沉井在長沙市第一水廠提質(zhì)改造工程

【摘要】本文在簡介沉井設(shè)計(jì)的相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合長沙市第一水廠提質(zhì)改造工程的特點(diǎn)，對(duì)污泥濃縮池進(jìn)行全面闡述和設(shè)計(jì)分析，探討沉井設(shè)計(jì)在市政項(xiàng)目的應(yīng)用，提出沉井施工時(shí)應(yīng)注意的問題和技術(shù)要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】沉井;市政工程;設(shè)計(jì);施工

1、工程概況

長沙市第一水廠位于河?xùn)|沿江大道與南湖路交界處，緊鄰湘江而建。長沙市一水廠是長沙市最早的水廠，早在1951年10月既建成投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)規(guī)模為1.5×104m3/d，后經(jīng)多次改造擴(kuò)建，特別是2001年的長沙供水有限公司第一制水分公司改造擴(kuò)建工程的實(shí)施，使得一水廠成為了一座設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)20.0×104m3/d現(xiàn)代化水廠。一水廠以湘江水為水源，采用常規(guī)水處理工藝，總設(shè)計(jì)規(guī)模20.0×104m3/d，占地合29.71畝，主要供應(yīng)城市中心商業(yè)區(qū)用水。

本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理使用年限為50年。建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。抗震設(shè)防參數(shù)：本工程抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，場地設(shè)計(jì)特征周期為0.35s，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震設(shè)防類別為乙類，抗震措施按7度設(shè)計(jì)。框架抗震等級(jí)為三級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)為四級(jí)。構(gòu)筑物場地類別為II類。

2、結(jié)構(gòu)體系

由于濃縮池二泵房東臨湘江中路，南側(cè)避開二泵房出廠水管道，用地已經(jīng)十分狹窄，無開挖施工的空間，故采用沉井設(shè)計(jì)。

濃縮池內(nèi)凈空為17x17m，沉井高度11.01m。具體尺寸及地質(zhì)情況詳圖1。

圖1 豎向剖面圖

3、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本工程的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。根據(jù)地勘報(bào)告可知，以○4粉質(zhì)黏土層作為持力層，其地基承載力特征值fak=220Pa。

4、沉井設(shè)計(jì)

由于污泥濃縮池尺寸較大，采用內(nèi)框架的井壁結(jié)構(gòu)，暗柱及內(nèi)支撐只在下沉階段起作用，在使用階段內(nèi)支撐拆除，暗柱不再起作用，如圖2所示。

圖2 標(biāo)高32.90m平面布置圖

本工程使用階段抗浮設(shè)計(jì)水位為設(shè)計(jì)地面以下1.0m（39.7m），施工階段抗浮設(shè)計(jì)水位為設(shè)計(jì)地面以下4.0m（36.7m）。

沉井按排水自重下沉設(shè)計(jì)，井壁分三節(jié)澆筑混凝土，分二節(jié)下沉。沉井下沉到位后，先進(jìn)行素混凝土封底，然后排干池體內(nèi)的水，澆筑底板和池體內(nèi)部渠道;再施工38.80米標(biāo)高以上的池墻及頂板，最后拆除標(biāo)高32.90米梁。

沉井井壁的內(nèi)力及配筋計(jì)算：分施工階段及使用階段。施工階段：分沉井下沉階段（封底之前）和封底之后兩種。沉井下沉階段：按水平閉合框架計(jì)算，確定池墻的水平內(nèi)力，配筋可按強(qiáng)度控制;沉井封底后、未澆筑底板之前：按兩邊固定、下端鉸接、上端自由計(jì)算，確定此時(shí)池墻的豎向及水平內(nèi)力，配筋應(yīng)按裂縫控制。使用階段：分正常運(yùn)行和放空檢修兩種。沉井井壁的配筋應(yīng)綜合施工階段及使用階段的最不利情況進(jìn)行最后的配筋。

5、施工常見問題

沉井施工前必須進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)（含下沉及下沉穩(wěn)定系數(shù)的計(jì)算），及確定排水下沉的施工方案和技術(shù)保證措施。

沉井下沉前，刃腳須打毛;沉井施工中如遇到偏斜、突沉或沉不下去等情況時(shí)應(yīng)做好各項(xiàng)處理措施，在施工過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

沉井封底后，采用C20素混凝土封底，待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后抽空水，再澆筑鋼筋混凝土底板，此時(shí)需考慮一定的施工排水措施，如在底板中預(yù)埋濾鼓及鋼制短管等，以確保底板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求前不受損傷，然后進(jìn)行上部施工。

沉井施工時(shí)注意人員安全，要求有應(yīng)急措施。

結(jié)論：

在市政工程中，沉井運(yùn)用廣泛，其技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但在施工過程中出現(xiàn)問題的情況時(shí)有發(fā)生。在沉井設(shè)計(jì)施工中，應(yīng)考慮各種不利的情況，嚴(yán)格按照國家規(guī)范設(shè)計(jì)，精心組織施工。隨著新的施工技術(shù)的出現(xiàn)，沉井的運(yùn)用將更加廣泛。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國工程建設(shè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn).CECS137：2015

給水排水工程鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2015.

[2]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（2016年版）GB50011-2010 [S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

作者簡介：

朱勇杰，男，工程師，碩士，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。