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1、沉井施工中井筒下沉的质量控制与实例应用作者:南铁建筑公司水电分公司马权摘要：针对沉井施工过程中易出现的井筒倾斜或位移、井筒裂缝、井筒突沉及涌砂等现象，分析原因和提出控制办法。并列举其在赣龙线于都站污水井工程和浙赣线DK575+720强排工程两工程中的应用。关键词：井筒下沉质量实例近年来，随着沉井施工技术的逐渐成熟，其比大开挖然后施工的方法更方便实用、对附近建筑物影响极小、土方量少、可节省劳力及工程费用和缩短工期等优点也越来越明显。因此，这种施工方法的应用也越来越广泛。井筒下沉作为沉井施工的核心内容，其质量控制的好坏直接关系到沉井施工的成败。因此，我们对其质量控制中易出现的问题应该有较为详细的认
2、识，并应有较为完善的处理办法。一般在井筒下沉过程中，由于水文地质资料的不全、下沉控制不严格或采用应急措施不及时、不可靠等原因，常可能出现井筒倾斜或位移、井筒裂缝、井筒突沉及砂涌等现象，为避免出现上述情况，应及时采取措施加以校正。下面，针对这些容易发生的情况，我们来逐一分析原因和提出控制办法，并列举其在工程实例中的应用：一、井筒倾斜或位移1井筒倾斜井筒在下沉过程中，时常会出现沉井垂直度歪斜超过允许限度的情况，既井筒倾斜现象。出现这种情况时我们应该立即分析其原因，并采取相应措施纠偏。井筒倾斜的原因一般不超过一下素中情况：沉井四周土质软硬不均匀；没有均匀挖土，使沉井内土面高差悬殊；刃脚一侧被障碍物拦
3、住；沉井外面有弃土或堆物，井上附加荷重不均匀造成对井壁的偏压。针对这几种原因，不同的情况下应该采取不同的质量控制措施。对于沉井四周土质软硬不均匀和挖土不当引起的井筒倾斜一般有三种方法来纠偏：挖土纠偏、射水纠偏和局部增加荷载。挖土纠偏既通过调整挖土的高差及调整沉井刃脚处保留土台的宽度进行纠偏。射水纠偏是在挖土纠偏仍不见效的情况十使用，采用向下沉较慢的一侧的井筒外部沿着外壁四周注射压力水，使该处的土成为泥浆，以减小土的抗力。局部增加荷载纠偏是指在井筒下沉过程中出现倾斜时，在井筒较高的一侧增加荷载或使用震动机械震动，促使井筒较高的一侧较快下沉的方法。这些方法可以单独使用，也可综合使用。采用什么办法纠
4、偏要根据现场土质、井筒断面大小、倾斜程度及现场环境来选择。对于刃脚一侧被障碍物拦住引起的井筒倾斜，如果遇到较小的孤石，可以用刨挖方法去除，孤石较大时可以用风动工具凿碎，实在坚硬孤石可以使用炸药爆破的方法去除。而对于沉井外面有弃土或堆物引起的井筒倾斜，处理方法更为简单，将井外弃土或堆物清除，使其荷载均匀既可。2井筒位移井筒下沉中出现位移，大多是由于倾斜引起。当发生倾斜和纠正倾斜时，井身常向倾斜的一侧的下部增加较大压力，因而产生一定位移。位移的大小随土质情况及向一侧倾斜的次数而定。为了控制井筒位移，我们必须控制井筒不再向偏移的方向倾斜。同时，可以有意地使井筒向偏移的相反方向倾斜，当几次倾斜纠偏之后
5、既可以恢复到正确的位置。但是一定要注意，在倾斜和纠偏过程中一定要做好详细的控制方法，以免矫枉过正。二、井筒裂缝沉井下沉过程中，沉井壁容易出现纵向或水平方向裂缝，特别是预留孔洞口的两侧。这是影响工程质量的另一大问题，在施工中应该尽量避免。一般，形成井筒裂缝的原因有以下几种：1沉井承垫位置不正确，或下沉时被大孤石、漂石或其它障碍物搁位，使井壁产生过大拉应力而造成裂缝。2沉井混凝土施工质量差或混凝土尚未达到设计强度即开始下沉，造成井壁竖向和水平开裂。3拆除承垫或混凝土垫层未按对称顺序进行，使沉井壁产生较大的拉应力而导致纵向裂缝。4井壁沉陷不均匀，产生了较大的附加弯矩和剪应力，且洞口处截面削弱，强度较
6、低，应力集中，常造成井壁内侧或外侧竖向裂缝。5圆形沉井下沉过程中，由于过大的倾斜而受到侧向不均匀土压力作用或一侧突然下沉，导致在井壁内侧或外侧竖向裂缝。6沉井下沉时，当刃脚踏面悬空，沉井被墙部土体挤紧而悬挂在土层中，在井墙内可能出现较大的竖向拉力，而将井筒水平拉裂。在施工中我们应该尽力避免沉井裂缝的出现，一般可以采取以下预防措施：1沉井承垫设置应使支点和跨中发生的拉应力彼此相等，并应验算沉井井壁在垂直均布荷载作用不着的弯矩、剪力、扭矩，使其不超过沉井壁的垂直抗拉强度。2对沉井孔洞薄弱的部位，适当增加构造配筋。3下沉过程中应避免过大的倾斜和突然下沉。4严格按施工规范进行井筒混凝土的施工，确保混凝
7、土质量，以满足下沉要求。三、井筒突沉及涌砂现象1井筒突沉井筒突沉既沉井过程中井筒一次快速下很大的深度的现象。这种现象的发生一般有两个原因：一个为遇到软弱土层，土的抗剪强度小，使下陈的速度超过挖土速度；另外一个原因为沉井外壁受水浸泡，外壁与土之间的摩擦力减小。若突沉量过大，井内操作人员与设备有被埋没的危险，因此我们应该尽量预防其出现。其预防控制措施为：1沉井一般在在刚开始下沉及沉井井筒入土深度小于沉井高度的1/4时，沉井下沉速度过快，且易产生偏斜，此时应在刃脚处少挖土或不挖土，控制其下沉量。2当沉井位于软弱土层时，应提前在沉静井筒制作前加固软弱土层。3加大磨阻力，可以采取排除井外壁附近积水或者在
8、沉井外壁四周回填粗料或土夯实。4用不排水下沉，增加沉井的浮力。2涌砂现象涌砂现象也是井筒下沉过程中的一个必须避免的现象，其形成原因一般为二种：一是沉井外降低地下水措施不当，造成井内外水头差过大，致使井外土、砂涌入井内。二是在爆破处理障碍物使，使井外土、砂受震进入井体。针对这种情况，我们可以采取响应的控制措施来阻止其出现。当采用排水挖土下沉施工时，加强井外降低地下水的措施，使井内、外水头控制在1.5-2.0m之间。当沉井穿过流砂层时，应组织人力快速施工，尽快使刃脚穿过流砂，切入土层。四、工程实例应用1赣龙线于都站污水井工程赣龙线于都污水抽升泵井直径6m，深10m，根据设计单位提供的水文地质资料，
9、井要穿过3.0m厚的富含水的粉细砂。粉细砂的整体性差、抗剪强度小，与井外壁的摩阻力小于沉井自重，下沉速度难以控制，容易形成井筒突沉的质量问题。如果采用方法不当，会出现井外塌方、沉井垂直难以控制等问题，严重时可能出现涌砂现象。针对此实际情况，我们详细制定了质量控制方案，首先，采用50mm钢管在离井外壁1m处打4口点井抽水，降低井外地下水位，使井内外水头差控制在0.5m以内；其次，在井内挖土下沉时，主要在井中挖土，而在刃脚处少挖土或不挖土；第三，施工过程中沿沉井外壁填入碎石并夯实，增加摩阻力；第四，根据细砂的不稳定性，进入流砂层后，停止制作井筒，组织人力快速施工，尽快使刃脚穿过流砂；第五，沉井切入
10、土层后再继续制作井筒。通过严格按照制定的质量控制方案依次施工，最终克服了穿过3.0m厚的富含水的粉细砂层的难点，并在确保质量的情况下按时完成了赣龙线于都站污水井工程。2浙赣线电气化改造DK575+720强排工程浙赣线电气化改造过程中，由于部分铁路线要新建，在铁路与公路交叉处多设立交桥涵。为保证立交桥涵雨天通行，这些桥涵排水多采用泵站强排形式。而这些泵井均采用沉井施工方式，DK575+720强排工程便是其中的一个。DK575+720强排泵井直径8.0m，深9.0m，采用“多次制作、多次下沉”施工。在井筒下沉施工过程中出现了井筒倾斜的情况，如不及时采取有效措施纠正，将无法保证工程质量。对此，我们分
11、析了井筒倾斜的原因，由于施工位置限制，其沉井一边为原土层，一边为桥涵回填土，因此确定了沉井四周土质软硬不均匀为沉井倾斜的主要原因，采取纠偏措施刻不容缓。针对此情况，决定采用挖土纠偏和局部增加荷载纠偏两种方法综合使用。首先，增加了下沉较快一侧的沉井刃脚处土台的宽度，并对下沉较慢的一侧采用多挖土的措施；其次，在下沉较慢的一侧井壁上增加砂石袋加压；第三，在纠偏过程中及时采取检测措施，防止纠偏过度。通过科学合理的定制纠偏方案，并严格按照制定的纠偏方案施工，最终成功纠正了施工中出现的井筒倾斜现象，使工程得以质量保证。沉井施工是一种技术要求、管理要求都很高的施工方法，井筒下沉作为其核心内容，其质量控制成为沉井施工质量的关键。针对不同的施工环境，我们应灵活地选择相应的井筒下沉质量控制方法，以确保沉井工程保质保量的完成。
