盐城市城东污水处理厂沉井施工心得-论文网

　　随着社会经济的发展，人们的环保意识不断加强，对污染的治理力度越来越大。近几年，国家投入巨额资金在全国大部分城市建立污水处理厂，对城市污水进行处理，有效地改善了城市的水环境，提高了城市居民的生活质量。作为处于长江中下游地区的盐城市，是淮河流域的水污染严重地区之一，污水处理项目自然就成了全市治污工程的重点。

　　盐城市城东污水处理厂，总设计规模15万吨/日，占地124.8亩，分三期建设。其中一期工程，设计规模2.5万吨/日，总投资8500万元，主要包括：厂区部分、1.25KM污水收集管网以及提升泵站。污水处理工程分厂区部分和厂外部分，其中厂外部分包括污水收集管网和提升泵站。在污水处理工程建设中，沉井工艺是贯穿于工程建设的始终，特别是厂外污水管道和提升泵站的建设。本人曾参与盐城市城东污水处理厂一期工程的建设，在污水管道和提升泵站施工过程中，沉井工艺以其结构简单、质量可靠、安全合理等优点,在工程中得到广泛应用。现结合一期工程的建设,对沉井施工工艺作一系统的阐述:

　　一、施工方案的确定

　　在污水处理厂外网管道施工时，由于污水管道埋深大，考虑到地面现有建筑物的保存和对地下管线的保护，污水管道采用顶管法施工，在顶管的工作坑施工中，根据地质情况，参照其他城市的施工经验，本着节省投资的原则，原初步确定采取打钢板桩措施，但在实际施工过程中，由于地质条件差，工作坑中出现淤泥和流砂，导致顶管施工无法进行。而在提升泵站施工过程中，原计划采用再配合井底降水进行泵站主体结构施工，但由于地质条件差，大开挖无法进行施工。在此情况下，由业主组织设计、监理、施工单位会商，为确保工程质量和该工程能按期投入使用，对顶管工作井和泵站施工均采用沉井施工方案。通过后来的实践证明，沉井施工以其安全可靠、施工快捷在施工中的确发挥了重要的作用。

　　二、沉井工艺原理及分类

　　(一)沉井工艺原理

　　沉井是地下工程和深基础工程的一种施工方法,也是深基础工程的一种结构形式。其原理是:将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础,先在地面以上制作,形成一个井状结构,然后在井下不断挖土,借助井体自重而逐步下沉,下沉到预定设计标高后,进行封底,并根据需要构筑井内底板、梁、内隔墙、顶板等构件,形成一个工作空间或地下建筑物。在城东污水处理工程中,顶管施工利用沉井形成工作井,而在泵站施工中利用沉井形成永久建筑物的一部分。沉井在施工中具有独特优点:占地面积小,不需要进行边坡围护,与大开挖相比较,挖土量少,对邻近建筑物的影响较小,操作相对简便,无需特殊的专业设备。

　　(二)沉井分类

　　沉井的类型很多,按制作材料分类有混凝土、钢筋混凝土、砖混等多种类型，应用最多的是钢筋混凝土沉井。钢筋混凝土沉井按平面形状分类有圆形沉井、矩形沉井、椭圆形、端圆形沉井。该工程工作井采用的是矩形钢筋混凝土沉井，接受井采用的是圆形钢筋混凝土沉井。

　　三、沉井制作及施工过程

　　(一)沉井构造

　　沉井主要由刃脚、井壁、隔墙或横竖向框架、底板和盖板等组成。(1)刃脚。是沉井壁最下端部位,下面有一水平支承面,称为刃脚踏面。踏面宽度通常在15cm～60cm,根据地层的软硬程度作调整。刃脚的侧面呈直角梯形,一般斜度≥45°。其作用主要是减少下沉时土的阻力。

　　(2)井壁。是沉井的主要部位,其厚度应根据沉井的结构强度、刚度以及沉井能够在自重条件下下沉等确定。一般为0.4m～1.2m左右。

　　(3)隔墙或横竖向框架。根据使用和结构上的需要,在沉井内可设置隔墙或横竖向框架,大型沉井还可能设置多道纵横隔墙。因隔墙设计过多而影响使用或施工操作时,一般都设计壁柱和上下横梁来代替,可以减少井壁、底板的计算跨度,增加沉井的整体刚度,还有利于分隔封底的操作。

　　(4)底板和盖板。由钢筋混凝土浇筑而成,对沉井的使用和防渗水有重要作用。

　　(二)沉井制作

　　1.场地准备

　　沉井是钢筋混凝土结构,重量大,对场地的要求比较高。浇筑沉井前,需平整场地。对较深的沉井,一般预先开挖一定深度(控制在3m以内),以减少下沉工作量。基坑挖好后,视地层情况对地基适当处理,一般做法是用砂和枕木作铺垫,也可用砖砌体作垫层，砂垫层要分层夯实。,垫木和砖砌体顶面标高要保持一致,保证沉井位置准确。

　　2.浇筑沉井

　　场地准备好后，按有关规范和要求绑扎钢筋、安装模板,然后浇筑砼。待砼强度达到设计要求的80%以上时可抽出垫木或砖砌体，按一定顺序抽取,使沉井均匀落地。

　　(三)沉井下沉

　　沉井下沉的方法有排水下沉、不排水下沉和干作业下沉几种。

　　1.排水下沉,就是在井内边排水边挖土外排的沉入方法。主要用于地层比较稳定、渗水性较差、涌水量不大的地层。

　　2.不排水下沉,即降低或半降低井内地下水,通过机械在井内直接挖土或用排砂泵向外抽排泥使沉井下沉的方式,后者又称水冲下沉法。不排水下沉主要用于地层稳定性差、地下水渗流量大、容易产生流沙或管涌的地层。

　　3.干作业下沉,在沉井施工前先把场地范围内的地下水实施降水疏干,然后在沉井内挖土下沉的方法。在下沉过程中保持疏干状态。该法主要用于地下水渗透性好、含水层厚度不大、边界补给能力较差、地层又比较复杂的场地。

　　为更好地选择到最优的下沉方法,施工前一定要摸清场地的地质情况。根据本工程地质情况，沉井下沉采用排水下沉的方式。

　　对于沉入深度大的沉井,需要分成两节以上分次接井下沉,节间搭接应严格按钢筋混凝土有关规范和规定进行,以保证沉井的整体性。沉井接高一般在下面一节下沉到高出地面0.5m～1.0m时进行。

　　(四)沉井封底

　　当沉井下沉至设计标高后,停止挖土,对沉井进行封底。对于排水下沉的沉井,可迅速抽干井内水快速封底;对于不排水下沉的沉井可先抛砂石料使之形成反滤层,然后迅速抽干井内水快速封底。具体做法是在沉井至设计标高后,停止挖土,向井内均匀抛填约0.5m厚的中细砂,再抛填0.3m厚级配2cm～4cm的碎石,最后抛填厚度0.5m～0.8m的块石,这样是使井底形成一个在短时间内防止大量涌水砂的反滤层。待封底的其它准备工作做好后,迅速抽干井内水进行封底,封底砼应添加适量的外加剂。在本工程中，大部分沉井封底按排水下沉处理，但在封底过程中，由于井底有大量流砂，采用常规方法无法封底，后采取导管法进行水下封底，一次成功。

　　四、沉井施工易出现的问题及处理方法

　　(一)突然下沉。这种下沉一般是不均匀的,往往是一侧或一角倾斜。这主要是由于外侧壁摩擦力突然减少或井内挖土不均所致。这时,应采取在不沉的一侧抓紧挖土,纠正偏斜,纠正后要保持均匀挖土下沉。若在同一高度上两面土层软硬不同,则应先挖硬土后挖软土。对于均匀突然下沉的情况,若地基土过软,井体下沉不止,应立即停止向外排水,改用不排水挖土下沉,以增大沉井的浮力,使其放慢下沉速度直至稳定为止。

　　(二)流砂和管涌。通常在采用排水下沉施工中穿越粉、细砂层时发生。发生这种情况,会增加施工难度,因大量外排涌出的泥砂,会使沉井底部和周边的地层局部被“掏空”,从而使沉井产生偏斜,甚至使井体遭到破坏,周围建筑物下沉、开裂等。若流砂层比较薄,则采取井外降水疏干、施工防渗帷幕墙等方法止水。

　　(三)不沉或慢沉。主要是因为侧摩擦阻力大于沉井的自重或刃脚踏面过大、有障碍物等引起的,应充分挖除刃脚下的土,有障碍物的应先清除障碍物。若还解决不了,可以在井壁外侧用高压水射刷,同时堆重物强迫下沉。

　　五、结论

　　沉井施工是一个较复杂的系统工程,施工前一定要有详尽的岩土工程勘察资料,充分掌握场地的水文地质和工程地质条件，同时在施工过程中必须严格执行有关规范和设计要求的规定，对施工的每一个环节都要作充分考虑,对施工中可能出现的不良情况要认真考虑并制定相应的对策，另外，在施工中要做好监测工作,以防对邻近建筑物产生不影响。只要我们精心组织，规范施工，沉井工艺将会在污水处理工程中得到更广泛的应用。