沉管式檢查井施工工法

《沉管式檢查井施工工法》是鄭州市市政工程總公司、鄭州市第一建築工程集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是吳紀東、羅付軍、王明遠、郭偉、雷霆。該工法適用於城市地下管線非開挖工程後設檢查井的施工；城市排水管道改造工程中檢查井的施工；市政排水管道開槽作業時的預製檢查井結構。

《沉管式檢查井施工工法》主要的工法特點是：藉助於沉井施工工藝，操作者在管材內作業，保障了施工安全。通過沉管式施工，減少了開挖面積，降低了施工成本，提高了施工速度。

2011年9月30日，《沉管式檢查井施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：沉管式檢查井施工工法
• 工法編號：GJEJGF150-2010
• 完成單位：鄭州市市政工程總公司、鄭州市第一建築工程集團有限公司
• 主要完成人：吳紀東、羅付軍、王明遠、郭偉、雷霆
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

非開挖施工技術在當今地下管線施工中得到越來越廣泛的套用，管道一次連續頂進的距離也越來越長（遠大於檢查井最大間距），在城市環境下採用傳統的開挖法進行頂管施工後的檢查井增設施工，對周圍環境及人們的生活存在較多的不利影響，主要是長時間大範圍占地影響交通以及因此而帶來的一些安全問題，同時，對於城市排水管道的改、擴建施工中的檢查井施工亦存在同樣問題。針對傳統檢查井施工方法在在21世紀社會環境下暴露出的弊端及同長距離頂管工藝相駁的狀況，鄭州市市政工程總公司和鄭州市第一建築工程集團有限公司相關技術人員在充分研究檢查井結構及施工方法的基礎上，研發出了通過利用市政排水管材，借鑑沉井施工工藝和特殊的井基礎處理方法而完成的新型市政排水管檢查井結構及《沉管式檢查井施工工法》。該工法先後套用於鄭州市內數個排水工程檢查井及機械頂管段後設檢查井的施工，施工速度快，質量容易保證，環境及交通影響小，安全可靠。

工法特點

《沉管式檢查井施工工法》的工法特點是：

一、改變檢查井的結構和施工方法，完善了預製檢查井接口處的防水和流槽施工不順暢問題，形成系列標準化產品，便於檢查井工廠化生產。

二、解決了長距離機械頂管施工和管道養護對檢查井設定間距要求之間的矛盾，促進了機械頂管技術在排水工程中的廣泛套用。

三、藉助於沉井施工工藝，操作者在管材內作業，保障了施工安全。

四、通過沉管式施工，減少了開挖面積，降低了施工成本，提高了施工速度。

五、該檢查井的使用延長了檢查井的使用壽命，減少了維修費用，相應減少了地下管線工程的維修費用。

六、徹底解決了開槽施工檢查井時通常所具有的井周回填土不密實的質量隱患，避免了城鎮道路在井周處產生不均勻沉降。

七、有利於取代黏土磚，保護環境。

操作原理

適用範圍

《沉管式檢查井施工工法》適用範圍如下：

一、該工法採用“乾法”作業施工，即無地下水或地下水已疏乾的工作環境。

二、適用於城市地下管線非開挖工程後設檢查井的施工。

三、適用於城市排水管道改造工程中檢查井的施工。

四、適用於市政排水管道開槽作業時的預製檢查井結構。

工藝原理

《沉管式檢查井施工工法》的工藝原理敘述如下：

該工法採用工廠化生產的“F”形鋼筋混凝土排水管作為檢查井主體結構（井筒），將排水管豎立安放（鋼承口端向下）在經平整處理的設計檢查井位置處，採用管道內挖土的方法使管道下沉，通過相鄰管道的密封連線進行接管，將檢查井筒沉設到預埋排水管的上方，到位後進行逆作施工完成檢查井基礎，並進行市政管道破除、鋼筋綁紮、二次澆築混凝土、井蓋板安裝等工藝最終完成的檢查井的製作（詳見下圖沉管式檢查井構造圖）。

沉管式檢查井構造圖

施工工藝

工藝流程

《沉管式檢查井施工工法》的工工藝流程見下圖。

施工工藝流程圖

操作要點

《沉管式檢查井施工工法》的操作要點如下：

一、測量定位：根據已經施工完畢的排水管道，將軸線和標高引測至地面，測出管井所在位置，放出十字線，井周加設沉管下沉控制樁。將總體控制網點統一編號，繪製在總平面圖上，標明坐標、高程，平面軸線位置控制偏差在15毫米以內。

二、檢查井管安放：依據前述檢查井測量位置，垂直安放檢驗合格的管材，“F”口朝下作為管井下沉的刃腳，加快管井的下沉速度。吊放管道時，應進行試吊，確保管道吊起後不發生傾斜，安放管道時動作要輕緩，禁止和地基以及上一節管道口發生強烈碰撞。

三、檢查井管下沉：

1.採用排水下沉法。

2.根據土質情況及沉管下沉階段計算下沉係數與穩定係數，以控制下沉速度確保沉管安全。

3.沉管挖土採用人工管內挖土下沉，挖土時掌握挖土速度和方位基本相對應原則，防止沉井在下沉過程中發生傾斜。管內挖土應從管中心開始向四周均勻進行，初次挖土深度不宜大於150毫米，不可直接開挖管內壁正下方土方，禁止直接掏挖管端下方土壤，管道下沉超過半管後，一次挖土深度可適當加大，但不宜超過300毫米。刃腳下部土方應邊挖邊清理。

4.沉管下沉觀測：沉管下沉開始至結束，始終架設測量儀器觀測。在沉管外壁上，用紅漆標識高度刻度線，同時在外壁上下通長彈出對稱軸線（縱向為排水管道中線）。在沉管內壁上與外壁對應位置也彈出對稱線，並在最高點預埋掛線墜裝置。沉管過程中，用水準儀觀測井外壁紅漆刻度線隨時掌握沉管高程；採用經緯儀支設在兩井點中線上或延長線點上，觀測軸向對稱線控制沉管左右位移；根據井內壁線墜和對稱軸線，檢查沉管傾斜情況。當沉管每次下沉穩定後應進行高差、刃腳標高和中心位移測量，每根管材至少測量一次，高差不得超過。

5.沉管糾偏：貫徹“以防為主，以糾為輔，勤測、慢糾、緩糾，有偏必糾，糾則適度”的方針，採取“沉多則挖少，沉少則挖多”的方法。

6.沉管助沉：該工法儘量不採用助沉。若需助沉，主要採取載入助沉，即在沉管上口安放鋼樑，在鋼樑上放置配重塊，加快沉管下沉。但特別要注意均勻對稱加重。

四、檢查井管連線：當管井第一節管材沉到位時，在管井第一節管節尾部安裝鳥型橡膠止水圈。在管端安裝木襯板後，安放第二節管材。管井接高的軸線與管井中軸線重合或平行，上下誤差不得超過20毫米，防止因荷載不均勻而引起管井偏斜。

五、通風：沉管施工中，可根據環境及檢查井深度，考慮採取通風措施，以保證井下操作人員的正常呼吸；舊市政管網採用沉管施工檢查井必須採取通風措施，防止人員傷害。通風采用鼓風機和通風管道進行，可選用定型產品，或自行組裝。自行組裝時，通風管道用鍍鋅薄鋼板製成，直徑10厘米，沿井管內側壁放置，下口離挖土面1米距離，鼓風機置於上部井口外1.5米處。

六、井基掏挖：管井下沉到排水管道上平時，停止管井下沉，擬作開挖管井基礎，為防止排水管道產生附加位移，同時有效的包裹排水管道，基礎進入排水管道底部各1/3處，基礎直徑較管井外徑≥100毫米，深度達到已成排水管道外皮下方300毫米。

七、井基澆築：井基採用現澆混凝土結構，根據試驗室提供的配合比拌制混凝土，澆築混凝土到管井刃角處。為保證基礎與管道之間不產生滲水，基礎上內壁澆注至離排水管道距離50毫米處，且高度位於半管下50毫米處，在該安放止水帶，在管道與基礎之間製作迷宮密封。

八、管道破除：沉管範圍內的排水管道破除自排水管上皮開始，向下破除至管道1/2處，破除長度為與排水管接觸的沉管內徑。破除採用風鎬、鐵錘及鏨子等工具，管道鋼筋暴露後，用破壞鉗在管道頂部處將鋼筋剪斷，最後將混凝土碎渣清理乾淨。

九、鋼筋綁紮：將排水管鋼筋彎曲到管井位置作為管井基礎的構造筋，同基礎鋼筋綁紮一起，共同作為檢查井的基礎鋼筋。

十、二次澆築：待鋼筋綁紮成型，監理工程師檢驗合格後，澆築第二層混凝土，完成管井基礎的密封及排水管流槽的製作，如下圖。二次澆築的混凝土應注意同第一次澆築的管井基礎混凝土和排水管道有效的結合，防治接縫出滲漏。

沉管基礎詳圖

十一、蓋板安裝：在大於蓋板尺寸2厘米的範圍內，清理上部井口位置土方，深度低於管口上平2厘米，後在該環形凹槽內滿鋪砂漿，砂漿面高於管口2厘米。將蓋板起吊後清理板底，穩妥安放在管口上，注意調整位置，確保人孔位置準確，抹去蓋板與管口接縫處的多餘砂漿。

十二、爬梯安放：根據檢查井爬梯的安放位置，在管井井壁上放線標出爬梯位置，用衝擊鑽打孔，在孔內灌注環氧樹脂，將塑鋼爬梯插入孔內，完成爬梯安裝。

十三、鑄鐵井蓋框安放：根據井位處設計路面標高，在蓋板上適當接高后，按設計路面標高和坡度座漿安放鑄鐵井蓋框，確保井蓋開啟方向符合設計要求。

材料設備

《沉管式檢查井施工工法》所用的材料及設備明細如下：

一、材料

1、該工法採用“F”形鋼筋混凝土管，應符合下列要求：

（1）管材混凝土強度等級不得低於C40，各項指標滿足《混凝土和鋼筋混凝土排水管》GB/T 11836規範要求。

（2）管材外觀檢驗合格。重點檢查管道接口處是否平順，承、插口尺寸是否匹配，有無損壞現象，如有損壞必須修正合格後方可使用，損壞嚴重的不得使用。

（3）管體外表面應有標記，應有出廠合格證，註明管材型號、製造及出廠日期、廠質檢部門簽章。

2、該工法採用的楔形（鳥形）密封橡膠圈應滿足下列要求：

（1）橡膠圈應採用耐腐蝕的專用橡膠材料製成。密封圈使用前必須逐個檢查，不得有割裂、破損、氣泡、飛邊等缺陷。硬度、壓縮率、抗拉力、幾何尺寸等均應符合有關規範及設計規定。

（2）密封圈應有出廠檢驗質量合格的檢驗報告。產品到達現場後，應抽檢5%的密封橡膠圈的硬度、壓縮率和抗拉力，值不應小於出廠合格標準。密封圈性能、質量要求及試驗方法應按《預應力與自應力鋼筋混凝土管用橡膠密封圈》JC/T 748、《預應力與自應力鋼筋混凝土管用橡膠圈試驗方法》JC/T 749的規定執行。具體參考下表。

橡膠圈檢驗要求

項目			單位	硬度（邵爾）
				30	40	50	60
公差			邵爾	+5 -4	+5 -4	+5 -4	+5 -4
拉伸強度		天然	兆帕	14	14	13	12
		合成		9	9	9	9
拉斷伸長率			%	450	400	375	300
壓縮永久變形23±2攝氏度條件下			%	12	12	12	12
熱空氣老化 70攝氏度×168小時	硬度變化		邵爾	-5~+8	-5~+8	-5一+8	-5~+8
	拉伸強度變化		%	-20	-20	-20	-20
	拉斷深產率變化		%	-30~+10
低溫脆性-25攝氏度			試樣不斷裂
耐液體70攝氏度×7天			0~+8

3、該工法採用混凝土應滿足下列要求：

（1）混凝土強度符合設計井基要求。

（2）石子、砂、水、水泥符合相關質量要求並經試驗合格。

（3）外加劑符合相關質量標準並經試驗合格。

4、該工法採用鋼筋應滿足下列要求：

（1）鋼筋型號符合設計要求，加工尺寸符合相關規範要求

（2）鋼筋質量符合相關要求並經試驗合格。

二、機具設備

該工法需用的機具設備見下表。

機具設備表

序號	名稱	需用量		備註
		單位	數量
1	吊車	台	1	/
2	平板運輸車	台	1	/
3	發電機	台	1	/
4	鐵杴	把	若干	/
5	洋鎬	把	若干	/
6	洛陽鏟	把	若干	/
7	風鎬	台	1	/
8	空壓機	台	1	/
9	鼓風機	台	1	/
10	經緯儀	台	1	/
11	水準儀	台	1	/
12	水平尺	把	1	/
13	盒尺	個	2	/
14	線墜	個	2	/

質量控制

《沉管式檢查井施工工法》的質量控制要求如下：

一、質量標準

1、《給水排水管道工程施工及驗收規範》GB 50268。

2、《給水排水構築物施工及驗收規範》GB 50141。

3、《混凝土和鋼筋混凝土排水管》GB/T 11836。

4、《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204。

5、《混凝土強度檢驗評定標準》GBT 50107。

二、質量控制要點

1、安放第一節管道的地面要進行平整處理，用水平尺進行控制，確保水平。平面軸線位置誤差為±15毫米。

2、井管連線前必須將即將連線的管端的接觸面清理乾淨，同時將橡膠圈正確就位。

3、井基掏挖施工應一氣呵成，掏挖後馬上進行第一次混凝土澆築。井基礎掏挖誤差不大於+2厘米。

4、管道破除，臨近邊緣處用鐵錘和鏨子小心破除，以防止破除範圍過大形狀失去控制。截斷鋼筋時要從暴露鋼筋的中部截斷，以避免兩側鋼筋長短不一。

5、彎曲管道鋼筋並進行綁紮時，保護層厚度不得少於30毫米。

6、二次澆築基礎時模板架設要穩固，確保基礎形狀穩定正確，表面光滑平直。基礎尺寸誤差小於±10毫米。

7、蓋板安放後，四周要及時用土圍護覆蓋，並作明顯標誌，防止蓋板受到施工車輛的擾動而發生位置改變，人孔與井壁位置相差應小於3毫米。

8、爬梯安裝時，應根據井位處路面設計標高反算爬梯安裝位置，在安放爬梯的井壁一側利用垂線及鋼尺精確確定爬梯安裝位置，爬梯安裝誤差為±10毫米。

9、鑄鐵井蓋框安裝應在道路瀝青面層鋪設前進行，以保證道路施工順利及確保井蓋和道路高程的匹配，具體安裝時採用掛十字線的方式，以道路縱向和橫向路面高程和坡度對井蓋進行控制。井蓋高程誤差為±5毫米。

安全措施

採用《沉管式檢查井施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

一、工程實施前應由專職安全員對操作人員進行安全技術交底。

二、拌合設備、運輸設備、起重設備的操作人員必須經過培訓考核，持證上崗。拌合設備、泵送設備、運輸設備在使用前均應檢查性能是否可靠，確保設備運行安全。

三、施工現場內的一切電源、電線路的安裝與拆除，必須由專職持證電工作業，電器嚴格接地、接零和使用漏電保護開關。

四、測量定位操作時，操作人員應穿戴安全帽及反光背心，在道路上操作時，必須指派專人觀察交通，引導車輛，操作人員禁止隨意跑動。

五、管井安放時，由專業吊裝人員進行操作指揮，吊裝現場畫出警戒線，無關人員嚴禁進入。起吊前應進行試吊，確保狀態正常後，方可開始正常工作，起吊動作要均勻緩慢。管道吊放時，上一節管道內的操作人員要出管等候。

六、管井內掏土下沉時，操作人員必須佩戴安全帽，出土時，操作人員停止挖土，靠井壁一側站立，出土吊籃沿井壁另一側運行。管井較深時要用鼓風機或空壓機向管井底部輸送新鮮空氣，以防操作人員窒息。

七、井基掏挖時宜使用短把洛陽鏟，防止操作不便造成人體損傷。

八、井基礎澆築時，混凝土料的輸送和出土方式一樣，操作人員沿井壁一側站立，混凝土料由另一側用吊籃輸送下去，混凝土振搗時，操作人員必須佩戴穿戴絕緣鞋和絕緣手套以防意外漏電。

九、管道破除時，應先用風鎬將管道上部打出一個小洞，觀察水流和益處氣體的氣味情況，必要時採取進一步措施，可對原管道水流進行疏堵後抽空管道積水，並用空壓機輸送空氣保證管下空氣品質，防止操作人員窒息或中毒。彎曲截斷後的鋼筋時，要確保彎曲到位，防止意外扎傷人體。

十、二次澆築混凝土時亦須穿戴絕緣防護用具後操作振搗棒進行振搗。

十一、蓋板安裝時亦應劃定警戒範圍，井內嚴禁站人。

十二、爬梯安裝時操作人員需穿戴絕緣防護用具操作電鑽。

十三、鑄鐵井蓋框安裝時，道路往往已初具規模，該時應注意交通安全，操作人員應穿戴反光背心，用反光錐進行警示。

環保措施

《沉管式檢查井施工工法》的環保措施如下：

一、建立、健全施工期間環境管理體系和各項環境管理規章制度，如調查環境因素，制定環境管理方案和應急計畫，落實環境交底制度和檢查制度，制定獎罰措施等。

二、施工人員的生活污水要排入市政排水系統，禁止隨地亂排。

三、清理攪拌機後的渣水要進行沉澱後排放。

四、對易產生粉塵、揚塵的作業面和裝卸、運輸過程，制定操作規程和灑水降塵制度。

五、施工產生的渣土要集中堆放，必要時覆蓋防塵。

六、土方運輸選擇合格的運輸車輛，做到運輸過程不散落，車輛出場沖洗車輪，減少車輛攜土，保證施工現場及道路的清潔。

七、材料運輸車輛嚴格管理，不超載、不遺灑、不揚塵，文明駕駛，遵守交通法規。

效益分析

《沉管式檢查井施工工法》的效益分析如下：

一、採用沉管式檢查井施工延長了檢查井的使用壽命，在一定程度上增加了道路的使用年限，減少了維修費用，相應減少了地下管線工程的成本費用。

二、採用預製混凝土檢查井有利於限用和取代黏土磚，對保護耕地，減少污水泄漏、提高路面和城市地下設施的總體質量有著十分重要的意義。採用沉管式檢查井提高了市政排水工程機械化施工工藝，有效地保證了工程質量，提高了施工速度，操作者在管材內作業，保障了施工安全。能促進工程早日完工，早日投入使用，減少交通及環境影響，具有社會效益。

套用實例

《沉管式檢查井施工工法》的套用實例如下：

一、該工法情況在鄭州市鄭東新區龍子湖內環路工程中的套用情況

鄭州市鄭東新區龍子湖內環路工程（龍子湖縱貫一路至龍子湖中路，樁號為4+135~6+513.022，全長2378米）位於鄭州市鄭東新區龍子湖區，該工程於2006年5月開工，2009年9月竣工。工程採用長距離機械頂管方式進行管道敷設，為滿足污水管道養護的基本要求，工程必須在頂管後增設檢查井，因此施工過程採用了《沉管式檢查井施工工法》。套用情況表明該工藝具有施工速度快，質量容易保證，安全可靠的優點，而且能有效防止周圍地基出現下沉，是一種有發展前途和推廣價值的市政排水工程新型檢查井施工工法。

二、該工法在鄭州市校園三路工程中的套用情況

鄭州市校園三路工程位於鄭東新區龍子湖區，污水工程樁號為：0+030.5~1+239.73，該工程於2006年9月開工，2008年6月竣工。該工程施工時，為保證施工的機械化程度，加快施工進程，保證工程質量，施工中檢查井全部採用沉管式檢查井施工工藝。校園三路的工法套用情況表明，該工法能夠在保證施工質量和安全的基礎上加快施工速度，從而保證了工程順利竣工。

三、該工法在鄭州市鄭東新區漢風東路工程中的套用情況

鄭州市鄭東新區漢風東路工程位於鄭州市鄭東新區，該工程於2007年4月10日開工，2008年6月12日竣工。施工中為了加快施工速度以配合道路施工，採用《沉管式檢查井施工工法》施工檢查井。工程套用情況表明採用沉管式檢查井施工方法進行施工有效保證工程質量，加快施工進度，且保證周圍地基不下沉，安全可靠，套用效果好值得推廣。

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《沉管式檢查井施工工法》被評定為中國國家二級工法。