沉井施工技术在污水处理厂中的应用

浅析城市污水处理厂沉井施工技术【摘要】沉井是建造地下工程构造物和深埋基础施工的一种施工技术，目前在城市污水处理厂的建设中得到广泛的应用。

本文结合南庄污水处理厂实例，围绕沉井施工方案、工艺流程、受力计算等方面探讨了沉井施工技术，并归纳了沉井下沉过程中应当注意的问题，以供类似研究参考。

【关键词】工艺流程图；施工方案；沉井技术；受力计算随着社会经济建设的快速发展，城市建设规模不断扩大，污水处理厂作为城市基础设施建设的一部分，担负着净化污水的任务，对改善城市水环境、提高城市居民的生活质量具有重要作用。

沉井作为建造地下工程构造物和深埋基础施工的一种方法，是一项实践性较强的施工技术，具有施工安全、质量可靠、操作方便、施工工期短和经济效果显著等优点。

在城市污水工程项目的建设过程中，沉井施工技术贯穿于工程建设的全过程，特别是污水管道和进水泵房的建设，对完善污水处理厂的使用功能具有重要意义。

1.工程概况南庄污水处理厂首期工程，进水泵房采用钢筋混凝土沉井结构，建筑平面尺寸为15.9mX13.3m，高度15.98m，沉井刃脚标高-12.7m，下沉深度约14.6m，井壁厚度0.90m。

2.施工方案2.1 开挖基坑，降低初沉标高，减少下沉深度根据沉井部分的地质状况，为保证沉井初沉阶段的均衡下沉，将沉井预制及初沉标高设为0.1m，这样可创造两个有利条件：（1）将预制及初沉平台设在未挠动粘土层上，土层均匀，承载力大，利于沉井预制及初沉平稳；（2）基坑开挖，缩短了下沉深度。

第一节沉井下沉至设计标高后，其上沿高出基坑底30cm，以利于接打第二节混凝土及防止基坑内积水溢人沉井中。

2.2 降水固砂，确保安全顺利下沉由于沉井下沉过程中穿越一层粉质粘土及一层粗砂，这两种地层透水性好，井内土体开挖后，地层在渗流水的作用下易形成流砂及管涌，受振动后易液化。

这些现象的发生，极易造成沉井下沉过程中的偏沉、游走及突沉，对沉井的下沉安全构成威胁。

因此，必须消除地层渗水。

沉井结构在小型全地下式污水厂施工中的应用摘要：沉井工艺是目前地下式污水处理厂工程设计过程中广泛被采用的一种施工工艺。

本文就地下式污水处理厂的特点、沉井结构的构造、沉井结构容易出现的问题等方面分析了沉井结构在小型全地下式污水厂施工中的应用情况。

关键词：沉井结构；小型全地下式污水厂；施工；应用前言从现在的行业发展情况来看，城市污水处理厂的设施投资与其实际的工程占地面积成反比。

工程的决策者在进行污水厂设计之初便要在这两者之间找到一个平衡点。

通常来说，在土地资源较为宽裕的地区，工程建设者往往更倾向于采用工程占地面积较大但设施投资较小的建设方案；而在土地资源相对匮乏的区域，工程建设者则更倾向于工程占地面积较小但设施投资更大的建设方案。

随着当下城市的发展建设，我国城市区域内可用土地面积基本处于整体减少的状态。

受到这类社会背景的影响，当下的工程建设者更倾向于采用一种更为清洁的污水厂建设模式——地下式污水厂。

在地下式污水厂的建设过程当中，沉井工艺的使用十分重要。

在一定程度上，沉井工艺的使用将影响到污水厂的安全性、功能性和清洁性等方面。

1.全地下式污水处理厂的特点从地下式污水处理厂的概念来看，地下式污水处理厂指的是各处理建筑物和辅助建筑物等都设置在位于地下的一个车间内的这一类污水处理厂。

从污水处理车间的布置形式来看，地下式污水处理厂还可细分为两大类。

这两类分别是全地下式污水处理厂和半地下式污水处理厂。

前者的污水处理车间全部布置在地下，而后者的污水处理车间和厂房则只是部分布置在地下。

与一般的污水处理厂相比比，地下污水厂往往在对用地、出水水质和环境清洁性要求较高的情况下才使用。

除了用地节约、出水水质良好和工程清洁性较好这三个优点之外，良好的密闭性、相对稳定的温度环境和工程安全性都是地下式污水处理厂相较于普通污水处理厂的优点所在。

本文主要讲述的是全地下式污水处理厂中沉井工艺的使用。

就全地下式污水处理厂和半地下式污水处理厂这两者而言，全地下式污水处理厂的优势在于土地利用率较高和对周围环境影响较小等方面；而劣势就体现在其工程建设量较大、运行成本较高、维修环境较差和工作环境不通风等几个方面。

分析沉井工艺在污水泵站工程中的应用摘要：笔者介绍沉井结构设计制作过程和下沉过程中纠偏控制，总结沉井施工技术方法，作为一个典型软弱地基条件下污水泵站沉井工程，对沿海地区同类型工程施工具有一定的参考和借鉴意义。

关键词：沉井工艺；深基础；沉井下沉；工作经验沉井工艺，是由古老的挖井作业发展而来的技术，目前这一古老的作业方法还在深基础施工中广泛应用，已成为一种非常重要的施工方法。

在某些工程中，沉井工艺是其它方法所无法替代的。

1 概述地质勘探报告提供的资料见表 1。

2）构筑物各部位详细情况见表 2。

表 2 构筑物各部位情况 m主体结构平面布置图见图 1。

图 1 主体结构平面布置图由表 1，表 2可基本了解本工程的概况，也可知泵房部分的施工为本工程的重点及难点所在。

2 方案选取对此拟定的施工方案有：1）深井降水，大开挖作业。

2）帷幕桩围护深井基坑，然后开挖。

3）泵房下部采用沉井施工，其他部分大开挖作业。

方案一是业主所定方案也是最理想的施工方法，但降水效果是否理想决定着该方法能否行得通；方案二是近年来深基坑作业常用的施工方法，效果一般较好，但针对本工程来说，由于场地狭小，帷幕施工后，挖机无法下到坑内作业，运输道路无处修筑，因此，帷幕桩方案基本上不可行。

方案三的沉井方案对于深基础施工有着成熟的经验可选择使用。

经方案讨论，决定先选用方案一，降水大开挖作业，遇到情况后研究处理。

3 泵房主体沉井施工由于场地土质为黄土状亚黏土，较难降水，因井孔坍塌，移位后也遇片石层无法成孔，只得在井①、②、④位置处沉井 3眼，成井后经一周时间降水，然后试着开挖，发现水位降低了，但土体仍呈软塑状，经挖机履带碾压土体立刻呈流塑状淤泥，根本无法采用机械开挖。

鉴于以上施工实际情况，提出了先满面开挖至标高 801. 5处，这样做的主要目的是预先将妨碍沉井下沉的人工构筑物拆除清运，为沉井顺利下沉做好前提工作，然后采用沉井方法施工泵房的下部结构，待沉井稳定，达到规范要求的各项指标后，继续施工泵房主体沉陷量，满足规范规定后，施工邻近的其他构筑物。

2.2预制方式原设计沉井为三节，表层填土挖除后，地面标高正好为第二节沉井顶面标高，因此第三节沉井不再视作沉井结构，而待两节沉井下沉到位封底后再接打。

为减少第一次浇注混凝土的重量，避免下沉过大及不均匀沉降造成混凝土开裂，将第一节混凝土浇注分两次完成，先浇注刃脚(高1.0m)，待混凝土强度达到设计强度70%以上时再浇注剩余部分，并依次施工第二节。

两节沉井混凝土全部完成后，一次下沉就位。

2.3刃脚底模及支撑墙底模按初步设计，刃脚下打两排粉喷桩加固软土层。

原地面为淤泥质亚粘土，容许承载力80kPa，粉喷桩桩顶水泥量10%，水泥土7d无侧限抗压强度可达600kPa，28d抗压强度可达800～1000kPa。

沉井混凝土总量为444m3，按容量2.5t/m3计，总重为3610t。

沉井刃脚底面积为44.88m2。

因而，单以刃脚底面作支撑面时，承受荷载为804kPa。

按以上计算，并考虑粉喷桩施工的误差，则沉井刃脚置于粉喷桩顶，承载力尚不能完全满足要求，而在沉井的预制过程中，刃脚侧面尚未承载，因此在支撑墙底增加支撑底模，以分担部分沉井的重量。

3 沉井下沉3.1准备工作沉井必须在混凝土强度达到设计强度后才能开始下沉，下沉前作好以下准备工作：①井壁外画观测标志，在沉井四角设水准观测点，观测下沉量及平衡情况；在中轴线处设垂直线，观测沉井位移及平衡。

②拆除模块。

③挖除表层灰土支撑墙底模拆除后，沉井稍有下沉，但刃脚侧面随即承力，沉井止沉。

3.2下沉系数计算下沉系数公式：K＝Q/(f·h·L)＞1(1)式中Q——沉井自重重力f——摩擦系数，软土取9.8～11.76kN/m2h——最大下沉深度L——沉井外壁周长摩擦系数取软土的最大值，一般结构沉井自重力下沉系数尚可达到3.0，何况淤泥之中，绝无滞沉问题。

存在的问题是下沉深度达到要求时仍会下沉不止，故必须采取控制措施。

3.3粉喷桩连续墙控制下沉的机理①导向和防止突沉、涌土根据初步设计构想，在井壁密度范围内、刃脚之下，预打两排粉喷桩加固地层是防止沉井突沉、沉降速度过快和涌土的综合性措施，其作用原理如下：其一，粉喷桩形成了水泥土地的连续墙，对于沉井来说是一个封闭夹在淤泥之中的承载墙体，整个沉井的下沉过程也就是这一承载墙的挖除过程，这样沉井的下沉速度和平稳程度完全可以由人工挖除粉喷桩的方法来控制。

实例分析污水处理厂沉井施工技术1工程概况沈阳市马三家污水处理厂一期工程位于于洪区马三家街道静安村，总规划面积96161m2。

污水处理厂建设总规模85000m3/d。

本次实施为一期工程，建设规模20000m3/d。

包括粗格栅及进水泵房、细格栅井及沉砂池、生化池、二沉池及配水井、高密度沉淀池、消毒池及出水计量槽等，其中进水泵房采用钢筋砼沉井结构。

2沉井方案的确定施工时采用不排水下沉，井壁分三段①、②、③浇筑，①、②段浇筑完成后一次下沉，然后进行③段浇筑。

内隔墙后浇，沉井采用水下封底。

各段井壁标高如下①17.85m～25.35m；井壁②25.35m～32.35m；井壁③32.35m～33.45m。

在沉降刃脚下每隔0.6m设置1.5*0.2*0.2承垫木，共计75根。

承垫木下设1.3m深，2.8m宽砂垫层。

施工重点：保证沉井的预制、下沉、水下封底及井内结构施工安全和功能标准，混凝土配合比满结构条件和设计要求。

3沉井技术原理沉井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。

在污水处理工程中，顶管施工利用沉井形成工作井，而在泵站施工中利用沉井形成永久建筑物的一部分。

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。

4沉井施工技术4.1施工工艺流程4.2测量放线垫层施工前，根据设计图纸座标及甲方提供的基准点测量定位，同时在沉井周围，且在施工影响范围之外布置座标控制点和临时水准点，建立的控制点精度为±1mm，并填写测量复核单，由甲方和监理认可，施工过程中控制点加以保护，并定期检查和复测。

沉井在污水干管工程作用简析目前，沉井技术被广泛应用到桥梁工程、水收集构筑物、污水泵站、地下工业厂房、大型设备基础、地下仓库、船坞坞首、矿井、地下车道与车站等等涉及大型围壁及深埋基础的构筑物中。

1 沉井基础1.1定义。

沉井基础是以沉井法为施工方式的一种地下结构物和深基础。

世界上规模最大的桥梁沉井基础是日本的明石海峡大桥，它采用了主塔的钢壳沉井，下沉超过60米。

1.2沉井基础的分类。

沉井基础的分类有许多种，可以按沉井形状、建筑材料来划分。

1.3沉井基础的优缺点沉井技术被广泛应用，说明它在施工中有许多亮点。

比如说它的埋置深度可以自由调节，当需要埋置深度大且整体性强的沉井基础时，完全可以设计出符合工程要求的沉井。

而且沉井基础的稳定性较强，有着较大的承载面积，所以沉井能够承受较大的垂直荷载和水平荷载。

2 宁波港北仑港区污水干管工程中的沉井施工2.1施工概况宁波港北仑港区污水干管工程是沿工程前期所拟建的西起北仑港污水处理厂，东至宁波港开发有限公司迎宾路，全长约5000米。

其中在东环大道的K850+K0以及K6+110的两个路段均拟定采用顶管施工的设计，其中K850+K0段的段管底标高-3835米，管径φ为900mm，K6+110段的段管底标高为800米，管径φ为1450mm，该工程的接收井和工作井都将采用沉井基础技术。

2.2场地水文地质条件该地区水文地质条件并不复杂，与所设置的管线关系较为密切的地下水主要来自地下浅层的孔隙水，这些水藏于淤泥质土和平层淤泥质粉质涂层之间，总体渗透性差且水量贫乏，水位埋深在0.3-0.5m之间，地下水对混凝土没有腐蚀性，可以安全施工。

2.3工程技术方案宁波港北仑港区的污水干管工程采用顶管法进行施工，这是考虑到此工程中的接收井与工作井都属于小型基坑。

在此管线场地有许多河流、公路和建筑物等等，所以必须保证上部建筑物结构不受影响。

根据工程实践经验和当地情况，选择采用钢筋混凝土沉井的方式，既保证了技术性也更加符合工程现状。

污水管网顶管工作井沉井法施工技术污水管网顶管工作井沉井法施工技术污水处理是现代城市建设中至关重要的一环，而污水管网的建设则是确保污水处理系统正常运行的关键。

在污水管网建设中，顶管工作井沉井法施工技术是一种常用的施工方法。

本文将详细介绍这种施工技术及其应用。

顶管工作井沉井法施工技术是一种通过钻孔、钢套管和冲孔等操作，在地下建造井室，并与地表相连的方法。

它在传统的开挖式施工方法的基础上进行了改进和创新，减少了对地表的破坏和对交通的影响，同时提高了施工效率和质量。

该施工技术的操作步骤如下：1. 地面准备工作：确定井室位置，清除地表障碍物。

根据设计要求，选择符合要求的土方开挖机械和起重机械，确保施工现场的安全。

2. 钻孔：选择适当的地点开始钻孔，使其与设计所要求的井室位置相吻合。

在钻孔过程中，根据构筑物的深度和直径选择相应的钻孔设备。

3. 钢套管安装：在钻孔完成后，将钻孔孔口清理干净，安装钢套管以保持钻孔的稳定性。

钢套管的选用可根据设计要求及地质情况确定。

4. 地下井室施工：通过冲孔等操作将地下井室施工完毕。

冲孔操作可以通过旋推冲孔机来实现，提高施工效率和质量。

5. 沉井：沉井是将地下井室下沉到预定位置的过程，可通过液压顶升机、吊车等设备来完成。

在沉井过程中，要注意控制沉井速度，以保证井室的安全性。

6. 井室封堵：沉井完成后，对井室进行检查和修整，确保其结构完整。

然后，在井室周围填充注浆材料，以加强井室的密封性和稳定性。

通过顶管工作井沉井法施工技术，可以在减少对地表破坏的同时，提高施工效率和质量。

这种施工方法适用于地下管道建设，特别是在城市繁忙区域，其优点显而易见。

首先，顶管工作井沉井法施工技术可以最大限度地减少对地表的破坏。

传统的开挖式施工方法通常需要大面积地面开挖，给交通和周边环境带来不便。

而顶管工作井沉井法施工技术只需要较小的施工面积，大大减少了对环境和交通的影响。

其次，这种施工方法提高了施工效率。

沉井技术在给水排水场站施工中的应用王峰摘要：随着城市的不断发展，陈旧的给排水系统无法满足城市的需求，因此常需要进行给排水系统改造，设置许多深埋集水井以及地下水池等。

传统的集水井以及地下水池主要采用护臂开挖或大开挖等施工方式，普通地段此种施工方式并无不妥，但在碰到软土、流沙以及现场狭窄等情况时，在施工过程中会碰到众多困难。

而在这种情况下采用沉井技术施工能够有效避免上述困难。

笔者结合自身多年实践经验简要介绍了沉井技术的施工要点及主要施工方案，谨供同行参考。

关键词：沉井技术，给排水场站，工程施工沉井多采用钢筋混凝土结构，其横断面以圆形和矩形为主。

井筒制备在具有一定承载力的地基上，接着在井内挖土，随着支撑沉井的土逐渐被挖空，沉井依靠自身重力克服外壁与土之间的摩擦力，缓慢下沉，至设计标高后，浇封底混凝土，将沉井位置固定，再进行沉井内的其它工序施工。

下面简要介绍沉井技术的施工要点及主要施工方案。

1 沉井技术的施工要点1.1 沉井的结构设计是沉井施工成功的关键。

沉井在下沉时，土壤对沉井壁会产生侧压力，其随着深度的增加会逐渐增大。

因此在进行井筒结构设计时必须综合考虑地下土层情况，选择合适的结构加固、井壁厚度和配筋，使沉井能有足够重力克服井壁与土层的摩擦力及地层对刃脚的反推力顺利下沉，且不会因侧向力过大而被破坏。

若在设计时井壁厚度较薄，沉井重量较轻，在实际施工中常需要附加荷载增加其重量，这会对施工带来极大的不便。

此外在井筒下沉过程中，刃脚需要切入土层会受到极大的侧压力，因此有必要对刃脚采用型钢加固。

1.2 需根据技术经济条件确定适合的沉井基坑深度。

在基坑内制备沉井能有效减少下沉时井内取土量，也能减少浇灌高度，更加便于垂直运输。

此外，为防止沉井制作过程发生沉降，基坑底需具备较高的承载能力，抑或是对地基处理。

最后沉井应在井筒混凝土强度超过设计强度量的70%时开始下沉。

1.3 由于取土操作没法做到完全对称，刃脚下的土质不均匀以及井壁周围土层压力不均衡等众多因素，井筒在下沉过程中可能会发生位移、倾斜或扭转等情况，对此应加强观测频率，及时发现问题采取积极措施纠正。