摘要：余姚市雙溪口水庫引水工程投資2.18億元，設(shè)計(jì)鋪設(shè)DN1200管道共約25.8公里，主要采用PCCP管，穿越河流、道路段采用鋼管。因施工條件限制以及政策處理原因，工程實(shí)施階段將部分倒虹管、橋管、過路鋼管更改為頂管施工，并應(yīng)用鋼板沉井代替鋼筋混凝土沉井。文章通過對(duì)鋼板沉井的制作、下沉及重復(fù)利用等方面的介紹，認(rèn)為在頂管施工中，鋼板沉井不僅具有與鋼筋混凝土沉井相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，更具有質(zhì)量可控、工期較短、適用廣泛、施工安全以及節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)。
1前言
在給水管道工程施工過程中，穿越河流、道路等特殊路段時(shí)，一般可采用頂管施工，而采用鋼筋混凝土沉井則可以保證頂管施工的安全和質(zhì)量。余姚市雙溪口水庫引水工程在施工過程中，由于受到施工條件限制以及政策處理影響，因此將部分倒虹管、橋管、過路鋼管更改為頂管施工。由于工期緊迫，而鋼筋混凝土沉井要嚴(yán)格按照鋼筋制作、模板制作、混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)以及分節(jié)下沉等步驟操作，因此在時(shí)間上不能滿足工期要求。經(jīng)過方案比選，決定采用鋼板沉井代替鋼筋混凝土鋼筋，通過該工藝的實(shí)施，總結(jié)出鋼板沉井不僅具有質(zhì)量可控、工期較短、適用廣泛、施工安全等優(yōu)點(diǎn)，更能通過重復(fù)利用，從而節(jié)約工程成本。
2施工工藝的選擇
余姚市雙溪口水庫引水工程主要管徑為DN1200，原設(shè)計(jì)穿越寺慈線、三河線等道路為直埋鋼管，穿越河流為倒虹管或橋管，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及交通和防汛等要求，決定采用頂管施工，共需設(shè)置工作井、接收井各8座。若采用常規(guī)的鋼筋混凝土沉井則在施工進(jìn)度、對(duì)周邊環(huán)境的影響等方面均不能滿足工程要求。根據(jù)變更情況，管頂設(shè)計(jì)覆土一般為4米，而且頂管長度不長，一般在100米以內(nèi)，因此經(jīng)方案比較，最終決定采用鋼板沉井代替鋼筋混凝土沉井，并綜合考慮、重復(fù)利用。
3鋼板沉井的施工操作
3.1鋼板沉井的制作、拼裝
根據(jù)鋼管頂管施工的規(guī)模和操作要求，設(shè)計(jì)工作井外徑5.5米，接收井外徑為4.5米。因單節(jié)卷制組焊成型后，寬度較寬，長距離運(yùn)輸困難，所以一般采用單節(jié)分為四片在廠內(nèi)卷制。根據(jù)沉井的設(shè)計(jì)高度，采用1.8米寬的鋼板，即1節(jié)筒體高度，橫向卷曲成1/4筒體后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)的組裝平臺(tái)上進(jìn)行組對(duì)拼裝，焊接成一節(jié)完整的井筒。在井筒內(nèi)每30°角焊接寬度為25cm的縱向肋板，每60cm焊接25cm的橫向肋板，鋼板沉井及加勁肋板均采用16mm厚鋼板，以確保鋼板沉井的強(qiáng)度。
3.2鋼板沉井的組焊、下沉
確定好沉井位，開挖基坑?；拥撞砍叽鐬榫仓睆皆黾?米，基坑深度為1.5米?；娱_挖后，采用汽吊將首節(jié)井筒吊裝就位，然后用挖掘機(jī)將井筒外基坑回填壓實(shí)、整平與原地面相平，穩(wěn)定井體。在井筒內(nèi)部距離對(duì)接焊縫50cm處焊接支撐，并在支撐上鋪設(shè)跳板作為作業(yè)面。采用汽吊將井筒吊至適當(dāng)位置，根據(jù)焊接要求進(jìn)行對(duì)口施焊。第二節(jié)井筒組焊后，采用挖掘機(jī)挖出井內(nèi)土方，因井體質(zhì)量較輕，無法靠自身重量下沉，但井壁薄，刃腳阻力小，所以考慮附加荷載助沉，例如在沉井頂面鋪設(shè)道板、沙袋等。以后每焊接一節(jié)進(jìn)行一次下沉作業(yè)，待第四節(jié)組焊完成后，因井深較深，且井口較小，因此采用人工挖土下沉，直至鋼板沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。在下沉過程中做好測(cè)量工作，利用沉井頂面荷載物的重量、位置合理控制沉井的標(biāo)高、垂直度和下沉速度。
3.3封底
根據(jù)地質(zhì)條件，采用干封底。在沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在沉井內(nèi)部繼續(xù)開挖約50cm，然后鋪設(shè)一層碎石，再澆筑C25商品混凝土至沉井底面平并設(shè)置濾鼓。
3.4井筒回收及重復(fù)利用
鋼板沉井除了施工方便，工期短之外，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約資金，這主要就是體現(xiàn)在可以提升回收并重復(fù)利用。因?yàn)轫敼芏纯谠?，在井筒提升回收前先將影響提升的部位消除，同時(shí)確定拆除面，采用細(xì)塘渣回填至拆除面以下0.5米，然后將拆除面切割，繼續(xù)回填至拆除面以上1.5米后開始提升回收。井筒提升是在井筒外設(shè)置200噸液壓千斤頂2只，采用填筑塘渣、鋪墊鐵等措施保證千斤頂?shù)幕A(chǔ)穩(wěn)定，然后在筒體上焊接鋼橫梁，作為千斤頂?shù)氖芰c(diǎn)。待完成提升一節(jié)筒體后，將鋼橫梁切除，同時(shí)將已提升的一節(jié)井筒切除。然后在下節(jié)筒體上重新焊接鋼橫梁，重復(fù)提升回收作業(yè)。提升要與土方回填相配合，提升需每提升0.5米便停止，進(jìn)行回填工作后再繼續(xù)操作，以保證被切割筒體下端面在井內(nèi)回填土深度不小于1米。切口應(yīng)為原焊縫位置，切除后修整切口以備重復(fù)使用。
4鋼板沉井施工注意事項(xiàng)
4.1分片卷制需精確計(jì)算弧度
因井筒不能一次性成型，因此采用分片卷制，為了保證拼接的完整、嚴(yán)密，因此在分片卷制時(shí)必須精確計(jì)算弧度。
4.2保證焊接質(zhì)量
因鋼板沉井采用分片卷制拼接，節(jié)與節(jié)之間再進(jìn)行組焊，焊縫較多，因此焊接質(zhì)量是鋼板沉井質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素之一。
4.3下沉與挖土相配合
因鋼板沉井強(qiáng)度較鋼筋混凝土沉井弱，受力不均容易造成筒體變形，因此應(yīng)先下沉，待井筒進(jìn)入土層一定深度再挖土。
4.4配重適當(dāng)、均勻
因鋼板沉井自重較輕，一般采用在井筒上方加裝配重助沉。為了保證鋼板沉井下沉的穩(wěn)定性和均勻性，加裝的配重必須適當(dāng)，并分布均勻。在下沉過程中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以便做出相應(yīng)的調(diào)整。
4.5井筒提升回收應(yīng)用力均勻
井筒提升時(shí)，首先要保證千斤頂基礎(chǔ)穩(wěn)定、高度一致，其次要求提升用鋼橫梁的焊接必須通過鋼沉井中心，確保千斤頂在鋼筒兩側(cè)均勻用力，以防止千斤頂?shù)膿p壞或鋼板井筒的變形。
5鋼板沉井的優(yōu)點(diǎn)
5.1質(zhì)量穩(wěn)定、可控
鋼板沉井經(jīng)拼接后整體性好，且內(nèi)外通透一目了然，可利用配重輕松控制下沉速度、角度，及時(shí)糾偏，具有一定的穩(wěn)定性和可控性。
5.2工期較短
與鋼筋混凝土沉井相比，鋼板沉井不存在鋼筋制作、混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)這樣耗時(shí)的工序，且下沉速度較快，可大大縮短工期。
5.3適用廣泛、施工安全
鋼板沉井對(duì)地質(zhì)條件要求不高，適用于各類土質(zhì)。鋼板沉井井壁薄，開挖范圍不大，因此對(duì)周邊基土擾動(dòng)較小，且無需考慮抗浮、透水等問題，具有一定的施工安全性。
5.4重復(fù)利用、節(jié)約成本
鋼板沉井由鋼板拼裝焊接而成，在頂管施工完成后可對(duì)井筒進(jìn)行提升回收，一般一座4節(jié)沉井可回收2節(jié)，回收的筒體又可重復(fù)利用，這樣大大降低了工程造價(jià)，節(jié)約成本。余姚市雙溪口水庫引水工程共有鋼板沉井16座，平均每座沉井直徑5米、井深7.2米，按每座沉井提升回收2節(jié)計(jì)算，該工程共可節(jié)約成本約80萬元。
6結(jié)束語
工程實(shí)踐證明，鋼板沉井不僅具有與鋼筋混凝土沉井相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，更具有質(zhì)量可控、工期較短、適用廣泛、施工安全以及節(jié)約成本等特點(diǎn)，是頂管施工圍護(hù)的優(yōu)先選擇工藝之一。隨著施工技術(shù)的發(fā)展，拉森樁圍護(hù)開始頻頻應(yīng)用于市政工程頂管、管井以及深基坑圍護(hù)當(dāng)中，如何科學(xué)的選擇圍護(hù)施工工藝以保證安全施工并取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益還值得我們?nèi)ゲ煌５靥剿餮芯俊?/div>
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