張?jiān)接?/p>

（大同市政工程設(shè)計(jì)研究有限公司， 山西 大同 037004）

在市政基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)中， 需要深入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)， 根據(jù)勘測(cè)情況得知城市路面和地下管道所處環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜， 為了防止對(duì)其他設(shè)施造成破壞， 一般會(huì)選擇使用非開挖技術(shù)， 而頂管技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于成本低、 施工噪音小等， 所以才會(huì)在市政工程施工建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否對(duì)整體施工質(zhì)量起到?jīng)Q定性的影響， 為了保證市政頂管工程設(shè)計(jì)施工的順利進(jìn)行， 應(yīng)當(dāng)對(duì)沉井結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加以了解和掌握，為沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供精準(zhǔn)可靠的數(shù)據(jù)支持，作為設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)加以把握， 結(jié)合實(shí)地勘察數(shù)據(jù)和工程施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)合理優(yōu)化沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 從而有助于保證整體施工質(zhì)量。

1 市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

市政基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的根本目的在于滿足現(xiàn)代化城市運(yùn)營(yíng)和發(fā)展的實(shí)際需求， 而要想充分發(fā)揮城市各項(xiàng)功能， 需要對(duì)管道敷設(shè)工程施工給予重視，根據(jù)實(shí)際需求科學(xué)敷設(shè)管道。 頂管井屬于一種臨時(shí)性設(shè)施， 其優(yōu)點(diǎn)在于: 施工周期短、 成本低和噪音小等， 正因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)才會(huì)在市政工程中得到極其廣泛的應(yīng)用。 沉井是市政工程建設(shè)中比較常見(jiàn)的一種頂管井結(jié)構(gòu)類型， 通過(guò)以往的研究和記錄信息來(lái)看， 沉井結(jié)構(gòu)具有一定的深度， 加上其剛度與深度具備一定的整體性， 但是考慮到其深度較大， 極有可能會(huì)出現(xiàn)沉井壁厚大等現(xiàn)象， 若是對(duì)這些現(xiàn)象放任不理， 勢(shì)必會(huì)影響到市政結(jié)構(gòu)頂管工程整體質(zhì)量。因此作為一名合格的設(shè)計(jì)人員要對(duì)市政結(jié)構(gòu)頂管工程實(shí)際情況加以充分的了解， 結(jié)合所掌握的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息， 并嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)準(zhǔn)則提出合理、 科學(xué)的優(yōu)化措施， 進(jìn)而有望實(shí)現(xiàn)對(duì)市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效優(yōu)化， 為市政結(jié)構(gòu)頂管工程施工的高效進(jìn)行和保證整體施工質(zhì)量打好扎實(shí)基礎(chǔ)。

2 市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 沉井壁厚

在市政結(jié)構(gòu)頂管工程施工中， 曾經(jīng)的基本原理在于利用井壁自重進(jìn)行下沉， 若是沉井井水壁厚度沒(méi)有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)， 就會(huì)出現(xiàn)井壁自身重量過(guò)輕的情況， 這樣就很難高效率地完成下沉作業(yè)， 若是沉井井壁過(guò)厚容易造成資源過(guò)分浪費(fèi)， 還會(huì)增加額外成本。 因此對(duì)沉井井壁進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候， 必須對(duì)其下沉穩(wěn)定性和抗浮性能加以考慮， 一熱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和規(guī)定對(duì)其穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制， 一般情況下，沉井下沉系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍為0.8 ～0.9， 在對(duì)沉井下沉系數(shù)進(jìn)行控制時(shí)還得對(duì)沉井結(jié)構(gòu)水位進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，在水位較高的情況下， 必須將沉井井體抗浮系數(shù)控制在1 左右。 總之， 在對(duì)沉井井壁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須提前對(duì)工程實(shí)際情況多加了解， 為了提升市政結(jié)構(gòu)頂管工程施工質(zhì)量和效率， 應(yīng)對(duì)全方面情況和施工需求進(jìn)行綜合考量， 選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。

在確保設(shè)計(jì)方案合理性和可行性之后， 需要做好技術(shù)交底工作， 組織施工操作人員圍繞設(shè)計(jì)方案進(jìn)行核實(shí)和確認(rèn)， 在確保無(wú)誤后就可以開展取土施工活動(dòng)， 在實(shí)施取土作業(yè)前需要完成排水下沉作業(yè)，在無(wú)水的狀態(tài)下才能順利進(jìn)行取土作業(yè)。 科學(xué)利用相關(guān)計(jì)算公式對(duì)沉井下沉穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行計(jì)算， 確保計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性， 具體如下。

其中: Kst-沉井下沉系數(shù)； Kst，s-沉井下沉穩(wěn)定系數(shù)。

2.2 標(biāo)高設(shè)計(jì)

相關(guān)工作人員需要對(duì)市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加強(qiáng)分析， 并結(jié)合實(shí)地勘察數(shù)據(jù)資料、 工程施工質(zhì)量要求和多方影響因素對(duì)下井壁沉標(biāo)高進(jìn)行精心設(shè)計(jì)， 從而保證沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的安全性和穩(wěn)定性。 具體應(yīng)做到如下幾點(diǎn)。

2.2.1 刃腳踏面標(biāo)高

首先依據(jù)相關(guān)計(jì)算公式和規(guī)范程序?qū)Τ辆Y(jié)構(gòu)抗沖刷強(qiáng)度值進(jìn)行計(jì)算， 根據(jù)計(jì)算結(jié)果合理設(shè)計(jì)沉井刃腳踏面標(biāo)高， 尤其需要根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)沉井結(jié)構(gòu)其他部位尺寸位置進(jìn)行明確， 同時(shí)還得對(duì)沉井結(jié)構(gòu)抗傾覆性能等加以掌握， 這樣才能切實(shí)保證沉井結(jié)構(gòu)刃腳踏面標(biāo)高值預(yù)估的合理性和可靠性。 根據(jù)國(guó)家和相關(guān)規(guī)定要求將刃腳踏面標(biāo)高誤差控制在允許范圍內(nèi)， 還需要適當(dāng)預(yù)留足夠的誤差空間， 這樣在進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)便于相關(guān)工作人員依照實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整刃腳踏面標(biāo)高， 從而有效提升沉井施工質(zhì)量，使其安全性能與使用性能均與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求相符。

2.2.2 沉井井頂標(biāo)高設(shè)計(jì)

在充分掌握市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上， 積極推進(jìn)沉井井頂標(biāo)高設(shè)計(jì)工作， 其中需要充分考慮到沉井結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性， 通常沉井井頂標(biāo)高應(yīng)高于市政頂管工程施工現(xiàn)場(chǎng)周邊水位，高于0.5m即可， 這樣做的目的是為了防止雨季來(lái)臨時(shí)大量的降雨會(huì)形成積水并流入沉井。 設(shè)計(jì)人員對(duì)井頂標(biāo)高進(jìn)行設(shè)計(jì)前必須深入施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地質(zhì)、 地下水文和施工質(zhì)量要求等加強(qiáng)了解， 根據(jù)所了解的各項(xiàng)情況對(duì)地面與沉井井頂之間的距離進(jìn)行合理規(guī)劃， 一般控制在0.3m左右就行， 進(jìn)而確保沉井結(jié)構(gòu)排水下沉作業(yè)的安全性。

2.3 平面尺寸設(shè)計(jì)

平面尺寸設(shè)計(jì)是市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分， 其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到沉井結(jié)構(gòu)抗壓性能和頂管工程整體質(zhì)量等， 因此作為工程管理人員和設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)沉井結(jié)構(gòu)平面尺寸設(shè)計(jì)工作給予高度重視， 根據(jù)國(guó)家和行業(yè)相關(guān)規(guī)定要求對(duì)沉井結(jié)構(gòu)平面尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)， 在這個(gè)過(guò)程中需要對(duì)沉井結(jié)構(gòu)的下沉深度和水平位移加以把控，前者必須低于10m， 后者則需要低于100mm， 同時(shí)沉井結(jié)構(gòu)的下沉深度必須高于水平位移值， 一般高于1%左右， 這樣是為了有效保障沉井結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性[1]。

3 市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)方案

首先在進(jìn)行市政結(jié)構(gòu)頂管工程施工之前需要推進(jìn)專業(yè)施工隊(duì)伍建設(shè)， 畢竟施工作業(yè)人員自身的能力水平和綜合素質(zhì)也是影響整體工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。 要求施工隊(duì)伍按照相關(guān)規(guī)定和設(shè)計(jì)圖紙?zhí)崆伴_展頂管井設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目， 為后續(xù)頂管工程施工項(xiàng)目開展奠定良好的基礎(chǔ)。 為了提升頂管井設(shè)施建設(shè)質(zhì)量， 必須對(duì)其設(shè)計(jì)工作予以重視和關(guān)注， 并結(jié)合工程實(shí)際采取相應(yīng)措施提升頂管井設(shè)施施工工作的有效性和完整性。 其次， 設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)摒棄傳統(tǒng)、落后的工作思維， 對(duì)頂管井設(shè)施施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重要性和迫切性有個(gè)清晰的認(rèn)知， 接著堅(jiān)持到施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地質(zhì)、 水文和周邊構(gòu)筑物等情況進(jìn)行詳細(xì)考察，將整個(gè)過(guò)程都記錄下來(lái)， 結(jié)合考察結(jié)果、 施工條件和所掌握的其他資料對(duì)市政頂管工程沉井結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)， 在最大程度上發(fā)揮出工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有的作用。 總體而言， 在市政結(jié)構(gòu)頂管工程項(xiàng)目建設(shè)中較為常見(jiàn)的頂管井結(jié)構(gòu)類型分別為以下幾種。

3.1 沉井結(jié)構(gòu)

選擇使用沉井結(jié)構(gòu)時(shí)， 需要考慮到整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度需求， 在實(shí)際施工中， 由于沉井結(jié)構(gòu)比較深，為了有效保證頂管工程施工的安全性和穩(wěn)定性， 需要采取相關(guān)措施適當(dāng)降低沉井結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力影響，這就需要相關(guān)技術(shù)人員對(duì)沉井壁厚設(shè)計(jì)加以優(yōu)化，適當(dāng)減少部分壁厚， 這樣做的目的是為了給沉井結(jié)構(gòu)提供內(nèi)部支撐和防護(hù)， 其中作為設(shè)計(jì)人員還得對(duì)流沙、 水位等因素對(duì)施工作業(yè)造成的影響進(jìn)行綜合考量， 并制定切實(shí)可行的緊急預(yù)案， 以此防范突發(fā)問(wèn)題。

3.2 地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)

選擇采用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)開展頂管施工工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)沉井形態(tài)呈平面結(jié)構(gòu)， 整體占地面積會(huì)小一點(diǎn)，這樣可以降低發(fā)生滲漏問(wèn)題的可能性。 但是這種類型的沉井結(jié)構(gòu)也存在著一定的缺點(diǎn)， 如地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的剛性太差， 在實(shí)際施工中極有可能會(huì)發(fā)生變形等現(xiàn)象。 因此為了提升地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和牢固性， 必須對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)防護(hù)， 一般這種類型的結(jié)構(gòu)多半應(yīng)用于深度較大的市政結(jié)構(gòu)頂管工程施工中。

3.3 排樁結(jié)構(gòu)

在對(duì)頂管井進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)， 需要考慮到施工深度大等問(wèn)題， 為了能夠在真實(shí)發(fā)生這些問(wèn)題時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救， 必須對(duì)排樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予重視。 同時(shí)在開展排樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中， 根據(jù)實(shí)地勘測(cè)數(shù)據(jù)和工程實(shí)際情況制定止水設(shè)施設(shè)置方案， 這樣是為了防止地下水對(duì)頂管井工程施工作業(yè)造成影響，從而有助于推進(jìn)頂管井工程施工進(jìn)度， 以及保證其施工質(zhì)量[2]。

3.4 鋼板樁結(jié)構(gòu)

根據(jù)相關(guān)調(diào)查和實(shí)踐情況可知， 鋼板樁結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)分別為: 操作便捷、 成本較低和強(qiáng)度高，所以在市政結(jié)構(gòu)頂管工程施工中有著廣泛的應(yīng)用。但是在對(duì)這類結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)地下水位等因素的影響進(jìn)行綜合考量， 使用專業(yè)機(jī)械設(shè)備和工具將鋼板打進(jìn)不透水層， 為工程施工質(zhì)量提供有力保障。 同時(shí)， 為了防止地下水位對(duì)工程施工造成嚴(yán)重的阻礙影響， 根據(jù)工程實(shí)際和遵循因地制宜的原則精心設(shè)置止水設(shè)施， 以此降低地下水位對(duì)實(shí)際施工質(zhì)量帶來(lái)的不利影響。

4 市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

4.1 加強(qiáng)參數(shù)控制

在對(duì)市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)， 必須對(duì)其參數(shù)進(jìn)行精心規(guī)劃和核實(shí)。 作為相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)不斷增強(qiáng)自身的責(zé)任意識(shí)， 嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)定和程序?qū)Τ辆┕ず拖鲁吝@兩個(gè)步驟加大分析力度。 在對(duì)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行控制的過(guò)程中， 必須將完成施工作業(yè)后的尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸之間存在的偏差控制在合理范圍內(nèi)， 一般要低于20mm， 而沉井經(jīng)閉厚度的偏差則不能超過(guò)8mm，其設(shè)計(jì)防護(hù)層與實(shí)際施工順利建立的防護(hù)層之間的偏差低于5mm。 著重分析市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)控制工作的重難點(diǎn)部分， 如沉井位置，其結(jié)構(gòu)位移量與下沉深度之間的比例應(yīng)控制在1%之內(nèi)， 刃腳踏面設(shè)計(jì)標(biāo)高和相關(guān)規(guī)范標(biāo)高之間的偏差要低于5mm。 在沒(méi)有特殊狀況的情況下， 市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)必須與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符。

4.2 嚴(yán)格遵循因地制宜的原則

地質(zhì)、 水文等是影響市政結(jié)構(gòu)頂管工程施工質(zhì)量的重要因素， 畢竟我國(guó)地區(qū)分布較廣， 不同地區(qū)的施工環(huán)境、 地下結(jié)構(gòu)和地下水位等方面存在著較大的差異，， 若是頂管施工工作所處環(huán)境比較復(fù)雜惡劣， 相關(guān)工作人員不僅需要對(duì)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)管控， 還得根據(jù)所掌握的勘測(cè)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)圖紙等資料對(duì)各項(xiàng)影響因素進(jìn)行綜合考量。例如， 若是城市市內(nèi)區(qū)域開展頂管施工工作， 在對(duì)沉井結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就要對(duì)地下管道敷設(shè)路線和分布狀況加強(qiáng)檢測(cè)， 尤其要格外注意地下供暖、 供氣和供水等管道， 畢竟市區(qū)地下管線分布較為密集且復(fù)雜， 為了避免對(duì)地下管道的正常運(yùn)行造成影響，必須對(duì)沉井結(jié)構(gòu)制作和下沉參數(shù)控制力度加強(qiáng)把控，以及將建設(shè)偏差切實(shí)控制在合理范圍內(nèi)， 確保頂管工程施工的精準(zhǔn)度和可靠性， 進(jìn)而有效提升頂管施工工作整體水平。 若是工程所在區(qū)域頻繁降雨， 為了保障沉井施工的安全進(jìn)行， 要從設(shè)計(jì)的角度上對(duì)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析和研究， 并對(duì)實(shí)際施工中可能會(huì)出現(xiàn)的土體形變等問(wèn)題加以考慮， 嚴(yán)格遵循因地制宜的基本原則， 以及結(jié)合現(xiàn)有基礎(chǔ)制定完善的安全防護(hù)措施[3]。

5 市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)

5.1 做好第一手資料收集工作

要想保證市政結(jié)構(gòu)頂管工程沉井結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量，必須對(duì)實(shí)際施工建設(shè)所涉及到的各環(huán)節(jié)加大管理力度， 尤其需要將前期信息收集工作落實(shí)到位， 為頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)可靠的數(shù)據(jù)支持。 引進(jìn)現(xiàn)代信息化管理手段， 建立數(shù)據(jù)庫(kù)， 將大量的原始數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中并加以儲(chǔ)存， 這樣能為沉井力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等活動(dòng)提供精準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)參考和數(shù)據(jù)支持， 從而有助于促進(jìn)沉井力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的有序開展。 在頂管施工工作進(jìn)行時(shí)， 應(yīng)對(duì)施工全過(guò)程中每一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)收集和整合，利用相關(guān)軟件對(duì)其進(jìn)行分析和處理， 在確保各相關(guān)數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性和真實(shí)性的前提下， 為施工技術(shù)方案的制定和施工設(shè)計(jì)決策提供有力支持， 還能提升施工技術(shù)方案評(píng)估工作水平和效率， 以及合理調(diào)整細(xì)微的不足之處， 確保施工技術(shù)方案的科學(xué)性和可行性， 進(jìn)而有助于保證頂管工程沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量[4]。

5.2 提升力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性

為了保證頂管井工程的安全性， 相關(guān)工作人員要結(jié)合工程實(shí)際和各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息對(duì)沉井施工的力學(xué)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合考量， 以及對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)分析和判斷， 力學(xué)結(jié)構(gòu)內(nèi)容主要包括了: 沉井自重、 沉井下沉產(chǎn)生的摩擦力， 等等。 針對(duì)影響沉井施工質(zhì)量的各種因素加強(qiáng)調(diào)查， 并對(duì)其影響程度進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，首先需要充分考慮到頂進(jìn)力量對(duì)頂管施工造成的影響， 接著對(duì)地下水位等因素進(jìn)行重點(diǎn)分析。 通過(guò)實(shí)地勘測(cè)發(fā)現(xiàn)施工區(qū)域存在受壓不均等問(wèn)題時(shí)， 需要結(jié)合勘測(cè)數(shù)據(jù)和工程實(shí)際制定針對(duì)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)方案， 并對(duì)其可行性加強(qiáng)檢測(cè)檢驗(yàn)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述， 各類市政基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)對(duì)促進(jìn)城市發(fā)展、 維護(hù)社會(huì)和諧穩(wěn)定和滿足人們多元化需求有著積極的意義。 而沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是市政工程頂管工程建設(shè)中的核心部分， 只有切實(shí)保障設(shè)計(jì)的合理性和可行性， 才能更好地促進(jìn)頂管施工的有序進(jìn)行， 以及確保其質(zhì)量與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符， 因此必須結(jié)合工程實(shí)際和各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息制定完善的沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。