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钢制沉井在市政工程中的应用
[摘要] 本文通过成功实例，总结工程实践，从多角度分析了钢板沉井在市政工程的中应用。

一、工程概况：
工程名称：某河水环境综合整治工程左岸WQH2004-5标（清凉门—汉中门段）。本工程实施地点凤凰西街。截流后的污水通过风凰西街上D800主干管输送至经四东路现状污水管道，最终排至江东门污水泵站。
工程开工日期2006年3月，竣工日期2006年8月，工期6个月，D800顶管1644米，设计顶管钢筋砼沉井（工作井、接受井）19座，检查井20座。
二、施工方案的选择
1、 工程开工前我单位对现场认真细致勘察，并对现场管线测量复核。发现地下管线相当复杂，为了更好的制定详细施工方案，工程施工前对部分井位进行了探沟开挖，开挖宽度1m，深度2m左右。根据探沟开挖的情况表明，主要影响沉井施工的有Φ1800自来水一道、D600雨水管一道、D300自来水一道及光缆（通讯电缆）一道。原设计D800顶管由于Φ1800自来水与D600雨水管之间，其间距只有3.5m~6m左右。工作井井径8米，在此位置无法满足钢筋混凝土沉井施工，即使钢筋混凝土进行沉井施工可能会对D1800的自来水造成危险。

2、 在工程开工前的交通协调会上，交管部门提出由于地铁2号线汉中门段已经开始围挡施工，汉中门桥改造工程也即将开始动工，凤凰西街将成为交通分流的主要道路，顶管工程必须提前完工，以缓解交通压力。
3、 我公司就任务重工期紧、施工难度大等特点提出有针对性的方案，方案对管线位置及部分工作井、接收井采用钢制沉井施工。
（1）井位调整
为确保D1800自来水的安全井位管线整体由原设计位置向道路南侧平移3米左右。部分井位需要临时截断现有雨水管道，施工完成后对管道恢复。
（2）结构调整
原设计工作井为直径8米的钢筋砼沉井，由于现场管线条件所限，做直径8米的钢筋砼沉井势必要对现有的通讯电缆进行改线，并对D1800自来水进行专项加固，投资太大，而且钢筋混凝土沉井施工工期长，对现场交通影响较大。我单位根据多年来的施工经验提出了采用钢制沉井施工，一是能解决现场空间狭窄无法进行钢筋混凝土沉井施工同时还必须进行沉井施工的矛盾，二来加快了施工工期，缓解了交通压力，三多边形钢制沉井的施工也解决了由于管道水平角度的改变矩形沉井也无法施工要求的矛盾。

几种常用钢制沉井结构如附图所示：
钢制工作井：长*宽=6.26米*4.26米
钢制接收井：长*宽=4.26米*4.26米（方井）
其它型式井：边长3米的正六边形井
钢制沉井结构：外壁为10cm厚钢板，内部为12#槽钢间距150mm，纵向均布，并焊接于钢板上。为使各槽钢受力均匀，在槽钢内侧竖向每1.5米左右布置1道横向钢围囹。
三、钢制沉井施工的优点主要突出在以下3点：
1、钢制沉井施工速度快，工期短
本工程地点位于凤凰西街，为城市交通次干道，由于地铁施工，交通疏导后，本路段交通压力较大。钢制沉井的施工大大缩短了工期，主体工程提前了一个半月的时间完工。
钢筋混凝土沉井从开挖到下沉封底至少15-18天时间。基坑开挖1天，砂垫层和砖胎模1天，钢筋绑扎2天，沉井内模板“井”字架外模板2-3天，混凝土浇筑1天，混凝土养护5-7天，比较顺利的情况下，下沉及封底3-6天，总工期至少15天。也就是至少要在这15天的时间里，由于钢筋、模板以及机械设备等占据大半个路面，影响交通正常通行。
而钢制沉井则采用确定好尺寸后在加工厂加工成半成品后运至现场再拼接成型的方法。一个工作井从半成品运至现场到拼接成型只需要1-2天时间，下沉速度更快，一般2-3天时间完成下沉和封底施工，再加首道工序基坑开挖1天，一座钢制沉井从基坑开挖到沉井封底至多6天。

可见一座沉井采用钢制沉井要比钢筋混凝土沉井至少节约9天的时间。
全线共19座工作井、接收井，其中共施工钢制沉井10座，就此一项就使得主体工程提前1个半月完工。
2、结构小，适合管线较多的市政道路。
钢制工作井长6米，宽4米。在市政道路尤其在老城区地下管线复杂的条件下，这种工作井优点尤为突出。
以W11工作井为例，整个路幅18米，地下管道由北向南依次为D200自来水、D1800自来水、D800雨水管、100*100电缆、400*300电缆、φ300自来水以及φ300铸铁煤气管道。中间最宽间距为雨水管道与100*100电缆之间，间距6米。如果采用8米钢筋砼沉井显然无法满足施工要求，可见调整工作井结构势在必行。
市政道路一般横向上空间不够宽裕，给开挖管道，做沉井等造成很多限制，但纵向上可以顺路开挖，空间相对宽裕，因此可以采用长方形钢制沉井。
接收井作用主要是接收顶管机头，长度可以适当缩短，采用4*4的方井。
全线共下沉长方形钢制工作井3座，正方形钢制接收井5座。

在城市污水改造工程中，尤其是在老城区新增污水管道时，城市道路不可能中断交通以提供充足的条件采用大开挖埋管，多数情况下采用顶管法施工。那么钢制沉井就凸显其优越性了。
3、结构灵活，可以根据不同需要做成各种型式。
所谓灵活，就是结构可以根据现场情况调整工作井的样式，5边形、6边形或者其他不规则形式。
由于道路情况复杂，管道不可能一直是直线，如果出现较大的转角矩形沉井就无法满足要求。转角大了，沉井的有效空间无法满足顶管、油缸及后靠背的空间要求。现场又无法满足圆形沉井施工的要求时可采用多边形钢制沉井。
本工程W17号接收井采用了正六边形钢制沉井，W16-W17，W17-W18两段管道夹角18°，现场条件无法采用钢筋混凝土沉井和长方形钢制沉井， 同时由于本接收井左右两侧各有一道D600的支管，同样也是采用顶管法施工。主管有较大的夹角，同时又有支管需要顶进，因此采用了正六边形钢制沉井施工。
2号接收井也同样采用了正六边形钢制沉井。
正六边形接收井，边长3.03米，即对边净距离5米，这样基本可以替代一个小的圆形工作井了。
这种接收井的好处还有一点就是工期特别紧时或者对面工作井由于特殊原因必须封闭时可作为一个小型工作井使用，与先前顶进的管道在中间某处对接。砌筑管阶段检查井（骑马井）取出机头等组件，完成管道顶进作业。

本工程全线共采用多边形钢制沉井2座，很好的解决了既有较大转角，普通钢制沉井无法满足要求，又要有支管顶进的难题。
钢制沉井由于采用了钢板与槽钢现场拼接的方法焊接成型，可以根据工程需要做成5边形、6边形或者梯形等各种不规则结构形式。这样很好的解决了普通混凝土沉井无法满足施工要求又必须采用沉井法施工的矛盾。
4、钢制沉井的不足之处
钢制沉井由于自重较轻，下沉必须迅速，如下沉不及时，侧向土压力增大时则可能无法靠自重下沉，需要配备重达十几吨甚至数十吨的配重梁给沉井增压助沉。
四、结束语
从钢制沉井的诸多优点来分析，钢制沉井在市政工程中值得推广和应用，尤其适合在地下管线复杂，或者工期非常紧急等情况下使用。不仅适用于市政污水沉井同样也适用于其他情况下的沉井施工。