浅谈不良地质下沉井下沉施工的辅助措施

浅谈不良地质下沉井下沉施工的辅助措施

李小飞

中国葛洲坝集团市政工程有限公司 湖北宜昌 443000

摘 要：由于城镇施工的复杂性及特殊性，沉井顶管施工逐步成为城镇管网新建、改建、扩建的主要施工方法之一。本文通过分析沉井下沉施工对周围环境产生破坏效应的原因，结合阜阳水系整治项目施工实例，提出了几种针对不良地质条件下沉井下沉施工的辅助措施，可有效减少沉井下沉对周围环境影响、避免沉降及坍塌事故发生。

关键词：不良地质；沉井下沉；辅助措施；减少

阜阳项目共有设计沉井537座，其中排水沉井135座，不排水沉井402座。部分沉井在下沉施工过程中均不同程度的对周边环境造成影响，本文针对不良地质下沉井下沉的辅助措施进行总结，对类似工程施工提供参考。

1沉井下沉施工综述

沉井下沉开挖较深，部分沉井下穿粉土、粉细砂层，地下水丰富，地质条件不良，极易对周围环境产生破坏效应。

沉井下沉过程中，除受土体应力之外，地下水渗流作用携带土粒涌入井内，极易产生流砂、管涌等不良地质现象；下沉时产生的位移、倾斜及纠偏措施，造成周边土体松动，促成沉井周围土体沉降和坍塌；且沉井下沉后期，下沉系数减小，需掏挖刃脚减少下沉阻力，刃脚外露，增加了井外土粒涌入数量，土体扰动加剧，受影响范围进一步扩大。

根据以往施工经验，沉井下沉深度越大，影响范围也随之增大，同样下沉深度的沉井，下沉控制越平稳，影响范围越小，反之则越大；施工过程中，有针对性的采取措施控制沉井平稳下沉、限制和减小其影响范围是减少沉井下沉对周围环境影响、避免沉降及坍塌发生的有效手段。

2不良地质下沉井下沉辅助措施

2.1沉井四周增设止水帷幕

在沉井下沉施工前，根据附近建（构）筑物的重要性及其与沉井距离的大小，在沉井四周施做止水帷幕，将受扰动土体与拟保护区域在一定程度上隔离，可避免周边水土流失，进而减小沉井下沉对周边的影响。

本项目施工采用拉森桩做沉井四周止水帷幕，施工过程中要严格控制桩底标高及轴线与沉井结构之间的距离。通常桩底标高应穿透水层1.5m以上，且低于刃脚底标高1.5m以上为宜。桩轴线不得影响沉井下沉施工，根据实际情况确定，应不小于1.5m。

止

水帷幕平面示意图 止水帷幕剖面示意图

止水帷幕拔除时间控制在沉井施工完成，且底板混凝土强度达到设计强度的70%以上，以免止水帷幕拔出后，造成封底困难或对底板产生不利影响。

2.2不间断填平沉井四周凹陷

沉井下沉过程中，会扰动四周土体，在沉井四周形成空隙，造成地表沉降由深到浅、由近及远辐射。沉降现象发展前期，先是沉井四周出现凹陷，紧接着外围区域土体受应力作用，以沉井为中心向内产生水平位移，造成沉降加剧，对现有建（构）筑物造成破坏。

不间断填平沉井四周凹陷，可有效阻挡外围区域土体向沉井方向的水平位移，进而减轻土体水平位移产生的不利影响。填平沉井四周凹陷，虽不能从根本上解决沉降问题，但可减弱土体水平位移的影响，对防止沉降加剧具有重要意义。

2.3高压旋喷桩阻渗流

沉井下沉施工过程中，一旦发生流砂、管涌等不良地质现象，应立即暂停施工，探明渗流的走向、深度、范围，探明后施做高压旋喷桩，阻断渗流通道，有效截断土体颗粒向沉井内涌入，避免发生地表沉降及坍塌现象。

2.4压密注浆加固

根据沉井所处位置环境条件对受保护区域土体采取压密注浆方式做超前加固。在沉井施工前对受保护区域进行钻孔注浆施工，注浆孔间距宜取1.0～2.0m，注浆深度应大于沉井下沉深度，水泥采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥，水灰比取0.8，可根据实际注浆效果进行调整，待注浆加固完成且达到一定强度后，再行进行沉井下沉作业。

2.5触变泥浆套下沉

沉井下沉过程中，扰动周围土体，使其失去原有的自然平衡状态。采用触变泥浆下沉时，触变泥浆在沉井四周形成泥浆套，充填沉井与土体间空隙，其固体颗粒渗透或附着在土层形成泥皮，支撑和泥化土壁，产生的液体压力稳定和平衡土体压力，且触变泥浆静置时呈胶体状态，流动性很小，足以防止土体坍塌。另外触变泥浆可隔离土体与井壁的接触，减小沉井下沉阻力。

泥浆指标直接影响触变泥浆套的作用效果，使用时应根据沉井下沉穿过不同土层的情况和施工要求控制泥浆指标。粘土地层宜选用比重大的泥浆，砂土时宜采用粘度较高的泥浆。

2.6井内回灌

不排水沉井下沉时，沉井内大量的水被吸走，使井内水位逐渐降低，产生水位差，为防止泥砂因水位差由刃脚下涌入井内，应另备补水设备向井内灌水。在砂类土和粘土层中，井内水位一般不低于井外水位，在淤泥等软弱土层中，井内水位应高出井外水位1～2m。

3结语

通过采取沉井下沉辅助措施，有效的限制了沉井下沉对周围环境产生的破坏效应，在一定程度上规避了沉井下沉施工的事故风险，具有较大的借鉴意义。

参考文献：

[1]段良策，殷奇.沉井设计与施工[C].出版社：同济大学出版社,ISBN：7-5608-3248-2.

作者简介：李小飞，男，1996年9月，本科，助理工程师，现主要从事市政工程。