張竹庭

上海建工集團工程研究總院 上海 201114

檢查井是市政管道的重要組成部分，其形式多種多樣（圓形、矩形和異形[1]），對城市功能的發(fā)揮、環(huán)境保護及人民生活都有著重要的影響。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)城市一般采用現(xiàn)場砌筑方法設置檢查井[2]，具有施工工藝落后、施工機械化程度低、施工工期長、道路交通安全影響大、結(jié)構(gòu)強度低、耐久性差等顯著缺點。

與在現(xiàn)場砌筑檢查井相比，預制裝配式檢查井可因地制宜地選擇檢查井的結(jié)構(gòu)形式以滿足不同功能要求，能夠有效解決檢查井施工的速度、質(zhì)量、效益問題，改變以往“高資源消耗、高秩序干擾”的施工現(xiàn)狀，有利于降低建造成本，推進施工節(jié)能減排。

1 預制裝配式檢查井研究現(xiàn)狀

目前，歐美等國家主要使用混凝土砌塊式、下部現(xiàn)澆與上部拼裝結(jié)合式、下部磚砌上部拼裝結(jié)合式和預制組裝式的混凝土檢查井。其中，以預制組裝式混凝土檢查井的應用最為廣泛，其結(jié)構(gòu)主要由井蓋、井圈（井口環(huán)）、井口調(diào)節(jié)環(huán)（井筒）、井室4個部分組成。井圈常用的結(jié)構(gòu)形式有直筒形、圓錐形和馬蹄形；井筒一般采用圓形結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)連接管道的要求，井室通常采用的結(jié)構(gòu)形式主要有圓形、矩形、扇形和異形4種。實際工程中預制組裝式檢查井采用較多的結(jié)構(gòu)形式為圓柱形井室和圓柱形井筒，通過不同的模數(shù)組合可以滿足不同直徑管道和埋設深度的要求（圖1）。以日本為例，其應用較多的預制裝配式檢查井井形多為圓形，采用一層層的預制井環(huán)圈疊摞而成。

圖1 預制混凝土檢查井典型結(jié)構(gòu)形式

目前，我國也已在城市市政工程領域成功研發(fā)并應用了預制混凝土檢查井。北京市市政工程研究院及北京市市政專業(yè)設計院是我國較早開始研究開發(fā)預制裝配式混凝土檢查井的單位，通過學習國外先進的生產(chǎn)、研發(fā)和工程應用經(jīng)驗，形成了《預制裝配式鋼筋混凝土排水檢查井》（05SS521）國家建筑標準設計圖集；青島地區(qū)為避免和減少檢查井病害，編制完成并實施了涉及預制裝配式檢查井的《青島市檢查井技術(shù)導則及通用圖集》；廣州地區(qū)出版了地方適用標準的標準圖集，發(fā)布了《預制檢查井技術(shù)指引》。同時，我國部分地區(qū)已初步完成了預制裝配式檢查井地方性標準化生產(chǎn)、實踐的技術(shù)基礎建立，但尚未形成預制裝配式檢查井的設計和應用的相關國家或行業(yè)標準，仍未實現(xiàn)大面積推廣應用。

2 預制裝配式檢查井優(yōu)缺點分析

預制裝配式檢查井采用工廠單元化預制，現(xiàn)場機械快速組裝，操作簡單，閉水性能好，堅固耐用，可有效解決井體滲漏、塌陷等常見的質(zhì)量問題，而且建井速度快，施工質(zhì)量容易保障，尤其是其與新型管材的配套使用，可以充分發(fā)揮柔性管材快速安裝的優(yōu)勢。但是預制裝配式檢查井在設計、施工方面也存在一些缺點。

2.1 預制裝配式檢查井優(yōu)點

1）采用混凝土預制構(gòu)件單元式結(jié)構(gòu)，相比用黏土磚砌的檢查井，替代了黏土磚材料，節(jié)省了土地資源；同時，提高了檢查井的抗壓、抗裂、抗?jié)B、抗腐蝕等能力。

2）現(xiàn)場采用機械化快速拼裝作業(yè)，與現(xiàn)場砌筑施工周期長、濕作業(yè)工作量大、需較長的養(yǎng)護時間相比，明顯提高了檢查井的施工速度，有利于城市道路縮短施工工期、文明施工、快速放行的要求。

3）井體與管材間及井體各部件間可采用橡膠密封圈柔性連接，使井體與管材間及井體各部件間的接縫嚴密，避免了接縫處水體滲漏對土壤及地下水體可能造成的污染。

4）預制裝配式檢查井井體單元采用剛度較大的混凝土預制構(gòu)件，采用強夯等施工輔助措施提高檢查井四周回填土的密實度而不破壞井體結(jié)構(gòu)，減少了道路運行期間檢查井及周邊道路的沉降破壞。

5）采用拼裝工藝施工的井體整體性好，具有較好的抗震能力，耐久性好，比現(xiàn)澆或磚砌檢查井維護工作量小。

2.2 預制裝配式檢查井缺點

1）由于采用混凝土預制構(gòu)件，構(gòu)件單元自重大，現(xiàn)場拼裝施工需要有起重設備配合。

2）由于采用工廠化預制，井壁預留孔位位置和孔徑在出廠前已確定，現(xiàn)場施工中與井壁相連接的支管的連接位置及孔徑改動存在一定的困難。

3）后續(xù)市政管線施工中，將新鋪設支管接入已有預制裝配式檢查井時，因結(jié)構(gòu)單元混凝土整體強度較高，存在開孔困難及后續(xù)接口處理工作量大的缺點。

4）混凝土預制構(gòu)件單元中需要一定量的配筋，使得產(chǎn)品的成本有所提高。

3 預制裝配式檢查井推廣存在的問題

3.1 未能形成設計、生產(chǎn)、施工的深度融合

現(xiàn)有檢查井一般首先由設計單位根據(jù)功能需求進行產(chǎn)品設計，然后交由生產(chǎn)廠家根據(jù)設計圖紙制作模板、組織生產(chǎn)，最終成品給付施工單位進行現(xiàn)場安裝。該種生產(chǎn)組織模式存在設計時未考慮生產(chǎn)、施工要求，過分強調(diào)功能性，導致產(chǎn)品個性強、通用性差；導致模具數(shù)量較多、部分模具可能需要定制，生產(chǎn)效率低；施工中可能需制訂專項措施、配備專業(yè)吊裝機械，工藝普適性差。因此，應建立設計、生產(chǎn)、施工深度融合的管理模式，預制部件制訂統(tǒng)一的模數(shù)制度和輔助標準，設計實行部件標準化設計，生產(chǎn)采用工廠大規(guī)模生產(chǎn)，施工采用機械化快速拼裝，形成資源優(yōu)化配置的預制裝配檢查井模塊化設計、專業(yè)化生產(chǎn)、工程化應用的產(chǎn)業(yè)鏈，這樣才能有助于預制裝配式檢查井的大規(guī)模推廣應用。

3.2 未形成統(tǒng)一的產(chǎn)品標準

目前，預制裝配式檢查井工程應用中較為突出的問題主要表現(xiàn)為每條管線每個檢查井的尺寸、外觀及支管接入段標高、角度變化較多，難以形成定型化產(chǎn)品；同時，由于尚未形成統(tǒng)一的國家或行業(yè)標準，各個地區(qū)生產(chǎn)預制裝配式檢查井的產(chǎn)品規(guī)格標準不一，地區(qū)適用性差，造成預制裝配式檢查井產(chǎn)品推廣使用緩慢。因此，在工程設計中應考慮在實際的應用條件下盡量簡化模塊設計，將模塊的變化模式控制在較小的范圍之內(nèi)，并總結(jié)地方應用經(jīng)驗，盡快形成相關國家或行業(yè)標準，從而實現(xiàn)預制檢查井工程適用能力強、范圍廣的目的。

3.3 未能形成適應性強的井體結(jié)構(gòu)選型標準方法

預制裝配式檢查井的結(jié)構(gòu)選型應考慮檢查井平面形狀和構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式的選型，同時考慮裝配件之間的細部處理，如接縫連接形式、構(gòu)件預留孔尺寸以及位置等，使其符合使用地的地形，此外還應考慮市政管網(wǎng)的整體規(guī)劃設計、建設以及地下管道與檢查井之間的配套、兼容問題，后續(xù)管道規(guī)劃預留接口問題等等。同時，預制裝配式檢查井還應有足夠的強度，以保證結(jié)構(gòu)能夠承受生產(chǎn)、施工和運營各個階段荷載的作用。另外，檢查井為滿足環(huán)保要求，不能有滲漏現(xiàn)象，必須保證預制單元本身、預制單元之間以及預制單元和支管連接處的接縫防滲和抗腐蝕性能，避免滲漏對地下水質(zhì)造成污染。但是，目前針對以上問題尚未形成統(tǒng)一的井體結(jié)構(gòu)適用性標準方法。

4 預制裝配式檢查井結(jié)構(gòu)選型分析

4.1 預制裝配式檢查井平面形狀選型

檢查井平面形狀一般有圓形、矩形、扇形和異形等。其中，圓形結(jié)構(gòu)具有受力好、配筋少、易拼裝、構(gòu)件通用性強、施工便捷的優(yōu)點，同時有利于模具制作及裝配式產(chǎn)品的生產(chǎn)，但內(nèi)部空間存在一定浪費；矩形斷面具有有效使用面積大、結(jié)構(gòu)剛度高的優(yōu)點；從使用功能看，矩形截面的有效施工面積較圓形小，可以有效減少土地占用，更為經(jīng)濟和合適。因此，在滿足工程實際功能需求的前提下預制裝配式檢查井平面形狀選型優(yōu)先推薦圓形或矩形，使檢查井具有足夠的結(jié)構(gòu)強度，以抵抗施工期間及運營期間作用在井體上的荷載。

4.2 預制裝配式檢查井構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式選型

目前，檢查井構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式主要有混凝土砌塊式和環(huán)狀式。砌塊式采用混凝土砌塊預制拼裝而成，現(xiàn)場施工仍需濕作業(yè)，施工周期長，砌塊結(jié)合縫多，結(jié)構(gòu)整體性差，抗震、防滲效果不佳。環(huán)狀式采用與檢查井平面形狀相一致的預制單元構(gòu)件層疊而成，結(jié)構(gòu)整體性好、密封性好、施工速度快。因此，預制裝配式檢查井構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式推薦選擇環(huán)狀式。

4.3 預制裝配式檢查井構(gòu)件的組成

預制拼裝檢查井主要通過“模塊化設計、工廠分塊預制、現(xiàn)場快捷拼裝”的理念實現(xiàn)制作的模式化、標準化、工業(yè)化，為此參考國內(nèi)外預制拼裝檢查井的構(gòu)件形式，同時考慮構(gòu)件輕量化便于現(xiàn)場施工，將預制拼裝式檢查井分為底板、底座、井室段、支管接入段、收口段、井蓋6個構(gòu)件[1]。其中，底座段、井室段、支管接入段、收口段應進行模數(shù)化設計。

4.4 預制裝配式檢查井接口形式選型

預制裝配式檢查井在安裝施工中必須注重單元構(gòu)件間、檢查井與管道間的連接、密封方式。單元構(gòu)件接口形式通常有平口、企口、承插口、楔形榫口等。為此應借鑒施工中管道間連接形式，考慮單元構(gòu)件模具制作方便、現(xiàn)場拼裝施工方便快捷、構(gòu)件組合穩(wěn)固、結(jié)構(gòu)整體性好等因素確定預制裝配式檢查井單元構(gòu)件接口形式。同時，接口間應輔以橡膠圈柔性連接密封或以油膏黏合，以保證接口的密封性。管道與檢查井的連接方式也采用相同形式。

4.5 管道與預制裝配式檢查井的連接選型

檢查井與管道的連接可采用剛性接口或柔性接口。

5 結(jié)語

預制裝配式檢查井研究可推動預制結(jié)構(gòu)件的標準化，實現(xiàn)標準件的通用性和可置換性；可促進建筑構(gòu)配件的工業(yè)化制造水平，促進結(jié)構(gòu)構(gòu)件集成化、模塊化生產(chǎn)；能夠適用于快速拼裝、工程搶險、結(jié)構(gòu)強度要求高的工程，適應當代建筑技術(shù)向工業(yè)化發(fā)展的趨勢，能夠有效解決工程建設中的速度、質(zhì)量、效益問題。但相對而言，預制檢查井目前未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、標準化，導致工程推廣應用緩慢，相關行業(yè)標準亟需制訂。