1、概述
廈門市本島排污截流工程一標位於廈門市島內旅遊區，主要包括牛頭山、廈金碼頭、公務碼頭、第一碼頭、曾厝垵5個工點，主要工程師通過在排污箱涵排海口設置鋼筋混凝土截流井及泵站，將污水截流後壓入污水處理廠處理，滿足水質指標要求後排放。其中第一碼頭、公務碼頭、廈金碼頭工點均靠近海邊，施工受漲落潮影響。原設計採用樁孔樁+高壓旋噴樁形成組合支護體系，然後開挖後採用常規工藝澆築截流井混凝土。中標後經我部現場考察現場，各工點地下管線錯綜複雜，地上人流、車輛密集。經現場調查及地下管線探挖，多個工點有煤氣主管道及高壓電纜經過，如按照設計圖紙採用周圍打設鑽孔灌注樁+高壓旋噴樁形成止水帷幕施工，一則沒有足夠的施工空間，且施工速度比較慢；二則施工安全無法保證，且對於一個旅遊城市鑽孔樁施工泥漿外流污染是不允許的，通過方案比選，最後確定採用沉井方案。結合施工環境和施工結果看，採用沉井方案比同樣的工程採用組合樁基施工開挖方案工期提前了20天，達到了預期的目標。現對沉井施工技術總結。
2、工法特點及工藝原理
根據提供的“工程地質勘察報告”顯示，場地內巖土層自上而下依次分別為：雜填土（Ｑ4ml）、砂質土（Ｑ4ml）、強風化花崗巖（）、中風化花崗巖（）；據工程地質剖面圖1-1′及剖面圖2-2′顯示，沉井穿過第一層雜填土層，第二層砂層，第三層強風化花崗巖，刃腳基礎持力層處於第三層上。根據地質資料及現場實際情況，本方案採用長臂勾機抓土下沉，下沉時採用長臂勾機取土，抓土從中央開始向兩側進行，井底中央形成鍋底後，其高度比刃腳低1～1.5m時，沉井因刃腳承載力的下降而下沉，並將刃腳下的土擠向中央鍋底。取土時派一專人在岸上指揮，必要時人工下井配合，使沉井繼續下沉。等沉井下沉到第二層砂層時，為減小開挖砂層時沉井外側砂層隨水流進入沉井內，造成外側地面塌陷，採用沉井注水平衡下沉的方法。平均綜合下沉速度控制在0.3～0.5m/d。待沉至設計標高後，進行地基處理，水下封底混凝土施工。
截流井井壁採用C40混凝土。根據要求先在原地面向下開挖到0.5~1米之後施工沉井，沉井分節制作分節下沉。第一節預製完成後開始下沉，下沉至現有管涵頂標高後，預製截流井第二節，待第二節強度達到70%以上可拆除模板。模板拆除完畢後開始切割拆破除截流井範圍內現有污水箱涵涵。破除完成後再落潮期截流圍堰、導流。
3、施工工藝流程及操作要點
3.1、施工準備工作
沉井施工前的準備工作，除去常規的場地平整；修建臨時設施；除保證水、電等供應外，着重作好下述工作：
3.1.1、地質勘察
施工前對現場進行地質核查，如發現與詳細地質報告有不符之處，需報與設計及監理工程師處理，以確定施工方案。
3.1.2、佈設測量控制網
事先要設置測量控制網和水準基點，用於定位放線、沉井製作和下沉的依據。
3.2、沉井製作
3.2.1沉井的施工程序
平整場地→測量放線→開挖基坑→鋪混凝土墊層或墊木→砌刃腳磚座→沉井澆築→挖土→沉井第一節下沉至原狀管涵頂面0.5~1m左右→第二節沉井預製並緩慢下沉→破除原狀管涵並圍堰、導流→沉井下沉至設計標高封底→澆築底板混凝土→施工內隔牆、頂板及管線等輔助設施（如下圖）。
1、沉井在基坑內預製完成2、第一節沉井下沉至原狀管涵頂0.5~1.0m
3、沉井下沉至排污箱涵頂面 4、破除原箱涵、下沉到位、基底處理、封底
3.3.2、刃腳支設
先在刃腳處鋪設砂墊層，並澆築混凝土墊層（混凝土墊層不宜過厚，一般控制在5-10cm為宜），用水準儀找平，高差宜不超過10mm，放樣沉井四個交點。
3.3.、鋼筋工程
3.3.1、鋼筋：應有出廠合格證、按規定作力學性能複試。當加工過程中發生脆斷等特殊情況，還需作化學成分檢驗。鋼筋應無老鏽及油污。
3.3.2、成型鋼筋：必須符合配料單的規格、尺寸、形狀、數量，並應有加工出廠合格證。
3.3.3、鐵絲：可採用20～22號鐵絲（火燒絲）或鍍鋅鐵絲（鉛絲）。鐵絲切斷長度要滿足使用要求。
3.3.4、墊塊：用水泥砂漿製成，50mm見方，厚度同保護層，破塊內預埋20～22號火燒絲。或用塑料卡、拉筋、支撐筋。
3.3.5、主要機具：鋼筋鈎子、撬棍、扳子、綁紮架、鋼絲刷子、手推車、粉筆、尺子等。
3.3.6、鋼筋的品種和質量必須符合設計要求和有關標準的規定。鋼筋的表面必須清潔。帶有顆粒狀或片狀老鏽，經除鏽後仍留有麻點的鋼筋，嚴禁按原規格使用。鋼筋表面應保持清潔。
3.3.7、鋼筋規格、形狀、尺寸、數量、錨固長度、接頭位置，必須符合設計要求和施工規範的規定。
3.3.8、鋼筋對焊接頭的機械性能結果，必須符合鋼筋焊接及驗收的專門規定。
3.3.9、在鋼筋配料加工時要注意，端頭有對焊接頭時，要避開搭接範圍，防止綁紮接頭內混入對焊接頭。
3.4、模板工程
立模前，應認真挑選，質量較差的模板應及早剔除。模板應修繕平整，打磨乾淨，並塗刷脱模劑。
3.4.1、刃腳宜採用磚模施工；標準階段儘量採用整塊竹膠板，施工前必須經過計算配模。
3.4.2、模板要保證剛度；模板必須支撐牢固，支撐應有足夠的剛度；
3.4.3、採用表面平整的竹膠板；
3.4.4、預埋件和預留洞的固定情況；
3.4.5、模板拼縫要嚴密，如有縫隙，應用油氈條、塑料條、纖維板或刮膩子堵嚴，防止漏漿。
3.5、混凝土工程
3.5.1、混凝土的澆築要到按操作規程、方案和技術交底規定的要求，砼採用連續澆築。
3.5.2、在下層混凝土初凝前將上層混凝土澆築完畢。
3.5.3、澆築混凝土時為防止混凝土分層離析，混凝土由料斗、泵管內卸出時，砼的傾落高度不得超過2m，超過2m高時採用串筒或斜槽下落，混凝土澆築時不得直接衝擊模板及預埋件等。
3.5.4、澆築混凝土時設專人看模，經常觀察模板、支架、鋼筋、預埋件和預留孔洞的情況，當發生變形移位時立即停止澆築，並在已澆築的混凝土凝結前修整完好。
3.6、沉井墊架模板、孔洞的處理
3.6.1、模板拆除
沉井應待混凝土達到規定強度強度後，拆除模板，注意刃腳處的磚胎模要鑿除乾淨，以免留有粗糙面影響沉井平衡下沉。
3.6.2、井壁孔洞處理
沉井壁上留有的進水口、管道等連接的孔洞，為避免沉井下沉時地下水和泥土湧入，也為避免沉井各處重量不均，使重心偏移，易造成沉井下沉時傾斜，所以在下沉前必須進行處理。對較大孔洞，在沉井製作時在洞口預埋鋼框、螺栓，用鋼板、方木封閉，中填與空洞混凝土重量相等的砂石或鐵塊配重。對進水窗則採取一次做好，內側用鋼板封閉。沉井封底後拆除封閉鋼板、擋木等。
3.7、沉井下沉施工方法
沉井下沉前應滿足一下施工條件：檢驗井壁砼強度，按同條件養護之砼試塊強度等級值為準，刃腳部分達砼強度100％，井壁砼強度達70％以上。對原來的定位樁，高程點進行復查，並在四面井壁上部做出與控制樁對應點的標誌，以檢驗沉井的位移。
3.7.1、挖土方法
挖土採用長臂挖機挖土輔以人工協助，挖土應分層、均勻、對稱地進行，使沉井能均勻豎直下沉。下沉係數較大時，先挖中間部分，沿沉井刃腳周圍保留土堤，使沉井擠土下沉；下沉係數較小時，先根據情況分別採用泥漿潤滑套、空氣幕或其他減阻措施，使沉井連續下沉，避免長時間停歇。井孔中間宜保留適當高度的土體，不得將中間部分開挖過深。
沉井下沉過程中，如井壁外側土體發生塌陷，應及時採取回填措施，以減少下沉時四周土體開裂、塌陷對周圍環境的影響。
沉井下沉過程中，每8h至少測量2次。當下沉速度較快時，應加強觀測，如發現偏斜、位移時，應及時糾正。
從沉井中間開始逐漸挖向四周，每層挖土厚0.6m，沿刃腳周圍保留0.5m土堤，然後再沿沉井壁，每2m一段向刃腳方向逐層全面、對稱、均勻地削薄土層，每次削5cm，當土層經不住刃腳的擠壓而破裂，沉井便在自重作用下均勻垂直擠土下沉，使不產生過大傾斜。如下沉很少或不下沉，可再從中間向下挖0.4m，並繼續向四周均勻掏挖，使沉井平穩下沉。
3.7.2、井內土方運出方法
下沉時採用長臂勾機取土，抓土從中央開始向兩側進行將土卸入自卸汽車運至棄土處。沉井內土方吊運出井時，對於井下操作工人必須有安全措施，防止吊斗及土石落下傷人。
3.8、測量控制
沉井位置標高的控制，是在沉井外部地面及井壁頂部四面設置縱橫十字中心控制線、水準基點，以控制位置和標高。沉井垂直度的控制，是在井筒內按4或8等分標出垂直軸線，各吊線墜一個對準下部標板來控制（圖5-1），並定時用兩台經緯儀進行垂直偏差觀測。挖土時，隨時觀測垂直度，當線墜離墨線達50mm，或四面標高不一致時，即應糾正。沉井下沉的控制，系在井筒壁周圍彈水平線，或在井外壁上兩側用白鉛油畫出標尺，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（沉降值）的觀測，每班至少測量兩次（於班中及每次下沉後檢查一次），接近設計標高時應加強觀測，每2h一次，預防超沉。由專人負責並做好記錄，如有傾斜、位移和扭轉，應及時通知值班隊長，指揮操作人員糾正，使偏差控制在允許範圍以內。
圖5-1沉井下沉測量控制方法
1-沉井；2-中心線控制點；3-沉井中心線；4-鋼標板；5-鐵件；
6-線墜；7-下沉控制點；8-沉降觀測點；9-壁外下沉標尺
3.9．沉井封底
當沉井下沉到距設計標高0.1m時，應停止井內挖土，使其靠自重下沉至設計或接近設計標高，按要求進行地基處理，處理完成後進行井底封底
3.9.1井底封底
本工程為水下封底，由於本工程收潮汐影響，需選擇一天中最高潮位即將要退潮時灌注水下混凝土，保證混凝土上部水壓密實 ，避免在漲潮時灌注混凝土（底部水壓過大，砼不宜密實）。
沉井水下封底採用於灌注樁類似的水下施工工藝，根據施工經驗，導管底部混凝土擴散面為6m左右，所以本工程只需將導管只有截流井中心位置，並預留20~30cm高度，澆築混凝土即可。
混凝土灌注過程中要連續作業，施工人員需不間斷的測量混凝土面高度以及混凝土的擴散範圍，以便調整導管方位，保證混凝土表面均勻不滲水。
4、質量控制
4.1、做好地質勘察及資料整理工作，摸清沉井工程範圍內的地質、水文情況，尤其是透水砂層的分佈範圍。認真編制好施工方案和通過不同土層的技術措施及糾偏措施。組織好設計和施工技術交底，確保沉井的順利下沉。
4.2、嚴格執行專檢、自檢、互檢、工序交接、混凝土施工掛牌,質量評定製度,分部分項優良率要求達到95％以上。
4.3、認真做好鋼筋、水泥、砂子、石子等原料檢驗。嚴格檢查配合比。搞好計量、混凝土試塊專人制作和管理。
4.4、沉井下沉施工前,應做好對鄰近建構築物安全使用的保護措施,並根據地質資料和建構築物安全使用要求採取必要的地基加固。
4.5、搞好測量控制檢查，及時分析糾正下沉過程中出現的傾斜偏位，保證沉井位置正確。
5、安全措施
5.1、施工人員進入現場必須戴安全帽。
5.2、開挖前應先放出開挖線並及時與有關部門聯繫確認開挖管線下是否有管道、電纜等不安全因素，並應及時採取措施（如挖探溝）確定其位置，保證安全的情況下方可進行開挖，挖土中機械應有專人盯控，如若採取措施不當導致其管道、電纜破損的應及時上報。
5.3、在基坑工程等開挖施工中，當現場不宜進行放坡開挖，或可能對鄰近建(構)築物、地下管線、路基產生危害時，應對基坑(槽)、管溝進行支護後再開挖。
5.4、基坑開挖完畢應及時做好安全防護，基坑邊緣應及時做好圍擋，懸掛安全指示牌、指示旗幟，夜間應在圍擋上懸掛安全指示燈，確保人員、車輛安全。
5.5、坑土方施工中應對支護結構、周圍環境進行觀察和監測，如出現異常情況應及時處理，待恢復正常後方可繼續施工。
5.6、基坑土方工程驗收必須確保支護結構安全和周圍環境安全為前提。
5.7、基坑四周應設置一定的防護措施、懸掛一定的安全標語，確保其他的進出車輛安全。
6、結論
6.1、施工中施工無泥漿外流，基本無噪音影響，周邊環境無影響，安全文明施工收到業主表揚。
7.2、施工速度快，項目同樣工程類型的二標採用支護開挖施工，工期提前了20天。
6.3、施工安全可靠，施工過程中對周邊建築及車輛行人無影響。
總之，本工程採用沉井結構保證了施工安全和工程進度，獲得了良好的經濟效益，沉井在特殊地段及地質條件下它的優越性無可替代。
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