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【摘 要】该文以某泵站工程为例，结合自己的工作经验，介绍了沉井施工技术在泵站工程中的应用。在施工方案优化的基础上，对重点、难点的作了分析，并提出一系列相应的对策。
【关键词】沉井施工技术；泵站工程；应用；难点；对策
前言：近年来，城市的给水、排水量逐年增加，其输水管道也越延越长，为保证正常输送，要增加泵站的设置。在空间允许内，泵房结构采用放坡开挖会更加安全，但在城市空间内，放坡开挖并不合适，但采用基坑围护经济投入会比较大，因此采用沉井施工是可行的，本文就对沉井在泵站工程中的应用进行探讨。
1 工程概况
本文以某泵站工程为例，污水泵站包括污水泵房、附属设施，以及围墙、道路、管线等配套工程。泵房下部为现浇钢筋混凝土沉井结构，泵房平面尺寸为 40.7 m×31.8m，泵房高度 17.4 m。泵房沉井结构顶标高为 4.7m，底板标高为 -4.0 m，刃脚底标高为 -7.40 m，标高 8.7～10 m 部分为泵房上部结构，在沉井下沉到位后实施。沉井井体采用 C30 混凝土，抗渗等级为S8。封底混凝土用 C20 毛石混凝土。该工程重点为保证沉井按设计要求下沉到位，其次确保南侧 2 根进水管、东侧 5 间民房在沉井下沉过程中安全。
2 井下沉方案选择
沉井下沉分排水下沉和不排水下沉两种方法。前者适用于粘质土或中粗砂质土，渗水量不大，周边无重要的建、构筑物；后者适用于砂或砾石类土，渗水量较大，且周边有需要保护的建、构筑物。根据该工程现场土质以粉砂土为主和地下水渗流量较大，补充水源较丰富等情况，该工程应按不排水下沉方法进行施工。采用水力机械化冲泥下沉，由多级离心泵产生高压水，将井内土体冲成泥浆后，由大功率污泥泵排出井外。在施工现场北侧空地上设置一个泥浆沉淀池，泥浆在短时间内沉淀，上部清水排入北侧原水泥路边排水沟。
3 沉井在泵站工程中的应用分析
3.1沉井下沉时注意事项
沉井下沉采用不排水下沉方法，即水压平衡工艺。水压平衡工艺即在不排水施工的过程之中，人为提高沉井之中的水位，迫使沉井中的水位高于地下水位（也可人为降低地下水位，使沉井中的水位高于地下水位），使地下水位在压力平衡的状态下，再接受一定的压力，迫使沉井之中和周围土层在潜水员水下取土的操作过程中，周围的土层都处于静止状态，不引起沉井周围的基础大面积的塌方，有效控制地表下沉在理想的范围之内。在地下水位偏高、流沙层较浅的地质地区进行沉井施工，水压平衡工艺是一种行之有效的施工方法。
3.1.1 工程重点
（1）不排水下沉沉井：断面尺寸为 40.7 m×31.8m 方形；（2）水下封底：水下毛石混凝土封底；（3）抗渗混凝土井井身，抗渗要求较高。
3.1.2工程难点及相应对策
（1）该工程采用不排水下沉，主要难点有：a. 地理位置位于钱塘江边，南临钱塘江江堤80 m 左右，东距和睦港 130 m 左右，地下水位丰富，加之潜水含水层土性主要为②、③层粉砂性土层，透水性较强。因此，该工程场地潜水与钱塘江降水有一定的水力联系，一般呈互为补给关系。b. 该工程的沉井平面很大，深度较深且结构复杂。根据地质和历史资料反映，地质土体也比较复杂。c.由于采用不排水下沉，在进行锅底施工时，对其质量也有很大影响。（2）该工程采用水下封底施工工艺，主要难点有：a. 由于该工程面积较大，封底面积也较大，且分格也相对较多。b. 由于采用不排水下沉，锅底施工环境相对较差，封底混凝土质量难以控制。c. 为了控制水位差，故对沉井内水位与井外地下水位控制需求也相对较高。d. 毛石投放相对较难，封底混凝土表面平整度控制和标高控制相对比较困难。（3）终沉控制：当沉井刃脚踏面下沉至离设计标高还剩 1 m左右时，沉井进入终沉阶段，此时应切忌“深锅底”，因为过深的锅底，可能导致刃脚下土体大量向井内涌入，易发生突然下沉或超沉。应先挖刃脚附近的土体，形成“反锅底”，然后视情况再挖中心部位土体，控制好下沉速度，务求沉井缓缓挤土下沉到位。刃脚踏面终沉标高暂定比设计抛高 15 cm。（4）封底：在沉井下沉到位后，加水沉井中，提高水压系数，使沉井内外土层呈静止状态。安排专业潜水员对沉井凹槽刃脚清理和冲洗锅底作业，潜水员水下清泥沙时，务必要求将井壁、凹槽清理干净并用钢丝刷刷清，以保证水下混凝土和沉井壁的结构密贴，以防止夹砂，消除抽水后引起的渗漏，清理要求为土层清理至刃脚底部边沿，中间呈锅底状态，锅底低于刃脚底部0.5m，清理工作完成后，沉淀观测12h，再吸清沉淀游泥层，即可进行水下封底施工。a.水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径以 200～350 mm 为宜，导管使用前对管壁、焊缝接头处进行密封性试验和检查。b.首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。c.在灌注过程中，应经常测探井内混凝土面的位置，及时地调整导管深度。由潜水员水下指挥浇筑。d. 多根导管灌注时，宜同时灌注，当基底不平时，应由低到高逐步浇注至设计标高；封底不平时，派潜水员及时探测调整。e. 每根导管开始灌注时，首批混凝土需要的数量应计算确定。f. 在灌注过程中应注意混凝土堆高和扩展情况，正确地调整坍落度和导管埋深，使每盘混凝土灌注后形成适宜的堆高和不陡于 1∶5 的流动坡度，抽拨导管严禁导管进水，混凝土的最终灌注高度应比设计高出不小于 150 mm，待灌注混凝土达到设计强度要求后，再抽干水凿去表面松软层。
钢筋混凝土底板浇捣后井内采取灌水养护。为以后抽水提供依据，可多做几组试块，在沉井中同条件进行养护，然后分批试压已确定水下混凝土的强度，决定是否抽水。沉井抽水后，应清除表层水中沉淀的污泥和凿毛表面混凝土层，然后进行二次封底。
3.2 沉井的測量控制及对周边构筑的监测
3.2.1 沉井测量控制
（1）沉井位置和标高的控制：在沉井外地面及井的顶部，要设置中心线和水准基点，通过经常测量，以达到能够控制沉井的位置和标高。（2）沉井垂直度的控制：在井身内按 4 等分或8 等分做出标记，各吊线锤要对准标板，并定期采用经纬仪测量垂直偏差来进行观测。在挖土时，要随时观测它的垂直度，当线坠离标板达50mm 时，或四周不达标时，应及时采取措施进行补救。（3）沉井下沉的控制：在井筒周围的测点弹出水平线，或外壁四个侧面弹出标尺，每20mm一格，同时用水准仪及时观测出沉降值。（4）沉井过程中的控制措施：沉井在下沉时要对位置、垂直度及标高来观测，每班至少要测量两次。在接近设计的底标高时，要加强观测，并每2h一次。（5）测量工作管理措施：测量工作须由专人负责。每次数据都要进行记录，并制出表来并发给各部门。测量时如果发现有倾斜、位移、不均等情况，立即通知技术人员，以便指挥操作人员来采取措施，使偏差控制在允许的范围内。
3.2.2 对周边建、构筑物的监测
沉井的下沉都会对周围土体产生一定的扰动，所以，该工程除了必要的施工监测外，另外由第三方对工程实施过程中的关键点进行全程监测。一方面为了施工过程中及时反馈周边地层沉降的相关信息，指导施工；另一方面是监测周围建、构筑物在施工过程中的位移变化，避免发生破坏。
4 结束语
本文以某泵站为例，该工程在施工过程中，由于施工技术使用恰当，方案组织严密，各项指标均符合规范要求，使沉井工程圆满结束。不仅取得了良好的社会价值和经济价值，也为同类型沉井施工技术积累了宝贵的经验。
参考文献：
[1]梁志美.浅析沉井施工技术[J].科技创新导报，2011（7） ：24-25.
[2]胡长明.沉井施工在泵站工程中的应用与问题分析[J].施工技术，2008（ 9） ：37-39.
【关键词】沉井施工技术；泵站工程；应用；难点；对策
前言：近年来，城市的给水、排水量逐年增加，其输水管道也越延越长，为保证正常输送，要增加泵站的设置。在空间允许内，泵房结构采用放坡开挖会更加安全，但在城市空间内，放坡开挖并不合适，但采用基坑围护经济投入会比较大，因此采用沉井施工是可行的，本文就对沉井在泵站工程中的应用进行探讨。
1 工程概况
本文以某泵站工程为例，污水泵站包括污水泵房、附属设施，以及围墙、道路、管线等配套工程。泵房下部为现浇钢筋混凝土沉井结构，泵房平面尺寸为 40.7 m×31.8m，泵房高度 17.4 m。泵房沉井结构顶标高为 4.7m，底板标高为 -4.0 m，刃脚底标高为 -7.40 m，标高 8.7～10 m 部分为泵房上部结构，在沉井下沉到位后实施。沉井井体采用 C30 混凝土，抗渗等级为S8。封底混凝土用 C20 毛石混凝土。该工程重点为保证沉井按设计要求下沉到位，其次确保南侧 2 根进水管、东侧 5 间民房在沉井下沉过程中安全。
2 井下沉方案选择
沉井下沉分排水下沉和不排水下沉两种方法。前者适用于粘质土或中粗砂质土，渗水量不大，周边无重要的建、构筑物；后者适用于砂或砾石类土，渗水量较大，且周边有需要保护的建、构筑物。根据该工程现场土质以粉砂土为主和地下水渗流量较大，补充水源较丰富等情况，该工程应按不排水下沉方法进行施工。采用水力机械化冲泥下沉，由多级离心泵产生高压水，将井内土体冲成泥浆后，由大功率污泥泵排出井外。在施工现场北侧空地上设置一个泥浆沉淀池，泥浆在短时间内沉淀，上部清水排入北侧原水泥路边排水沟。
3 沉井在泵站工程中的应用分析
3.1沉井下沉时注意事项
沉井下沉采用不排水下沉方法，即水压平衡工艺。水压平衡工艺即在不排水施工的过程之中，人为提高沉井之中的水位，迫使沉井中的水位高于地下水位（也可人为降低地下水位，使沉井中的水位高于地下水位），使地下水位在压力平衡的状态下，再接受一定的压力，迫使沉井之中和周围土层在潜水员水下取土的操作过程中，周围的土层都处于静止状态，不引起沉井周围的基础大面积的塌方，有效控制地表下沉在理想的范围之内。在地下水位偏高、流沙层较浅的地质地区进行沉井施工，水压平衡工艺是一种行之有效的施工方法。
3.1.1 工程重点
（1）不排水下沉沉井：断面尺寸为 40.7 m×31.8m 方形；（2）水下封底：水下毛石混凝土封底；（3）抗渗混凝土井井身，抗渗要求较高。
3.1.2工程难点及相应对策
（1）该工程采用不排水下沉，主要难点有：a. 地理位置位于钱塘江边，南临钱塘江江堤80 m 左右，东距和睦港 130 m 左右，地下水位丰富，加之潜水含水层土性主要为②、③层粉砂性土层，透水性较强。因此，该工程场地潜水与钱塘江降水有一定的水力联系，一般呈互为补给关系。b. 该工程的沉井平面很大，深度较深且结构复杂。根据地质和历史资料反映，地质土体也比较复杂。c.由于采用不排水下沉，在进行锅底施工时，对其质量也有很大影响。（2）该工程采用水下封底施工工艺，主要难点有：a. 由于该工程面积较大，封底面积也较大，且分格也相对较多。b. 由于采用不排水下沉，锅底施工环境相对较差，封底混凝土质量难以控制。c. 为了控制水位差，故对沉井内水位与井外地下水位控制需求也相对较高。d. 毛石投放相对较难，封底混凝土表面平整度控制和标高控制相对比较困难。（3）终沉控制：当沉井刃脚踏面下沉至离设计标高还剩 1 m左右时，沉井进入终沉阶段，此时应切忌“深锅底”，因为过深的锅底，可能导致刃脚下土体大量向井内涌入，易发生突然下沉或超沉。应先挖刃脚附近的土体，形成“反锅底”，然后视情况再挖中心部位土体，控制好下沉速度，务求沉井缓缓挤土下沉到位。刃脚踏面终沉标高暂定比设计抛高 15 cm。（4）封底：在沉井下沉到位后，加水沉井中，提高水压系数，使沉井内外土层呈静止状态。安排专业潜水员对沉井凹槽刃脚清理和冲洗锅底作业，潜水员水下清泥沙时，务必要求将井壁、凹槽清理干净并用钢丝刷刷清，以保证水下混凝土和沉井壁的结构密贴，以防止夹砂，消除抽水后引起的渗漏，清理要求为土层清理至刃脚底部边沿，中间呈锅底状态，锅底低于刃脚底部0.5m，清理工作完成后，沉淀观测12h，再吸清沉淀游泥层，即可进行水下封底施工。a.水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径以 200～350 mm 为宜，导管使用前对管壁、焊缝接头处进行密封性试验和检查。b.首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。c.在灌注过程中，应经常测探井内混凝土面的位置，及时地调整导管深度。由潜水员水下指挥浇筑。d. 多根导管灌注时，宜同时灌注，当基底不平时，应由低到高逐步浇注至设计标高；封底不平时，派潜水员及时探测调整。e. 每根导管开始灌注时，首批混凝土需要的数量应计算确定。f. 在灌注过程中应注意混凝土堆高和扩展情况，正确地调整坍落度和导管埋深，使每盘混凝土灌注后形成适宜的堆高和不陡于 1∶5 的流动坡度，抽拨导管严禁导管进水，混凝土的最终灌注高度应比设计高出不小于 150 mm，待灌注混凝土达到设计强度要求后，再抽干水凿去表面松软层。
钢筋混凝土底板浇捣后井内采取灌水养护。为以后抽水提供依据，可多做几组试块，在沉井中同条件进行养护，然后分批试压已确定水下混凝土的强度，决定是否抽水。沉井抽水后，应清除表层水中沉淀的污泥和凿毛表面混凝土层，然后进行二次封底。
3.2 沉井的測量控制及对周边构筑的监测
3.2.1 沉井测量控制
（1）沉井位置和标高的控制：在沉井外地面及井的顶部，要设置中心线和水准基点，通过经常测量，以达到能够控制沉井的位置和标高。（2）沉井垂直度的控制：在井身内按 4 等分或8 等分做出标记，各吊线锤要对准标板，并定期采用经纬仪测量垂直偏差来进行观测。在挖土时，要随时观测它的垂直度，当线坠离标板达50mm 时，或四周不达标时，应及时采取措施进行补救。（3）沉井下沉的控制：在井筒周围的测点弹出水平线，或外壁四个侧面弹出标尺，每20mm一格，同时用水准仪及时观测出沉降值。（4）沉井过程中的控制措施：沉井在下沉时要对位置、垂直度及标高来观测，每班至少要测量两次。在接近设计的底标高时，要加强观测，并每2h一次。（5）测量工作管理措施：测量工作须由专人负责。每次数据都要进行记录，并制出表来并发给各部门。测量时如果发现有倾斜、位移、不均等情况，立即通知技术人员，以便指挥操作人员来采取措施，使偏差控制在允许的范围内。
3.2.2 对周边建、构筑物的监测
沉井的下沉都会对周围土体产生一定的扰动，所以，该工程除了必要的施工监测外，另外由第三方对工程实施过程中的关键点进行全程监测。一方面为了施工过程中及时反馈周边地层沉降的相关信息，指导施工；另一方面是监测周围建、构筑物在施工过程中的位移变化，避免发生破坏。
4 结束语
本文以某泵站为例，该工程在施工过程中，由于施工技术使用恰当，方案组织严密，各项指标均符合规范要求，使沉井工程圆满结束。不仅取得了良好的社会价值和经济价值，也为同类型沉井施工技术积累了宝贵的经验。
参考文献：
[1]梁志美.浅析沉井施工技术[J].科技创新导报，2011（7） ：24-25.
[2]胡长明.沉井施工在泵站工程中的应用与问题分析[J].施工技术，2008（ 9） ：37-39.