一、概述 
　　本課題《防止下水道窨井沉降技術(shù)推廣應(yīng)用》，是上海市科委《九五道路攻關(guān)課題》的子課題之一。本課題的研究目的為深化分析窨井沉降機(jī)理，與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，提出可操作性的辦法，減少窨井沉降，推廣應(yīng)用。 


　　二、窨井沉降機(jī)理及課題技術(shù)路線 
　　1. 窨井沉降的機(jī)理 
　　現(xiàn)行的各種口徑下水道磚砌窨井收口均采用鋼筋混凝土方形蓋板，它與四周的路面結(jié)構(gòu)剛度不一致。此外，窨井周圍的回填土與鑄鐵蓋座四周的道路面層材料難以壓實(shí)，造成路面竣工通車后，沿蓋板四周及四角出現(xiàn)方形和放射性裂紋。而且鑄鐵蓋座的四周由于有肋的存在，把面層分隔成若干小塊，運(yùn)營后出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象。每逢下雨，雨水通過裂紋滲入路面結(jié)構(gòu)層中，在車輛反復(fù)水平作用和震動(dòng)沖擊下促使路面面層開裂、剝落。同時(shí)由于附加應(yīng)力的增加，造成鑄鐵蓋座下強(qiáng)度較低的襯墊材料被壓碎和無固定措施的鑄鐵蓋座向車行方向滑移。由于窨井處路面的高低不平，加上車輛的反復(fù)沖擊作用最終促成窨井的沉降。 
　　2.課題技術(shù)路線 
　　根據(jù)窨井沉降機(jī)理的分析結(jié)果，課題組從以下三個(gè)方面考慮解決方案： 
　　2.1溝槽回填 
　　上海地區(qū)開槽埋管深度一般在8米范圍內(nèi)，土質(zhì)主要由較軟的粘土、粉質(zhì)粘土和粘質(zhì)粉土組成。其特征是含水量高(50-60％)，壓縮模量低(1.8-2.4MPa)，滲透性很差。以往道路下水道開槽埋管后，溝糟回填采用粗砂管道塢膀，其上采用素土回填，由于含水量高，難以壓實(shí)到要求的密實(shí)度，從而為日后土路基沉降帶來隱患。同時(shí)，由于回填材料引起的土路基沉陷也帶動(dòng)了窨井的下沉。由此，改善溝槽回填材料，加大窨井周邊回填土的密實(shí)度，將對(duì)減少窨井沉降有直接作用。本課題采用熱燜粉化鋼渣代替粗砂作為溝槽回填材料。 
　　2.2窨井井蓋結(jié)構(gòu)形式 
　　一般，窨井的井蓋都是直接安放在井體上的，且窨井又處于車行道之下，所以當(dāng)窨井受到車輪荷載后，荷載就通過井蓋、井體傳到土基上。在長期的重復(fù)荷載作用下，土基就會(huì)被壓縮而使井體和井蓋下沉，從而導(dǎo)致周圍路面出現(xiàn)局部的開裂和差異沉降，縮短了道路使用壽命，并且給行人、行車構(gòu)成危險(xiǎn)。 
　　課題組在參考國內(nèi)外資料和已有研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)井蓋的結(jié)構(gòu)形式加以調(diào)整，力圖從結(jié)構(gòu)上減少窨井沉降。 
　　蓋板結(jié)構(gòu)形式調(diào)整的基本思想是：將蓋板所受的荷載分布到路面結(jié)構(gòu)中，而不是通過井體直接傳遞到土基中，使蓋板與路面始終保持一致的變形，防止窨井出現(xiàn)局部下沉和周邊路面的開裂，減少窨井周圍路面的維修，提高路面平整度及行車的舒適度、安全度。 
　　調(diào)整后的蓋板結(jié)構(gòu)形式簡圖如下圖一所示。 
2.3窨井井位四周的壓密注漿 
　　為減少鋼板樁拔樁對(duì)窨井沉降的影響，本課題組試圖通過窨井井位四周的壓密注漿來加以解決。 


　　三、觀測成果總結(jié)分析 
　　經(jīng)過肇嘉浜路拓寬工程II標(biāo)高安路-宛平路路段，新疆路-海寧路道路拓寬工程I標(biāo)段晉元路-西藏路路段、III標(biāo)段河南路-山西路路段的試點(diǎn)工程，觀測結(jié)果表明： 
　　在觀測六個(gè)月的情況下，經(jīng)過新型窨井井蓋及鋼渣回填綜合處理的五個(gè)窨井，與周圍路面的平均差異沉降為2.9mm，達(dá)到了項(xiàng)目建議書中的四、費(fèi)用效益分析 
　　以相同的施工面積、20年的使用年限計(jì)算，每座新型窨井的總費(fèi)用（施工費(fèi)+維修費(fèi)）為5396元，每座常規(guī)窨井的總費(fèi)用為7310元，新型窨井與常規(guī)窨井相比，每座費(fèi)用降低了1914元，節(jié)約了26%。 
　　五、結(jié)論 
　　本課題《防止下水道窨井沉降技術(shù)推廣應(yīng)用》，綜合采用了新型窨井蓋板、壓密注漿、鋼渣回填等多項(xiàng)技術(shù)措施，對(duì)防止窨井在路面完工通車前后的沉降起到了較好的效果。 
　　1． 新型窨井蓋板的應(yīng)用，使得窨井在路面完工后六個(gè)月內(nèi)，與路面之間的差異沉降小于5mm，達(dá)到了項(xiàng)目建議書中的考核要求。從社會(huì)效益來看，新型窨井蓋板的使用將提高行車的舒適性和安全性，提高路面的平整度。在經(jīng)濟(jì)效益方面，降低了總費(fèi)用。建議在以后的工程中推廣應(yīng)用。 
　　2． 壓密注漿和鋼渣回填的處理方法，對(duì)于控制窨井差異沉降有著明顯的效果，建議在高等級(jí)道路及對(duì)路面平整度有特殊要求的工程中有選擇地推廣應(yīng)用。 
　　3． 新型窨井蓋板作為一種新的結(jié)構(gòu)形式，已使用時(shí)間最長為1年零八個(gè)月，目前使用情況良好。 
成果總體水平達(dá)到國際先進(jìn)。2001年獲市政局科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)�！� 
　　本科技成果可以轉(zhuǎn)讓。 三河閘水利工程管理的技術(shù)進(jìn)步 

在工程養(yǎng)護(hù)中，三河閘鋼絲繩使用了自動(dòng)清洗機(jī)，省力、省時(shí)、省錢。 

4.大力推廣工程技術(shù)改造與除險(xiǎn)加固新技術(shù) 


新技術(shù)應(yīng)用也滲透到工程技術(shù)改造和除險(xiǎn)加固領(lǐng)域. 

三河上游攔河壩建于1953年為水中填土筑壩,壩基淤泥層較厚，壩身長期處于沉陷蠕動(dòng)狀態(tài)，防洪抗震穩(wěn)定性不足，是洪澤湖大堤的重要險(xiǎn)工段。1994年6月至1995年8月，三河閘管理處采用水下粉噴樁技術(shù)，對(duì)攔河壩壩基進(jìn)行了加固。在攔河壩迎水面水下共打粉噴樁2353根，有效地提高攔河壩的抗震穩(wěn)定性，達(dá)到地基設(shè)計(jì)要求。1995年9月通過由淮委、省水利廳組織的驗(yàn)收。在1996、1998年的大水中經(jīng)受住了洪水的考驗(yàn)。 

洪澤湖大堤始建于公元200年，由于洪水風(fēng)浪作用，歷史上多次決口。為了護(hù)堤消浪，1968年在大堤迎水面營造24公里的防浪林帶，種植柳樹48萬株。隨著樹齡的增長，柳樹老化，枝干高于設(shè)計(jì)洪水位，消浪效果越來越差。為了優(yōu)選防浪林種植模式，1990-1993年三河閘管理處和中山植物研究所聯(lián)合成立了課題組，通過3年的試驗(yàn)研究，獲得成功，得出先冠木后喬木梯度種植模式，即前兩排重陽木，株行距2m×2m；中部植落羽杉，株行距2m×2m；后8排種意楊，株行距3m×3m。1995-1997年洪澤湖大堤應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)成果對(duì)17Km的防浪林進(jìn)行了更新改造，實(shí)現(xiàn)了消浪70%的目標(biāo)。 

1998年管理處選擇水土流失比較嚴(yán)重、位置險(xiǎn)要的三河越閘預(yù)留段堤后戧臺(tái)，作為洪澤湖大堤草皮試驗(yàn)基地，種植了美國狗牙根、加拿大紅三葉和插白三葉、馬蹄金、日本結(jié)縷草等5種草坪，計(jì)18000m2取得了較好的防護(hù)效果，既防止了水土流失，又便于堤后查險(xiǎn)。從而解決了多年來洪澤湖大堤背水坡一直以樹木護(hù)坡，堤段坡后雨淋溝，水土流失，雜樹、雜草叢生和給堤后防滲、管涌檢查及防洪搶險(xiǎn)帶來不便等問題。 

2000、2001年4月，洪澤湖大堤49K段堤后青坎地有大面積滲水、洇潮現(xiàn)象，52k段（三壩橋）堤后順堤河內(nèi)有兩冒水孔冒水。 

險(xiǎn)情發(fā)現(xiàn)后，管理處高度重視，立即組織專家查看、檢測、分析，查明了來自洪澤湖的滲漏水源，采用了防滲新技術(shù)，壓密注漿工程和地下防滲墻工程等應(yīng)急加固措施，保證了洪澤湖大堤的安全。 

壓密注漿工程采用干法錘擊成孔、壓密注漿的施工工藝。鉆孔布設(shè)采用梅花形，每段布置3排孔，孔距2米，排距1米，孔深約16.5米。 

地下防滲墻工程，采用先進(jìn)的施工工藝—振動(dòng)沉模成地下防滲墻，現(xiàn)場布置振動(dòng)沉模系統(tǒng)、制漿輸送系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)。主要施工工藝：模板就位→振動(dòng)沉�！�灌注漿料并拔A模板→再沉A模板，即可完成一道連續(xù)、垂直、整體地振動(dòng)沉模防滲板墻。砂漿配合比水泥：粉煤灰：砂：水：土=1：0.79：3.34：1.10：0.33，單位水泥用量：308kg/m3。工程結(jié)束后，經(jīng)過南科院材料結(jié)構(gòu)所鉆芯取樣試驗(yàn)，工程質(zhì)量較好。