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摘要:随着交通荷载、重载车辆的日益增长,经济的发展,普通井盖已经不能适应道路的发展。由于路面和井盖框之间材质不同,加之井盖与路面的连接处相对薄弱,造成井盖下沉问题。本文简要介绍自调式防沉降井盖在沥青路面中的应用,为市政工程检查井施工人员提供参考。
关键词:道路工程;检查井;防沉降井盖
中图分类号:U41文献标识码: A
1 防沉降井盖简介
1.1自调试防沉降井盖改变传统井盖工作原理,已在全国多个城市进行试点,在解决道路检查井质量通病方面取得明显效果。
1.2普通井盖产生“黑眼圈”的原因
(1)普通井盖本身独立承载系统受外力作用时,加剧了路面与井盖井座得巨大压力差,造成普通井盖井圈下沉。
(2)井圈得周围路面的密实度小于远离井圈的路面压实度,在行车荷载冲击作用下,井圈周围一旦产生裂缝,雨水就会顺着路面裂缝和路面与检查井结构处进入井圈内部,导致地基含水量增大,强度降低,发生沉降。
(3)施工材料质量欠缺造成井盖下沉。
1.3与其它传统检查井井盖相比具有以下几大优点,详见下表一。
比较项目 传统检查井井盖 可调式防沉降井盖
施工难度 需预制大型混凝土井环座(重达500公斤以上),大大增加了施工难度和调整井盖标高的难度。 无需预制大型混凝土井环座,施工方便、快捷。
施工质量 (1)井盖将荷载直接转移至井体,易造成井口破损,井盖下沉,并导致井盖周围路面碎裂。
(2)井盖与周边路面结合处易出现缝隙,周围补填沥青紧实度不足,长期积水浸泡容易碎裂。
(3)井盖标高与路面不符,荷载受力不均,造成“下沉或凸起→路面及井口破损”的恶性循环。 (1)支座法兰面将荷载转移至路面结构层,避免对井体直接施压,大大降低下沉的可能性。
(2)支座法兰面有效保护周围沥青面层,与路面结合紧密,不易造成积水。
(3)使用压路机将井盖与沥青一同碾压成型,机械化施工确保井盖与路面标高一致并平整、紧实,井盖与周边路面结合极紧密,有效防止井盖周边路面出现翻松、碎裂、损毁等现象。
施工工期 将混凝土井环座安装好之后,需经过24小时以上的养护期,才能补填沥青,无法一次性施工完毕,对交通影响较大。 方便快捷,一次性施工完毕,即可开放交通,免养护,将对交通的影响减至最低。
施工效果 通常采用后升井工艺,补填沥青与周围路面颜色深浅不一,影响路面整体外观。 与沥青同时碾压完成安装,不会出现“黑眼圈”现象,美观实用。
日常工艺维修 (1)如下沉或遇道路改造需调整标高,需将井盖连预制混凝土井环座整个挖出,更换新井环座及井盖,造成浪费。
(2)路面创口巨大,施工困难,养护期长,严重影响交通。 (1)仅需将井盖撬松并用简易设备垂直拔高,在法兰面底部均匀填充适量沥青后用压路机轧平压实即可,无需更换井盖。
(2)工作面小,施工快捷,可在深夜施工完毕即开放交通,几乎不影响交通。
表一:防沉降井盖与传统检查井盖比较
2 防沉降井盖的设计理念
(1)将井圈看做道路路面的一部分,使之一体化。
(2)改变的井盖与井圈的链接方式。
(3)使井盖的井圈与路面沥青层结合为一个整体。
(4)彻底改变了井圈的受力状况,将近80%以上的行驶荷载直接通过井圈被路面吸收。
(5)在外部作用下,井圈会自动随着路面升降,使其与路面保持在同一水平上,可以避免井圈突出现象。
(6)在路面维修时候,可以将井盖井圈拿出来重新安装。
3 工艺原理
来自上部的荷载压力通过井盖框法兰面被分散到路面面层,使井体所承受的负荷减少 80% 以上,井盖框与路面面层共同成为承载载体。如图1。
图1:防沉降井盖受力分析图图2:安装框
4 防沉降井盖安装流程
4.1施工准备
(1)施工设备:切割机、风镐、冲击夯、平板夯或压路机等。
(2)辅助工具:如长度测量工具、标高测量工具、洋镐等。
(3)对现场可能出现的情况进行预判,备好应急材料。
(4)制作安装框式样如图2(尺寸:直径675mm,高不少于150mm)
4.2根据现场情况确定井框盖安装方式
4.2.1正常安装方式
图3
图3表述了井口安装平面需控制在蓝色区域内,即路面标高线下100~150mm区域。图4、图5是产品连接的两个极限位置。图4是产品可调节的最深位置,图5是产品可调节的最浅位置。
4.2.2几种特殊安装方式
(1)为保证井框与路面的整体结合,最浅深度因为110mm为宜。如浅于此深度,须将限位框倒插入井口,见图5,此时在施工前需做好准备工作,确保限位框能插入井口。
图4图5
(2)当700mm≥井口直径≥685㎜且井口至路面标高尺寸小于100㎜,可按图6方式放置限位圈:
图6
4.2.3井口高度不合要求的处理
(1)口至路面标高尺寸<100mm且无条件将限位框倒置的情况下:必需将井口降低。
(2)井口至路面标高尺寸>150mm:则可根据井口的普遍情况采用预制标准混凝土圈(内径670mm,外径780mm,高40mm)来提升井口,将井口调至可与限位框相匹配位置。
4.3安裝顺序
4.3.1道路养护中的单个井盖更换
(1)开挖
首先将原有旧井盖框挖出,开挖最小直径为:675(安装框口直径)+冲击夯夯头的宽度(如 300)=675+300*2≈1280mm(如原有路面损坏面较大需修补,开挖面可以加大)。
开挖深度:测量井口是否在要求的高度,确保在100~150mm范围。
(2)井口整理
保证切边整齐美观,井口清洁、平整。如图7。
图7 图8图9
(3)放置限位圈及安装框
在完成上述工序后进行。将限位圈及挖坑的表面涂上水柏油,安装框表面涂上防粘剂。如图8、图9放置。
(4)填充沥青
对坑内注入沥青(约5-8cm厚)逐层夯实至标高线下方30~40mm(该高度决定了最后一次面层摊铺时的沥青抛高厚度,也决定了最终井盖装完后的路面表观)。每层沥青在紧实过程中必须保证沥青的紧实度≥ 97%。见图10、图11。
图10图11图 12 图13
最后一层面层沥青的摊铺:将沥青填至标高线上方15~20㎜(该抛高系数请根据使用沥青的情况及工程的需求而定。宜采用设置标高横木条等方法控制标高),刮平上平面。见图12、图13,此时安装框不取出。
(5) 自调试井盖框的面层压实
在完成面层沥青抛高后,用脚将安装框周边沥青踩踩,将安装框先行摇松取出马上放入井盖框,需4人配合,放入井盖后需对井盖周边撒一些沥青(约2cm厚,沿井盖框外圈15cm范围内均匀撒开,由内至外形成斜边)作收口之用,而后用平板夯或压路机由外至内紧实至标高即可。
(6)井盖标高微调
当发现井盖比路面略高(≯10mm)时,可以通过压路机在井盖中央进行微震(震动不可过大)正平,然后在井盖框四周进行碾压即可。 如井盖表面略低(≯10mm)可以通过提升井盖在其法兰面下添加少许沥青后压实来完成标高的控制。
(7)养护及开放交通
完成后将井盖及周边路面清理干净,设置围挡进行养护。当沥青混合料降低到通车温度时,即可通车。
4.3.2新路或面层整体铣刨出新路段铺装工艺
新路或面层整体铣刨出新路段出新道路上防沉降井盖安装掌握一个原则,即在上面层沥青摊铺前按上述步骤完成井框盖安装工作,限位框牢牢固定在底层沥青中。在面层摊铺时,只需根据面层厚度(约4cm)适当进行二次提升井盖即可,限位框固定不动。
(1)新路自调式井盖框的预装方法
在井口放置铁板后进行底层沥青摊铺,摊铺机过后将铁板挖出,放入限位圈和安装框后回填沥青至摊铺高度,然后取出安装框放入自调式井盖框随即由压路机压实就可,此时井盖位置需低于最终路面标高(图14)。
图14 图15
(2)铣刨翻新路面自调式井盖框的预装方法
在铣刨前先开挖将旧井盖取出后采用单个井盖更换法进行自调式井盖框的预装。所不同的是,安装后的井盖标高如无法控制在新路面标高线下≤40㎜时,那么安装后的井盖表面不得高于原路面,自调式井盖框周边的沥青面应紧实至井框法兰面下沿处(此时的坑深约2㎝)(图15)。
如个别井口深度较小,井盖可以直接做到标高。对于做到标高的 井盖需将井盖周边的沥青做低或斜坡处理,以保证面层沥青摊铺时与井盖连接的完整性。
4.3.3井盖框的二次提升
4.3.3.1面层沥青摊铺前的准备
(1)人员安排:每3-4人壹组专门负责升井工作;
(2)工具准备:每组洋镐、煤撬各两把及推耙一把,安装框一只,防粘剂和刷子等;
(3)井盖松动:将所需摊铺路段的井盖全部撬松(两对角两对角的同时撬动);
(4)井盖表面处理:摊铺前井盖表面需涂上防粘剂。
4.3.3.2摊铺面层沥青过程中的二次升井
(1)摊铺机摊过后马上找出井盖并将其挖出。
(2)挖出井盖后立即放入安装框,将周边低陷部分填满沥青并刮平(图16)。
图16图17图18
(3)将安装框摇松拔出即刻重新放入井盖,随即推平井盖周边沥青,注意井边的收口。沿井盖框外圈15cm范围内均匀撒开,约2cm厚由内至外形成斜边(图17)。
(4)井边收口完成后,进行下一个井盖的提升工作。井盖压实平整工作由摊铺队(压路机及辅助人员)完成(图18)。
(5)重复上述步骤过程直至整条道路摊铺完成。
5 注意事项
(1)根据该产品工作原理,荷载压力通过井盖框法兰面分散到路面面层,井盖框与路面面层共同成为承载载体。因此井框盖下方沥青混合料质量和压实度符合要求是保证井盖正常工作的重要条件,安装时应根据现场实际情况,严格控制沥青混合料的虚铺厚度,出现偏差应及时调整。
(2)限位框是否安裝牢固是产品是否能够顺利安装及满足使用要求的关键因素。限位框安装时应保证底面接触面的平整,无翘动。当底面井室不满足上述要求时,应破除部分井室,安装预制混凝土调节圈,并用沥青砂进行找平。在安装过程中或安装结束后发现限位框松动、位移、倾斜时,必须进行返工处理。
(3)在压路机第一次经过井盖上方时,无需开震动,更不允许开着震动行至并通过井盖上方。待井盖经过初次碾压后,再次经过井盖上方方可在井盖中央时打开震动(微震)进行紧实。在压路机最初的几次碾压过程中,井盖会在沥青中翘动,为正常现象。此时只需压路机行至井盖中央启动震动将井盖稍作压实即可。
(4)在清理井盖上方的沥青过程中,注意观察移走的沥青的量是否会 大于回填的量,将多余的沥青清理走,避免在收口过程中沥青在井盖附近堆积,造成井盖周围局部高于路面。
(5)施工现场管理及操作人员应掌握施工工艺,施工组织有序。现场安装时,在确保井框盖使用要求的关键环节的前提下,应根据实际情况及时对细节参数进行微调,保证施工质量。
关键词:道路工程;检查井;防沉降井盖
中图分类号:U41文献标识码: A
1 防沉降井盖简介
1.1自调试防沉降井盖改变传统井盖工作原理,已在全国多个城市进行试点,在解决道路检查井质量通病方面取得明显效果。
1.2普通井盖产生“黑眼圈”的原因
(1)普通井盖本身独立承载系统受外力作用时,加剧了路面与井盖井座得巨大压力差,造成普通井盖井圈下沉。
(2)井圈得周围路面的密实度小于远离井圈的路面压实度,在行车荷载冲击作用下,井圈周围一旦产生裂缝,雨水就会顺着路面裂缝和路面与检查井结构处进入井圈内部,导致地基含水量增大,强度降低,发生沉降。
(3)施工材料质量欠缺造成井盖下沉。
1.3与其它传统检查井井盖相比具有以下几大优点,详见下表一。
比较项目 传统检查井井盖 可调式防沉降井盖
施工难度 需预制大型混凝土井环座(重达500公斤以上),大大增加了施工难度和调整井盖标高的难度。 无需预制大型混凝土井环座,施工方便、快捷。
施工质量 (1)井盖将荷载直接转移至井体,易造成井口破损,井盖下沉,并导致井盖周围路面碎裂。
(2)井盖与周边路面结合处易出现缝隙,周围补填沥青紧实度不足,长期积水浸泡容易碎裂。
(3)井盖标高与路面不符,荷载受力不均,造成“下沉或凸起→路面及井口破损”的恶性循环。 (1)支座法兰面将荷载转移至路面结构层,避免对井体直接施压,大大降低下沉的可能性。
(2)支座法兰面有效保护周围沥青面层,与路面结合紧密,不易造成积水。
(3)使用压路机将井盖与沥青一同碾压成型,机械化施工确保井盖与路面标高一致并平整、紧实,井盖与周边路面结合极紧密,有效防止井盖周边路面出现翻松、碎裂、损毁等现象。
施工工期 将混凝土井环座安装好之后,需经过24小时以上的养护期,才能补填沥青,无法一次性施工完毕,对交通影响较大。 方便快捷,一次性施工完毕,即可开放交通,免养护,将对交通的影响减至最低。
施工效果 通常采用后升井工艺,补填沥青与周围路面颜色深浅不一,影响路面整体外观。 与沥青同时碾压完成安装,不会出现“黑眼圈”现象,美观实用。
日常工艺维修 (1)如下沉或遇道路改造需调整标高,需将井盖连预制混凝土井环座整个挖出,更换新井环座及井盖,造成浪费。
(2)路面创口巨大,施工困难,养护期长,严重影响交通。 (1)仅需将井盖撬松并用简易设备垂直拔高,在法兰面底部均匀填充适量沥青后用压路机轧平压实即可,无需更换井盖。
(2)工作面小,施工快捷,可在深夜施工完毕即开放交通,几乎不影响交通。
表一:防沉降井盖与传统检查井盖比较
2 防沉降井盖的设计理念
(1)将井圈看做道路路面的一部分,使之一体化。
(2)改变的井盖与井圈的链接方式。
(3)使井盖的井圈与路面沥青层结合为一个整体。
(4)彻底改变了井圈的受力状况,将近80%以上的行驶荷载直接通过井圈被路面吸收。
(5)在外部作用下,井圈会自动随着路面升降,使其与路面保持在同一水平上,可以避免井圈突出现象。
(6)在路面维修时候,可以将井盖井圈拿出来重新安装。
3 工艺原理
来自上部的荷载压力通过井盖框法兰面被分散到路面面层,使井体所承受的负荷减少 80% 以上,井盖框与路面面层共同成为承载载体。如图1。
图1:防沉降井盖受力分析图图2:安装框
4 防沉降井盖安装流程
4.1施工准备
(1)施工设备:切割机、风镐、冲击夯、平板夯或压路机等。
(2)辅助工具:如长度测量工具、标高测量工具、洋镐等。
(3)对现场可能出现的情况进行预判,备好应急材料。
(4)制作安装框式样如图2(尺寸:直径675mm,高不少于150mm)
4.2根据现场情况确定井框盖安装方式
4.2.1正常安装方式
图3
图3表述了井口安装平面需控制在蓝色区域内,即路面标高线下100~150mm区域。图4、图5是产品连接的两个极限位置。图4是产品可调节的最深位置,图5是产品可调节的最浅位置。
4.2.2几种特殊安装方式
(1)为保证井框与路面的整体结合,最浅深度因为110mm为宜。如浅于此深度,须将限位框倒插入井口,见图5,此时在施工前需做好准备工作,确保限位框能插入井口。
图4图5
(2)当700mm≥井口直径≥685㎜且井口至路面标高尺寸小于100㎜,可按图6方式放置限位圈:
图6
4.2.3井口高度不合要求的处理
(1)口至路面标高尺寸<100mm且无条件将限位框倒置的情况下:必需将井口降低。
(2)井口至路面标高尺寸>150mm:则可根据井口的普遍情况采用预制标准混凝土圈(内径670mm,外径780mm,高40mm)来提升井口,将井口调至可与限位框相匹配位置。
4.3安裝顺序
4.3.1道路养护中的单个井盖更换
(1)开挖
首先将原有旧井盖框挖出,开挖最小直径为:675(安装框口直径)+冲击夯夯头的宽度(如 300)=675+300*2≈1280mm(如原有路面损坏面较大需修补,开挖面可以加大)。
开挖深度:测量井口是否在要求的高度,确保在100~150mm范围。
(2)井口整理
保证切边整齐美观,井口清洁、平整。如图7。
图7 图8图9
(3)放置限位圈及安装框
在完成上述工序后进行。将限位圈及挖坑的表面涂上水柏油,安装框表面涂上防粘剂。如图8、图9放置。
(4)填充沥青
对坑内注入沥青(约5-8cm厚)逐层夯实至标高线下方30~40mm(该高度决定了最后一次面层摊铺时的沥青抛高厚度,也决定了最终井盖装完后的路面表观)。每层沥青在紧实过程中必须保证沥青的紧实度≥ 97%。见图10、图11。
图10图11图 12 图13
最后一层面层沥青的摊铺:将沥青填至标高线上方15~20㎜(该抛高系数请根据使用沥青的情况及工程的需求而定。宜采用设置标高横木条等方法控制标高),刮平上平面。见图12、图13,此时安装框不取出。
(5) 自调试井盖框的面层压实
在完成面层沥青抛高后,用脚将安装框周边沥青踩踩,将安装框先行摇松取出马上放入井盖框,需4人配合,放入井盖后需对井盖周边撒一些沥青(约2cm厚,沿井盖框外圈15cm范围内均匀撒开,由内至外形成斜边)作收口之用,而后用平板夯或压路机由外至内紧实至标高即可。
(6)井盖标高微调
当发现井盖比路面略高(≯10mm)时,可以通过压路机在井盖中央进行微震(震动不可过大)正平,然后在井盖框四周进行碾压即可。 如井盖表面略低(≯10mm)可以通过提升井盖在其法兰面下添加少许沥青后压实来完成标高的控制。
(7)养护及开放交通
完成后将井盖及周边路面清理干净,设置围挡进行养护。当沥青混合料降低到通车温度时,即可通车。
4.3.2新路或面层整体铣刨出新路段铺装工艺
新路或面层整体铣刨出新路段出新道路上防沉降井盖安装掌握一个原则,即在上面层沥青摊铺前按上述步骤完成井框盖安装工作,限位框牢牢固定在底层沥青中。在面层摊铺时,只需根据面层厚度(约4cm)适当进行二次提升井盖即可,限位框固定不动。
(1)新路自调式井盖框的预装方法
在井口放置铁板后进行底层沥青摊铺,摊铺机过后将铁板挖出,放入限位圈和安装框后回填沥青至摊铺高度,然后取出安装框放入自调式井盖框随即由压路机压实就可,此时井盖位置需低于最终路面标高(图14)。
图14 图15
(2)铣刨翻新路面自调式井盖框的预装方法
在铣刨前先开挖将旧井盖取出后采用单个井盖更换法进行自调式井盖框的预装。所不同的是,安装后的井盖标高如无法控制在新路面标高线下≤40㎜时,那么安装后的井盖表面不得高于原路面,自调式井盖框周边的沥青面应紧实至井框法兰面下沿处(此时的坑深约2㎝)(图15)。
如个别井口深度较小,井盖可以直接做到标高。对于做到标高的 井盖需将井盖周边的沥青做低或斜坡处理,以保证面层沥青摊铺时与井盖连接的完整性。
4.3.3井盖框的二次提升
4.3.3.1面层沥青摊铺前的准备
(1)人员安排:每3-4人壹组专门负责升井工作;
(2)工具准备:每组洋镐、煤撬各两把及推耙一把,安装框一只,防粘剂和刷子等;
(3)井盖松动:将所需摊铺路段的井盖全部撬松(两对角两对角的同时撬动);
(4)井盖表面处理:摊铺前井盖表面需涂上防粘剂。
4.3.3.2摊铺面层沥青过程中的二次升井
(1)摊铺机摊过后马上找出井盖并将其挖出。
(2)挖出井盖后立即放入安装框,将周边低陷部分填满沥青并刮平(图16)。
图16图17图18
(3)将安装框摇松拔出即刻重新放入井盖,随即推平井盖周边沥青,注意井边的收口。沿井盖框外圈15cm范围内均匀撒开,约2cm厚由内至外形成斜边(图17)。
(4)井边收口完成后,进行下一个井盖的提升工作。井盖压实平整工作由摊铺队(压路机及辅助人员)完成(图18)。
(5)重复上述步骤过程直至整条道路摊铺完成。
5 注意事项
(1)根据该产品工作原理,荷载压力通过井盖框法兰面分散到路面面层,井盖框与路面面层共同成为承载载体。因此井框盖下方沥青混合料质量和压实度符合要求是保证井盖正常工作的重要条件,安装时应根据现场实际情况,严格控制沥青混合料的虚铺厚度,出现偏差应及时调整。
(2)限位框是否安裝牢固是产品是否能够顺利安装及满足使用要求的关键因素。限位框安装时应保证底面接触面的平整,无翘动。当底面井室不满足上述要求时,应破除部分井室,安装预制混凝土调节圈,并用沥青砂进行找平。在安装过程中或安装结束后发现限位框松动、位移、倾斜时,必须进行返工处理。
(3)在压路机第一次经过井盖上方时,无需开震动,更不允许开着震动行至并通过井盖上方。待井盖经过初次碾压后,再次经过井盖上方方可在井盖中央时打开震动(微震)进行紧实。在压路机最初的几次碾压过程中,井盖会在沥青中翘动,为正常现象。此时只需压路机行至井盖中央启动震动将井盖稍作压实即可。
(4)在清理井盖上方的沥青过程中,注意观察移走的沥青的量是否会 大于回填的量,将多余的沥青清理走,避免在收口过程中沥青在井盖附近堆积,造成井盖周围局部高于路面。
(5)施工现场管理及操作人员应掌握施工工艺,施工组织有序。现场安装时,在确保井框盖使用要求的关键环节的前提下,应根据实际情况及时对细节参数进行微调,保证施工质量。