临近铁路的泵房沉井下沉施工质量控制措施

GXF360 2017-05-28

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临近铁路的泵房沉井下沉施工质量控制措施

客丽丽

(中铁十八局集团第五工程有限公司，天津300450)

摘　要：结合滨海站市政道路工程施工，介绍紧邻铁路路基的泵房沉井下沉施工中产生偏移的原因以及纠偏和其它质量控制措施，有效的保证了沉井施工顺利完成。

关键词：沉井；下沉；偏移

收稿日期：2014-11-25

作者简介：客丽丽(1981—)，女，工程师，主要从事土木工程施工技术管理工作

DOI：10.13219/j.gjgyat.2015.02.022

中图分类号：TU473.2

　文献标识码：B

　文章编号：1672-3953(2015)02-0078-03

Abstract:　With　the　construction　of　municipal　road　projects　around　the　Binhai　Railway　Station　as　a　practical　example,some　key　points　of　construction　quality　control　for　sinking　open　caissons　adjacent　to　the　roadbed　of　existing　railways　are　introduced　in　the　paper,　with　the　causes　for　offset,the　treating　measures　and　other　quality　control　measures　adopted　in　the　construction　presented.　All　those　measures　help　effectively　ensure　the　smooth　completion　of　the　sinking　construction　of　the　open　caissons.

1　工程概况

1.1　工程简介

滨海站是天津铁路四大客运枢纽之一，是滨海新区重要的高速客运枢纽，是津秦客运专线规模最大的车站。站位距塘沽城区新北路约5　km，包括中央环路、南北广场进出站高架匝道和南北广场与外界联通的6条规划路。该工程总投资8.075亿元，施工任务主要包括道路、桥梁、封闭路堑、给排水、再生水、动力照明、绿化及两座泵站，本文主要介绍泵站中泵井施工质量控制问题。

1号泵站位于津秦客专南侧，沉井内边线距离津秦客专路基6.35　m，在DZ匝道1、2墩之间；2号泵站在NZ匝道8、9号墩之间，沉井内边线距离津秦客专路基7.53　m。地道泵站规模形式相同，其中土建部分为?8.0　m×8.5　m泵井。

泵井设计为沉井施工方式，高度13.15　m，分3节制作下沉，泵井内径8　m，壁厚0.65　m，刃脚段为70　cm，沉井底板厚85　cm，井筒总高度13.15　m，刃脚高度为3.7　m。底板顶标高为-7.0　m，刃脚处底标高为-9.75　m(大沽高程)。

1.2　工程难点

(1)津秦客专是我国I级繁忙干线，紧邻津秦客专施工，施工安全风险大，具体体现如下：施工紧邻既有线，需防止吊车等大型施工机械倾覆、防止材料吊装倾覆侵界，是安全施工防护重点；同时在既有路基边坡部位进行沉井施工时，需填筑施工平台，需防止机械、材料及人员侵线，防止既有铁路路基边坡变形甚至坍塌。

(2)沉井下沉施工过程中，筒体的垂直度和水平高差会引起筒体倾斜，筒体倾斜过大会引起筒体偏移。施工中需分析筒体偏移的原因及采取相应防偏移措施。

2　沉井施工

2.1　施工工艺流程

本工程泵井沉井根据设计井壁形式，分3次制作、2次下沉。施工程序为：基坑测量放样→基坑开挖→刃脚垫层施工→绑扎下段钢筋→立井筒模板和支架→浇筑混凝土→养护及拆模→绑扎中段钢筋→立模板→浇筑混凝土→养护及拆模→挖土下沉→绑扎上段钢筋→立模板→浇筑混凝土→养护及拆模→沉降观察→铺设混凝土垫层→绑扎底板钢筋→浇筑底板混凝土→养护→素土回填→设备安装→顶板施工 [1]。

2.2　沉井下沉方案

根据地质条件和地下水文，拟采用不排水挖土机对称挖土下沉。沉井下沉主要是通过从井孔内挖土，清除刃脚下阻力，依靠自重克服井壁摩擦力下沉。根据设计，沉井在现有地面以下埋深13.15　m，因施工坑已挖3　m深，所以下沉总深度为10.15　m。根据地质条件和施工条件并结合制作分节情况，沉井下沉方案如下：第1次下沉4　m，在第1节制作完砼强度达到100%后开始下沉；第2次下沉4　m，在第2节制作完砼强度达到70%后开始下沉；第3次下沉2.15　m，在第3节制作完砼强度达到70%后开始下沉 [2]。

2.3　沉井下沉产生偏移原因分析

在下沉前项目部工程技术人员对筒体的倾斜、偏移产生的原因进行了分析，并结合其他项目施工经验，产生偏移的主要原因为：①土层软硬不均匀；②没有对称均匀开挖土石方；③刃脚局部被石块搁住，未及时处理；④土质变化；⑤由于垂直度偏差过大引起偏移 [3]。

2.4　沉井下沉过程中防止偏移控制措施 [3]

2.4.1　总体控制方案

按设计总图和沉井平面布置要求，设置坐标控制网和高程控制点，用经纬仪和水准仪进行定位放线，定出沉井中心轴线和基坑轮廓线以及水准点，作为沉井制作和下沉深度控制的依据。

沉井位置标高控制是在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制线、水准基点。沉井垂直度的控制，是在井筒内按8等分标出垂直轴线，各吊线锤对准下部标板来控制。沉井下沉时应按勤测勤纠的原则作业，随时观测沉降量和垂直度，及时掌握和纠正沉井的位移和倾斜，每班至少测量两次，由专人负责并做好记录。如果出现不均匀沉降、沉降困难或沉降过快等异常现象应立即停止下沉并采取相应处理措施。

2.4.2　具体控制措施

(1)土层软硬不均匀，采取调整挖土顺序的对策。根据地勘资料，筒体下沉至标高-2.132～-3.2　m时，遇到一边为回填的水泥块及砖头块等、一边为粉质黏土的现象。为确保下沉均匀，实施过程中先开挖沉井中间的土500　mm深，然后再分段开挖刃脚下水泥块、砖头，挖完后及时用砂砾回填夯实，待最后几段掏空回填后再对称均匀开挖沉井四周的土方。这样利用了力学原理，保证了沉井刃脚下土的地基承载力大致相等，使之均匀下沉，取得了较好的效果。

(2)挖土没有对称均匀进行，加强过程控制。将圆形筒体内土方开挖分成八个区，如图1所示。挖土时，先同时挖Ⅰ区和Ⅱ区，再同时挖Ⅲ区和Ⅳ区，然后同时挖Ⅴ区和Ⅵ区，这样就保证了挖土始终对称进行。同时，在每个区土方开挖时，在井壁外侧设置标高控制点标识，并且设置专人指挥挖土，这样保证了每个区每次挖土深度一致。

(3)倾斜过大引起筒体偏移，加强测量控制。为控制倾斜不致于过大而引起筒体偏移，必须加强测量控制和检测，如发现存在偏移及时纠正。

为此，项目部安排测量小组每天对筒体的下沉深度、垂直度和筒体偏移观测3次，上午7：00、下午16:00、晚上24:00各观测一次，对观测数据进行记录，发现垂直度偏差大于80　mm、偏移大于20　mm时及时纠正 [4]。

图1　沉井开挖分布图

2.5　下沉过程中纠偏方法

下沉沉井过程中加强测量观测，在沉井外设置控制网，沉井顶部设十字控制线和基准点，在井筒内壁按四或八等分划垂线，设置标板、吊锤球，以控制平面和垂直度。下沉过程中，每班观测不少于2次，发现倾斜(锤球偏离5　cm)应及时纠正。

根据现场实际情况，本工程采用偏挖土纠偏法：当沉井入土较浅，纠正倾斜时，采取在沉井刃脚高的一侧进行挖土，以减少刃脚下的正面阻力、增加在沉井低一侧的阻力，使偏差在下沉过程中逐步纠正。纠正位移时，可有意使沉井向偏位方向倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至沉井底面中轴线的位置相重合或接近时，再将倾斜纠正，使沉井的倾斜和移位都在允许范围以内。