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污水处理工程中沉井工艺的应用
摘要：在当前污水处理工程施工中，沉井技术得到了广泛的应用，不但有效解决了现场狭窄施工不便的难题，而且在一些情况比较复杂的环境中同样不受影响，完成预期目标。本文对沉井技术的应用作了简单的分析，希望对今后在施工过程中出现的问题有所帮助。
关键词：污水处理 ，施工， 沉井工艺
abstract: in the current wastewater treatment engineering construction, open caisson technology a wide range of applications, not only effectively resolve the problem of narrow site construction inconvenience, and in some cases more complex environment also not be affected, to fulfill expectations. in this paper the application of open caisson technology makes brief analysis, hope for the future in the construction process of the problem of help.
keywords: sewage treatment, construction, open caisson process
中图分类号：k826.16文献标识码：a 文章编号：
前言
随着我国经济的飞速发展，人们对环境的要求越来越高，特别是城市中的污水处理问题成了环境治理的重中之重。近年来，针对城市污水问题，国家斥巨资建立了多个污水处理厂并投入运营。在铺设截污管线的时候，受地理环境、地上建筑等条件的影响，不能直接挖沟埋管，而是采用顶管法进行施工。这样就需要用到沉井施工来完成顶管工作井、接收井和提升泵房的建设工作。
一、 沉井工艺原理及分类
1. 沉井工艺原理
沉井工艺是地下工程和深基础工程的一种施工方法．也是深基础工程的一种结构形式。其原理是：将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础，先在地面以上制作，形成一个井状结构，然后在井下不断挖土，借助井体自重而逐步下沉，下沉到预定设计标高后，进行封底，并根据需要构筑井内底板、梁、内隔墙、顶板等构件，形成一个工作空间或地下建筑物。沉井在施工中具有独特优点：占地面积小，不需要进行边坡围护，与大开挖相比较，挖土量少对邻近建筑物的影响较小操作相对简便，无需特殊的专业设备。
2.沉井分类
沉井的类型很多，按制作材料分类有混凝土、钢筋混凝土、砖混等多种类型，应用最多的是钢筋混凝土沉井。钢筋混凝土沉井按平面形状分类有圆形沉井、矩形沉井、椭圆形、端圆形沉井。工程中用的最多是钢筋混凝土的类型。
二、沉井的施工
沉井制作主要是底模的处理和刃脚的模板方案，其余的可按常规的钢筋混凝土工程进行施工。沉井所在场地先整平夯实，根据现场土质情况确定做砂石垫层的厚度，并铺方木作为垫木，每米垫木数量按下式计算:
式中：w一每米沉井井壁自重，单位kn
l一垫木长度；
b一垫木宽度；
[r]一表土承载力。
考虑施工荷载等安全因素， 垫木间距可比计算稍密，沿井壁刃脚均匀铺设在砂石垫层上。
枕木之间空隙位置，壁板底模采用1:2 水泥砂浆做平枕木面。
池壁模板工程、钢筋工程以及混凝土工程可按常规土建方法施工。井壁先立内壁板模板，后扎壁钢筋，封外壁模板，浇筑井壁混凝土。然后不间断淋水养护，养护时间不少于14天。
1. 沉井下沉施工
根据沉井深度以及地质条件，决定采用排水下沉还是不排水下沉。
待井壁混凝土达到设计强度后，即进行刨砂抽垫木，垫木应根据挖土顺序对称抽出，最后抽定位垫木。刨砂时在沉井内用人工慢慢开挖砂石垫层。为保证平稳下沉，需在沉井内划分挖土范围，并且要求挖土工人从中部向周边对称均匀挖土，如发现沉井有侧斜则及时在侧斜的相反方向即下沉量较小的一侧加速挖土，辅助以局部加载，而且倾斜一侧暂缓挖土，使得倾斜得到矫正。抽取垫木的顺序与挖土顺序一致。
沉井下沉时对称在井内挖土，在分层挖除土的过程中，沉井即逐渐下沉。当刃脚下沉与沉井中部土面大致齐平时，即可在中部先向下挖深400～500mm，并逐渐向四周均匀扩孔，到刃脚约1 米处，再分层挖除刃脚内侧的土台。开挖刃脚下的土时，用跳槽法，即沿刃脚周长等分若干段，每段长约1m，先隔一段挖一段，然后挖剩下的各段。并随时观察孔位是否倾斜或偏移，垂直度误差控制在1%以内；如遇有偏差时，应采取相应的措施纠偏。开挖时，在每个挖土周期中，首先选择适当位置挖掘较深的集水坑，以便抽水。
挖土下沉速度的控制由技术人员根据测量数据进行统一指挥，同时根据沉井的大小，安排合适的工人挖土。挖出的土装入吊斗，用吊机运走。井上安排一人指挥。如地下水量过大而影响挖土时，暂停挖土待抽水后，再继续挖土。下沉速度视工作量大小， 控制平均为0.5～1.0m/d，当沉井下沉深度距设计深度500mm 左右，对其垂直度及标高进行连续观测，并适当放缓挖土速度，使沉井平稳下沉，当刃脚平均埋深距设计标高尚差50～100mm 时停止挖土，待静止24小时观测其下沉稳定在20mm 内，然后平整井内基底，浇c15 混凝土垫层150厚，然后浇筑封底混凝土。
2. 测量控制与观测
沉井下沉前，为保证沉井在挖土时平稳下沉，控制好轴线位置，在沉井的池壁内外各个方向标划出一条垂线，并在壁外地面设置对应控制点，用经纬仪随时检查沉井垂直度及轴线偏移。为方便检查，在池内每条垂线边均挂一个较重的线锤，在沉井外壁每隔200mm 划一道水平线， 这样在下沉过程中很容易发现沉井是否有倾斜。当线锤离开墨线50mm，或四面标高不一致时，即应调整。
3. 沉井施工注意事项
沉井下沉四周影响区域内， 不宜有高压电线杆、地下管道、固定式机具设备和永久性建筑物。必须设置时，应采取安全措施。
沉井的制作高度不宜使重心离地太高，以不超过沉井短边或直径的长度为宜，一般不应超过12m。特殊情况允许加高但应有可靠的计算数据，并采取必要的技术措施。
抽承垫木时，应有专人统一指挥，分区域，按次序进行。抽承垫木及下沉时，严禁人员从刃脚、底梁和隔墙下通过。
4. 沉井施工质量标准
沉井下沉完毕，其偏差应符合以下规定：
标高偏差：刃脚平均标高与设计标高偏差不得超过100mm。
水平位移偏差：刃脚平面中心的水平位移不得超过下沉总深度的1%，当下沉总深度小于10m 时，水平位移允许100mm。
倾斜偏差：矩形沉井四角（圆形沉井为相互垂直两直径与圆周的交点）中任何两角的刃脚底面高差，不得超过该两角水平距离底1%，且最大不得超过300mm，如两角水平距离小于10m，其刃脚底面高差允许为100mm。
5. 止沉封底有关措施
针对刃脚所处的持力层能否满足井体不超沉，若土质较差，可以采用了深层搅拌桩复合地基作为沉井的持力层，保证沉井到设计深度不再下沉，防止沉井超沉。