施工是一項難點，本文結合梧州市第一污水處理廠(I標段)-文瀾污水提升泵站工程的實際施工經驗，淺析污水提升泵站沉井施工過程中重難點及有效的解決技術措施。
關鍵詞：污水提升泵;沉井;施工技術
一、工程概述
梧州市第一污水處理廠(I標段)--文瀾污水提升泵站工程位于梧州市西堤路。它南臨西江，距河西防洪大堤約10m，其主體結構由泵房水泵間.配電間及其它附屬設施等鋼筋混凝土構筑物組成。
本工程施工的沉井為圓筒狀，壁厚0.8m，外徑10.6m，內徑9.0m，高度為16.45m，為鋼筋混凝土制作。
由于埋設較深，沉井實際下沉深度14.0m，井體分三節澆筑，第一節制作高度7.45m，第二節制作高度為6.8m，第三節高度為2.2m。設計采用沉井自重下沉，要求先開挖到深度2.5m，施工沉井時，制作下部第一節沉井7.45米高，地面以上部分5米，待下沉后再制作上部結構。底節井體沉至途中，接澆上節井體，再逐漸下沉到設計標高。
沉井坐落在第④灰色粉質粘土上，沉井挖土范圍內土層滲透系數較小，水量較貧，故沉井可采用排水法下沉施工。擬采用明溝集水井集水，抽水泵排水方式。
二、施工流程
場地平整.測量放線――機械挖土至高程20.80m――刃腳地基處理――坑內制作沉井刃腳――刃腳混凝土養護(至100%混凝土強度)――沉井井壁第一節制作并留施工縫――井壁混凝土養護(至100%混凝土強度)――沉井下沉――沉井井壁第二節制作并留施工縫――井壁混凝土養護(至70%混凝土強度)――沉井下沉――沉井井壁第三節制作并留施工縫――井壁混凝土養護(至70%混凝土強度)――沉井下沉――沉井封底――(料坑內平臺梁板及料坑外柱基承臺)――中隔墻制作養護――上部梁板封頂。
三、施工過程中重.難點及有效解決方法
1.測量控制
沉井下沉過程中，自始至終對沉井高程及平面位置進行測控，具體方法如下:
①高程控制
在不受施工影響的區域設置高程控制點(離沉井周圍40m以外)，用油漆在沉井四角井壁上畫出四個相同的標尺作為沉井水平觀測點，在下沉中測量人員三班運轉，采用水準儀每隔1小時全方位觀測一次，做好記錄，如發現傾斜立即糾偏;終沉嚴格控制刃腳標高及周邊高差，控制在設計充許的范圍內。
②平面位置控制
在沉井井壁上畫出中線，沿中線軸線方向在不受施工影響的地方設置坐標控制點，用經緯儀及鋼尺直接量測沉井中軸線位置，及時做好記錄，按設計要求嚴格控制沉井平面位置。
2.混凝土澆筑控制措施
對于混凝土量較大的沉井，混凝土澆筑要組織措施得力，選用泵送，確保連續;外加劑要根據溫度.抗滲等級.混凝土澆筑方式而定。
3.刃腳枕木拆除控制措施
沉井開始下沉時，拆除刃腳下面的枕木是沉井下沉關鍵工序之一，控制不好可能造成沉井嚴重傾斜，井壁裂縫等不良后果。整個拆除工作在專人指揮下分區.依次.同步進行。
4.沉井下沉控制措施
沉井下沉過程中，應加強過程觀測和資料分析，不斷地進行糾偏控制。當沉井垂直度出現歪斜超過允許限度，可采取在刃腳高的一側強取土，低的一側少挖土或不挖土，待正位后再均勻分層取土;或在刃腳低的一側適當填石塊，延緩下沉速度;或在井外深挖傾斜反面的土，回填到傾斜一面，增加傾斜摩阻力等措施。當沉井軸線與設計軸線不重合，而產生一定位移的現象時，控制沉井不再向偏移方向傾斜，并有意使沉井向偏移的相反方向傾斜，幾經糾偏后，即可恢復到正確位置。
5.沉井下沉過程中可能會出現的各種問題及應急措施
①沉井糾偏
根據該工程的施工條件及土質情況，如發現偏斜，視具體情況分別對策。
a.始入土較淺時，如發生傾斜，只需在刃腳和一側進行人工挖土，在刃腳低的一側保留較寬的土埂適當填砂;
b.入土較深時，如采取排水法施工，可在刃腳高一側隨著沉井的下沉逐漸糾正偏差，糾偏位移時，可故意使沉井向偏位方向傾斜，然后沿傾斜方向下沉，直到沉井底面中軸線與設計中軸線的重合或接近，再糾正傾斜，直到調整到容許范圍內，除此之外還可采用井外射水，井內邊除土邊糾偏，以增加偏土壓來糾偏。
c.沉井位置如發生扭轉，可在沉井的兩對角除土，另外兩對角填土，借助刃腳下不相符的土壓力所形成的扭矩，使沉井在下沉進程中逐步糾正到位。
所有偏差在下沉到距設計標高2m以上時，基本糾正好，然后謹慎下沉，在沉井刃腳接近設計標高50cm以內時，不允許再有超出允許范圍的偏差。
②挖土時遇砂夾卵石層
根據地質勘察資料表明，本次挖土沉井底部為卵石層，極可能遇砂夾卵石層。
預防措施及處理方法：從沉井中間開始逐漸向四周挖土，當挖至刃腳時，按平面布置分段的次序逐段對稱地將刃腳下挖空，并超出刃腳外壁約10cm，每段挖完后用小卵石填塞夯實，待全部挖填后，再分層挖掉回填的小卵石，可使沉井均勻減少承壓面而平衡下沉。
③挖土時遇巖層.風化或軟質巖層
根據地質勘察資料表明，本次挖土范圍內無巖層，但不排除在挖土工程中可能會遇較大塊的孤石。
預防措施及處理方法：可用風鎬先將大塊孤石分段破碎，每段破碎清除后用小卵石填塞夯實，直至將孤石全部清除，處理好孤石后再進行其他挖土，待全部挖填后，再分層挖掉回填的小卵石，可使沉井均勻減少承壓面而平衡下沉。
④沉井不沉
主要原因有：a.開挖深度不夠，下沉阻力過大。b.沉井傾斜，致使刃腳下局部土體未能順利挖除，形成較大的上面阻力。c.沉井在軟粘土層中因故停止下沉時間過久，靜磨擦力增大。d.遇遇砂夾卵石或堅硬土層，破土困難。e.壁外無減阻措施或壁外減阻措施遭到破壞，側面摩阻力沒有降低。
預防措施及處理方法：a.適當增大挖土深度和范圍。b.沉井下沉過程中要注意連續性不能停止時間過長，如果考慮到某些原因不得不停止較長時間，造成無法不沉時，可以在井壁和土層間灌入觸變泥漿或黃土，降低摩阻力，又可達到維護土壁不坍塌，從而使四周的土層保持穩定。
⑤流砂
在開挖粉土層時，如井外地下水頭較高，在一定水頭的動力壓力下，會產生流砂現象。
預防措施及處理的時候，可以采取井外增加深井排水，在無法降低井外地下水的情況下，只能向井內注水。
⑥沉井突沉
由于沉井穿越的土質復雜，有可能造成
沉井突沉，因此在施工過程中應嚴格按照開挖次序進行，在四周刃腳保留0.5-1m的土埂，嚴禁將刃腳下的土層全部沖空，同時將井壁外的土夯實，當發現土質較差時，也可在井壁填碎石，加大摩阻力。
預防措施及處理方法：
在沉井與圍墻部位，必須隨時補充下陷的泥土，防止沉井下沉過程中對圍墻產生的破壞。(在井外提前準備填土設備，準備好土方和一定數量的碎石備用)
⑦沉井下沉各階段速度控制
沉井初沉階段：即下沉深度0.3m內，為保證沉井形成穩定準確的下沉軌跡，此時緩慢下沉，速度嚴格控制在0.2-0.5m/d，刃腳高差20cm以內。
沉井中沉階段：仍以緩慢為主，因沉井較高，應緩慢控制下沉，糾偏為主，保證下沉過程中緩慢下沉，防止出現突沉或傾斜等情況發生。
沉井終沉階段：即距設計標高還有2.5m時，應減緩下沉速度，仍以糾偏為主，做到有偏必糾，速度宜在0.2-0.5m/d。由于本沉井穿越粉質粘土層，當下沉至設計標高還有2m時，停止下沉24小時，觀測出預留沉降量后繼續下沉至距設計標高還有50cm，再停止下沉觀察24小時，根據連續觀測得出的沉降量，嚴格控制沉井下沉標高，使沉井終沉達到設計要求。
(5)沉井封底控制措施
沉井到位后，如果下沉系數仍然很大，必須采取措施，應確保沉井在封底過程中穩定。
①沉井下沉到設計標高后，根據規范要求24小時累計下沉量不大于10mm，方可進行封底工作，該沉井刃腳部為粉質粘土，在井內滲水量較小時，采用排水法封底，即用混凝土泵直接向沉井內灌筑商品混凝土。
a.清理基坑底浮泥及其它雜物，刃腳部位要清洗干凈。
b.向沉井窩底土面鋪設0.3-0.4m厚塊石，并用碎石整平，然后澆筑商品混凝土，其標號為C20，厚1000mm。
c.封底混凝土澆筑要對稱均勻，先四周后中間。封底結束后，向井內注水到一定高度，從封底至混凝土達到強度設計值時，且沉井能滿足抗浮要求時，方可將井內水抽除進行底板混凝土澆筑，再進行隔墻鋼筋綁扎及立模.澆筑。
d.為了減少沉井抽水后澆底板時，地下水位對封底混凝土的壓力，封底時在沉井四周壁及井格中央預埋直徑600-1000mm吸水鋼管(底標位于封底混凝土碎石層)，在管徑經過底板段的位置設置悶板，待底板澆筑結束并達到要求的強度后，封閉悶板，并將其澆筑在底板內。
②沉井抽水底板澆筑
a.待封底混凝土強度達到設計規定時，從預留吸水管內吸水，封閉悶板，澆入底板內。
b.底板澆筑前先清理干凈素混凝土表面，鑿除井內封底混凝土表面軟弱層，殘渣清出井外，并將表面清洗干凈。
c.對可能存在的滲漏處，嚴密封堵，避免滲水影響底板質量。
d.底板與各墻板連接處表面預先鑿毛，并沖洗干凈。
e.集水鋼管用予埋件在底板澆筑前埋設，不得遺漏。
f.澆筑底板同樣采用商品混凝土，其澆筑順序及方法與封底混凝土相同。
四、工程效果
梧州市第一污水處理廠(I標段)-文瀾污水提升泵站工程所處的地區，土質較為松軟，底下水位較錢，正常施工至2m左右，地下水就開始多了。如果采用大開挖方法，工人是在水中工作，并且隨時可能發生塌方，挖至設計標高后地下水壓更大，這樣在水和泥中支橫板.綁鋼筋等的質量都不容易得證，而且在水中施工，結構的抗滲性能不好，完工后結構物容易滲水。采用沉井施工之后，不僅節約了人工，減少土方量，這就避免了發生塌方的事故，同時采用這個方法從開工在結束，總共花費了22天，相較于采用大開挖方法施工所需的90多天，至少節省了68天，少用了1932工/日，提高了其它后續工程的施工。
五、結束語
綜上所述，沉井施工是整個污水提升泵站的施工重點，所以對沉井施工的質量控制非常重要，所以需要對這部分的施工精心組織，提前做好解決工程重難點的準備工作。
參考文獻：
[1]馮統宏.淺析循環水泵房沉井下沉施工工藝[J]，山西建筑，2009.
[2]萬川，實例分析某提水泵站沉井施工[J]，建材與裝飾，2011.
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