王正，宋力，戴成根，陳小威，劉華軍

（1.連云港市水利建筑安裝工程有限公司，江蘇 連云港 222000；2.江蘇省水利科學研究院材料結構所，江蘇 揚州 225002；3.江蘇九星建設工程有限公司，江蘇 宿遷 223800；4.灌南縣水利局，江蘇 連云港 223500)

1 工程簡介

連云港市大浦閘下排水通道節(jié)制閘位于新沭河右堤，是連云港市海州區(qū)主要排水口，總凈寬20m（2孔×10m），邊墩寬 1.0m，中墩寬 1.2m，順水流向長15m，節(jié)制閘主體采用鋼筋混凝土敞開塢式結構，設計主要建筑物級別為2級，其次要建筑物等級為3級。

節(jié)制閘閘室下部基礎采用下沉式沉井結構，經設計基礎沉井沿水流方向設計長度為15.7m，垂直于水流方向寬度為22.8m，沉井外側壁井厚度為1m，隔墻厚度為0.8m，頂高程▽-4.0m，刃腳底高程▽-13.0m。

沉井混凝土設計強度等級C40，混凝土抗凍等級為F50，設計抗?jié)B等級為W4。

2 施工工藝[1-3]

節(jié)制閘基礎土質主要為淤泥質粘土，青灰色，飽和，流塑，鉆孔土體勻質，無搖振反應，強度及中等，局部夾薄層粉細砂。

根據節(jié)制閘閘室基礎沉井作業(yè)特點及地質條件，設計總體施工工藝：

沉井基礎開挖→砂墊層填筑→砌筑沉井刃腳胎?！谝还?jié)沉井立模、鋼筋制作安裝、澆筑→第一節(jié)沉井制作完成→第二節(jié)腳手架搭設→第二節(jié)綁扎鋼筋→第二節(jié)模板安裝→第二節(jié)澆筑混凝土→第二節(jié)養(yǎng)護等強、模板拆除→拆除砂墊層及磚?！畠饶酀{泵出土下沉→井內砂、土回填。

3 沉井制作基礎處理

沉井制作基坑面高程在現(xiàn)有地面經平整至▽3.4m左右，地基承載力經復核驗算不能滿足本工程沉井制作及下沉過程中的地基承載穩(wěn)定性，經方案比選采用換填砂墊層方案，以提高地基承載力，滿足施工需要。實施方案為沉井基坑開挖至設計底面高程后，再行下挖2.5m深度，等量回填砂墊層（26.51m×3.4m），砂墊層回填、平整、壓實完畢，沉井外墻、內墻位置處澆筑一圈10cm厚度素混凝土墊層，以便于下序鋼筋綁扎、立模施工。

4 墊層、磚模施工

沉井澆筑施工共需臨時砂墊層970.8m3，中粗砂采用放水撼實，砂墊層平整完成后引入水，水層漫至砂表層后，采用平板振動器進行振搗水密實，分四層填從▽1.4m填至▽3.4m。為了將砂墊層中的水及時除出，在砂墊填筑過程中預埋Ф80cm鋼筋網籠，鋼筋網籠外包多層過金屬絲網，均勻布置于基坑四周，本工程預埋透水鋼筋網籠16個，利用鋼筋網群抽排砂墊層積水，最終砂墊層控制干容重不小于1.63g/cm3。

砂墊層基礎處理密實后，在砂墊層上澆筑10cm厚C20素混凝土墊層，強度達到要求后，在素混凝土表層用墨線彈出沉井刃腳內外輪廓線后，砌筑磚模砂漿面層。

刃腳磚模采用M10水泥砂漿砌筑填縫砌筑，考慮磚模后期拆除，刃腳磚模體每間隔4m設置一道通長間縫，通過抹灰蓋住間隔縫隙。此外，在沉井鋼筋混凝土與磚模板相接觸部位涂刷脫劑一道后加抹水泥砂漿一道（水泥砂漿為1∶3砌筑砂漿；脫模劑采用石蠟∶滑石粉∶柴油比為0.2∶0.8∶1配比）。

5 沉井結構制作

5.1 第一節(jié)模板及腳手架

為實現(xiàn)施工的快速便捷，根據本工程沉井的細部構造開工，模板采用拼裝式竹膠板。沉井模板采用新型組合式對拉螺栓固定，經模板支護計算，對拉螺栓孔徑采用φ16圓鋼，螺栓間距為6060cm×60cm。為便于沉井安全澆筑，在施工平臺搭設雙排孔徑鋼管滿堂腳手架，腳手架與模板分離獨立安拆，腳手架只做施工用。

沉井模板在混凝土強度達到其表面強度棱角拆模時不致?lián)p壞。

5.2 第一節(jié)鋼筋的綁扎

沉井鋼筋在場外鋼筋加工廠進行批量制作完成后，運至沉井施工現(xiàn)場綁扎。鋼筋綁扎應注意按照規(guī)范要求鋼筋搭接頭，在同一驗收區(qū)斷面上，不得超過鋼筋總根數的1/4（受拉區(qū)），不得超過鋼筋總根數的1/2（受壓區(qū)）[4]。

第一節(jié)沉井井壁豎向鋼筋在第一次澆筑前全部綁扎到位，水平向鋼筋分段分部位綁扎，要求與上一節(jié)井壁相連接部位，伸入錨固鋼筋，且要求鋼筋接頭處按不少于1/4錯開，采用單面焊搭接方式。為確保豎向鋼筋的間距合格率，豎向鋼筋間距控制采用開槽皮木槽卡尺，進行控制位置的準備性。

5.3 第一節(jié)混凝土澆筑

節(jié)制閘沉井采用預拌商品混凝土澆筑，混凝土強度為C40，抗?jié)B等級W4，抗凍等級F50，供料生產廠家至施工現(xiàn)場的交通運輸采用運輸泵車，豎向澆筑采用混凝土泵車布料，分層澆筑，每層澆筑厚度控制在不大于50cm，每層均勻布料，第一節(jié)沉井澆筑一次性完成5m澆筑（▽3.4～▽8.4）。澆筑過程中布料導管須沿沉井內外壁一圈對稱均勻面料，以此來防止由于布料不均造成混凝土料重量不均，引起刃腳不均勻沉降。每澆筑一層批厚混凝土要求在初凝時間內完成振搗?；炷敛鹉２坏蒙儆?4d，拆模后進行灑水保溫養(yǎng)護，保持井壁濕潤，濕養(yǎng)護持續(xù)時間不得少于15d。

5.4 第二節(jié)模板及腳手架

模板均為竹膠板，井壁內外模用對銷螺栓固定，對銷螺栓經計算上、下部均采用φ16圓鋼，間距為60cm×60cm布置，按規(guī)定設置止水片。腳手架鋼管固定在第一節(jié)沉井支撐點上。

沉井模板在混凝土強度達到其表面及棱角拆模時，不致?lián)p壞時拆除。

5.5 第二節(jié)鋼筋的綁扎

沉井第二節(jié)井壁豎向鋼筋綁扎方法同第一節(jié)井壁，豎向鋼筋一次性綁扎到位，同第一節(jié)相連。

5.6 第二節(jié)混凝土澆筑

第二節(jié)沉井澆筑方法同第一節(jié)沉井井壁。第一井井壁接高處，增加上節(jié)沉井澆筑前井壁鑿毛工充，以防止施工接縫處滲水。立模結束，鋼筋綁扎完成后，再次用高壓水清理接觸面。

根據工程施工期最高水位為▽13.5m，綜合考慮施工現(xiàn)場施工需要，設置澆筑施工平臺標高為施工期最高水位▽13.5+預留波浪爬高0.5m為▽14.0m。

5.7 沉井的制作質量控制

①沉井平面尺寸偏差

長度、寬度為±0.5%，且不大于10cm；

曲線部分半徑為±0.5%，且不大于5cm；

兩對角線差異為1%對角線長。

②沉井壁厚偏差±1.5cm。

6 沉井下沉

6.1 下沉前準備工作

①設立觀測標記。沉井下沉前首先在沉井平四個角方位處設置高程指示標示線，同時設置要相應的高度顯示指示刻度針裝置，在沉井下沉全過程應確保指示標意系統(tǒng)的精度，并能做到及時樣正。沉井的上下游兩端分別設立上游及下游觀察方向裝置，以利于在沉井下沉過程中，便捷觀測沉井下沉實時的狀況，指揮引導沉井平穩(wěn)安全下沉于設計高程。

沉井下沉全過程中采用水準儀及全部儀，通過沉井頂部四角的沉降觀測點實時觀測沉井下沉過程的水平位移及沉降量是否正常。要求在初沉時期，每2h不少于1次位移及沉降觀測；正常下沉時期要求每施工班次觀測不少于1次；每2h不少于1次位移及沉降觀測。沉井位移糾偏階段，每下沉一層次須觀測1次，及時反饋沉井下沉狀態(tài)，用于實時調整糾編措施，通過觀測數據的分析、研究、總結，為制定更加符合實際沉井接高方案做好基礎工作。

②對銷螺栓孔全部封堵到位。

③清除下沉范圍內的所有物品。

④拆除前期預留混凝土墊層及刃腳胎模，拆除次序遵循先內后外、對稱拆分的原則，對井格的位置合理編號，繪制拆除順序示意圖。嚴格按圖作業(yè)，設立專人指揮，及時清運拆除垃圾。

6.2 砂墊層拆除

砂墊層拆除采用人工拆除，防止擾動基礎。按不大于50cm分層拆除，通過嚴格控制拆除分層厚度，可以有效減少發(fā)生初期下沉時的不均勻[5]。拆除首先對稱分區(qū)拆除沉井中間井格部分；其次移除沉井中間隔墻部分砂層；最后移除沉井井壁周圍部位砂墊層。

6.3 下沉土方開挖

①沉井下沉設備配備

沉井共分為8格，每格下沉挖土量為 5700/8×1.1=784m3，土方挖除考慮投入4套泥漿泵對稱沖淤挖土作業(yè)，確保沉進均衡下沉。

②除土

考慮到沉井內土方為淤泥，采用泥漿泵施工，水力開挖用水，采用新沭河內水，泥漿通過管道輸送至棄土區(qū)域。

沉井內水力沖淤施工先后次序為先行清除8個井格內淤土，再行清除隔墻區(qū)域淤土，最后清除沉井四周側土方。清除井內土方應做到按上述次序對稱進行，控制每層清淤深度不大于50cm，相鄰間井格土方表面高差不大于10cm。在清除沉井內淤土過程中，發(fā)現(xiàn)的石塊、混凝土墊層垃圾，采用人工配合小吊車，運輸、清理外運出施工現(xiàn)場。

在終沉階段（刃腳底面距設計標高1.0m～1.5m），嚴格控制沉井下降速度，各井格間的高程差控制在30cm以內。當刃腳接近底面設計高程時，在刃腳一周間隔開挖槽，槽內墊入方木至設計底標高，嚴禁超沉及超挖，達到相應的止沉效果。

7 沉井糾偏[6-7]

沉井下沉過程中嚴格控制大幅度傾斜，對于下沉過程中非均勻傾斜和偏位應有時糾正。特別是在初期入土時，穩(wěn)定差，容易出現(xiàn)較大的傾斜，就需要糾正偏斜措施，具體措施如下：

①除土應保持均勻性，當出現(xiàn)傾斜時，應在傾斜部位反方向增加土方清除量，沉少的一邊多挖土，沉多的一邊少挖土或不挖土。

②采用不對稱負重，外加側向反力。

③下沉過程必須加強不均勻沉降觀測，中間沉降階段每班觀測不少于2次，發(fā)現(xiàn)傾斜及時分析原因后采取相應措施進行糾偏。

④當刃腳土方已全部開挖完成后出現(xiàn)微量下沉，可以從井格中間部位向刃腳方向分層削減土層，直至沉井下沉平穩(wěn)。

⑤開挖土體過程中，如果遇到局部軟硬土夾層，應先行開挖硬土部位；軟土區(qū)域應挖除中間部分土方。

⑥遇硬土層區(qū)域施工，可分段挖除刃腳處土方；再行回填砂石填料，等刃腳處土方各部挖除撤除完承墊木后；再分層分區(qū)域挖除回填料，以保持沉井整體均勻下沉。

8 終沉、刃腳擴大、回填、防滲圍封

當刃腳底面至設計高程1.5m～2.0m處時，應加大沉降觀測頻率，減小沉降速度，盡量調整各個井格內土面高程，盡量保持在同一平面高程，以確保平穩(wěn)終沉。終沉前預留10cm沉降量，終沉后進一步做好沉降觀測及不均勻沉降觀測，并做好分析記錄，8h連續(xù)沉降量不得大于10mm。沉降穩(wěn)定后可以實施對刃腳的擴大，等刃腳混凝土強度達到設計強度后，進行后續(xù)工序施工。

回填前排干積水，先回填2.5m厚中粗砂（數量為540 m3），中粗砂頂高程為▽-10.5m，再回填粘土至沉井頂。回填砂采用挖掘機（中間井格采用長臂挖掘機）甩入沉井內，每層砂厚度為50cm，砂回填密實采用插入式振動器震搗密實。井內回填的粘土（數量約為1530m3），從取土區(qū)取土（粘土）。用于回填的粘土采用5t自卸汽車運至沉井邊，由挖掘機（中間井格采用長臂挖掘機）按成批的方量挖甩到沉井內，人工整平，震動夯壓實，壓實質量滿足圖紙規(guī)定的壓實度要求。

9 結語

連云港市大浦閘下排水通道節(jié)制閘閘室基礎沉井于2018年4月開始施工至2018年6月完成沉井施工，沉井施工完畢后對施工效果進行了全面檢測，結果表明，主要控制指標沉井刃腳底面高差為6cm，沉井頂面中心位置偏移10cm、平面扭轉角＜1°，全部滿足《水利工程施工質量檢驗與評定規(guī)范》（DB32/T2334.2-2013）中“陸上沉井下沉工序質量評定”要求。連云港市大浦閘下排水通道節(jié)制閘工程于2018年3月開工，2018年11月通過完工驗收，2020年7月通過竣工驗收。連云港市大浦閘下排水通道節(jié)制閘的建成和投入使用，極大地提高了連云港市大浦閘下排水通道水系排澇、引水能力，社會效益顯著。