摘要：永利河頂管隧道穿越工程位于杭州市蕭山區(qū)，該地區(qū)地質(zhì)地層主要為粉砂層，且地下水位較高水量較大，故粉砂層呈流動狀態(tài)，此地質(zhì)條件對頂管工程中的豎井施工來說具有一定的風險。本文通過一個簡單的工程實例，闡述了沉井施工中先封底再下沉的施工方法在工程實際中的應用，希望可以為從事相關(guān)工作的人士提供一些借鑒和新的思路。
一、沉井封底概述
（一）沉井封底
沉井封底整體下沉工藝主要是靠井底下自制的氣舉泵，通過壓風機產(chǎn)生的高壓風量供給氣舉泵工作，使底部產(chǎn)生負壓，供水泵產(chǎn)生的高壓為氣舉泵的水槍供水，使井底泥砂攪起，在高壓氣體上升時產(chǎn)生的動能作用下，吸出井底的泥砂，構(gòu)筑物靠自重下沉。這種工藝不但減掉以往沉井施工的大量土方工作量同時又大大加快了施工速度。這種工藝對土質(zhì)的要求是砂層最好，淤泥差些，礫石效果也好，但直徑大于100毫米的礫石及巖石層不可采用。
（二）施工準備
1、在沉井施工地點鉆孔勘測地址情況，同時查清和排除地面及其以下的障礙物。
2、先按沉井平面設(shè)置測量控制點，然后進行抄平放線并布置水準基點和沉降觀測點。
3、沉井制作完畢并達到要求的質(zhì)量標準及強度。
4、按照平面布置圖將設(shè)備器材運至施工現(xiàn)場，泥砂坑，水坑開挖。
5、將預制完的風管匯，水管匯進行安裝。
6、接通電源，要求采用兩條線路，防止停電。
（三）質(zhì)量控制
1、沉井標高控制
沉井標高控制是在沉井外部地面及井壁頂部四面設(shè)置縱橫十字中心控制線、水準基點，以控制位置和標高。
2、沉井垂直度控制
在井筒內(nèi)按4或8等分標出垂直軸線，各吊線錘一個，施工時，隨時觀測垂直度，當線錘偏離中心線時，應及時進行糾正。
3、沉井下沉控制
在沉井外壁兩側(cè)用白鉛油畫出標尺，用水平尺或水準儀來觀測沉降。沉井下沉中應加強位置、垂直度和標高的觀測，并做好記錄，使偏差控制在允許范圍以內(nèi)。（四）質(zhì)量檢驗：沉井下沉完畢，其偏差應符合下列規(guī)定：
?。?）標高偏差
井底平均標高與設(shè)計標高偏差不得超過100毫米。
?。?）水平位移偏差
井底平面中心的水平位移不得超過下沉總深度的1%，當下沉總深度小于10米時，水平位移允許100毫米。
?。?）傾斜偏差
矩形沉井偏差（圓形沉井為相互垂直兩直徑與圓周的交點）中任何兩角的井底面標高差，不得超過該兩角間水平間距的1%，且最大不得超過300毫米。如果兩角間水平距離小于10米時，其井底部高差允許為100毫米。
二、沉井先封底再下沉在工程中的應用
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永利河頂管穿越位于浙江省杭州市蕭山區(qū)南陽鎮(zhèn)永利村。穿越區(qū)在地貌上屬海積平原區(qū)，地形平坦，地面高程一般在5.50m左右，穿越河段兩側(cè)為民房及農(nóng)田。頂管隧道穿越長度171m（兩豎井中心距離），工程主要由南岸始發(fā)井、北岸接收井和頂管隧道三部分組成。始發(fā)井內(nèi)經(jīng)φ10m、深13.89m，接收井內(nèi)經(jīng)φ8m、深13.99m。頂管混凝土管采用內(nèi)經(jīng)φ2.2m鋼筋混凝土管，接口采用“F”型接口。
井位所處地質(zhì)除地表0.5m腐殖土外，主要為粉砂層，局部含粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土層等，地下水位較高，粉砂層呈流動狀態(tài)。
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本工程井體原設(shè)計為分三次制作及下沉，采用砼分節(jié)現(xiàn)澆及不排水下沉方案。但根據(jù)地質(zhì)資料及現(xiàn)場的實際地質(zhì)勘查分析后，認為實行原設(shè)計方案可能出現(xiàn)以下情況：a、地下水位較高（地表下1.7m），豎井下沉時需在豎井四周施打多個降水井進行降水處理，工程量、費用高，排水量較大，將影響施工區(qū)域附近地下水位平均標高，影響村民生活用水；b、該種地質(zhì)若進行強降水，將造成地表塌陷，容易引發(fā)安全事故；c、不排水下沉是在水下利用抓斗進行開挖沙土的一種方式，這種方式相對于粉砂來說，抓斗的每次抓取量較少，工序工期較長，同時水下開挖可能造成豎井的突沉，也可能產(chǎn)生不均勻沉降形成豎井的偏斜，從而造成工程安全事故。
綜合以上考慮，我部將采用豎井整體（包括底板）砼分三次澆筑完成后，一次下沉的施工方案，即先封底再下沉。具體工序是：首先開挖基坑（約1.5m，地下水位上）制作豎井第一節(jié)井壁，包括底板，底板上預留29個直徑為15cm間排距為2m的排泥孔，并用素漿填充，其中兩個安裝調(diào)節(jié)閥（球閥），對稱布置，見圖2。頂管預留洞口采用紅磚砂漿砌筑封堵，厚度為70cm（井壁厚1000cm）；再分兩次制作豎井第二、第三節(jié)；最后豎井一次下沉。
（三）工作井下沉
沉井下沉施工需待井壁混凝土強度達到100%方可進行。為便于觀察下沉速度及控制下沉的傾斜度，下沉前在井壁周圍外側(cè)每10cm標畫出一條刻度線。下沉時根據(jù)標示的刻度及時調(diào)整排泥量，進行下沉速度控制及糾偏控制。
下沉時，先鑿除底板預留孔中的素漿，使用6臺2.2kw水泵分別向預留孔中注入高壓水，使豎井底板下的粉砂在地下水壓的作用下自動通過預留孔溢流至豎井底板上，同時使用三臺22kw泥沙泵抽取豎井底板上的泥砂外置于豎井外的泥砂池，隨著豎井底板下的泥砂不斷抽取，豎井將慢慢的開始下沉，通過調(diào)節(jié)閥的啟閉與排泥孔封堵、開啟的數(shù)量來控制豎井下沉的速度與糾偏，當豎井平穩(wěn)下沉至豎井設(shè)計標高以上50cm時，將部分預留孔用50cm長木塞封堵，減慢下沉速度，以防止超沉。當下沉至設(shè)計標高以上20cm時，只留兩個預留孔及調(diào)節(jié)閥進行出泥下沉。最后預留5cm下沉余量。
沉井下沉時，會在井壁四周土體形成下沉漏斗，在沉井下沉到位時，在井壁外側(cè)四周回填石碴等大顆粒材料，以增大摩擦力，防止沉井上浮或過沉，并用圓木塞塞緊排泥孔，防止沉井下土體在流砂作用下進入沉井，而造成沉井進一步下沉。
三、結(jié)語
本工程中，沉井施工采用先封底再下沉與普通的先下沉再封底的施工方法對比，有如下優(yōu)點：
（1）下沉施工成本低，安全性高。與排水下沉相比，先下沉再封底必須進行大量降水，費用高，而且強降水易造成周邊地表塌陷，安全隱患大；而先封底再下沉費用低，安全性高。
（2）下沉施工工期短。采用抓斗出土（不排水下沉）或開挖出土（采用排水下沉），效率較慢，施工工期長；本工程采用先封底再下沉施工，沉井（井深14m）下沉工期僅為36小時，大大節(jié)省了工期。
?。?）封底施工安全、費用低、工期短。采用水下封底成本高，且封底質(zhì)量難以保證；采用干封底，須強降水，費用高，且易造成周邊地表塌陷，危險性大。
?。?）下沉標高容易控制。先封底再下沉可以通過調(diào)節(jié)排泥孔的數(shù)量和調(diào)節(jié)閥排泥量來精確的控制下沉標高，但先下沉再封底在該種地質(zhì)中很難控制下沉量。
本工程中沉井采用先封底再下沉的施工方法，既成功地解決了粉砂層、流砂層等特殊地質(zhì)條件下的工作井施工問題，又確保了該工程的安全與質(zhì)量，節(jié)省了施工費用與工期，為類似工程的施工提供了一個成功的實例。
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