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


　　二、窨井沉降機理及課題技術路線 
　　1. 窨井沉降的機理 
　　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，它與四周的路面結構剛度不一致。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，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構層中，在車輛反復水平作用和震動沖擊下促使路面面層開裂、剝落。同時由于附加應力的增加，造成鑄鐵蓋座下強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，加上車輛的反復沖擊作用最終促成窨井的沉降。 
　　2.課題技術路線 
　　根據(jù)窨井沉降機理的分析結果，課題組從以下三個方面考慮解決方案： 
　　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)，土質主要由較軟的粘土、粉質粘土和粘質粉土組成。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，難以壓實到要求的密實度，從而為日后土路基沉降帶來隱患。同時，由于回填材料引起的土路基沉陷也帶動了窨井的下沉。由此，改善溝槽回填材料，加大窨井周邊回填土的密實度，將對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窨井井蓋結構形式 
　　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。在長期的重復荷載作用下，土基就會被壓縮而使井體和井蓋下沉，從而導致周圍路面出現(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、行車構成危險。 
　　課題組在參考國內(nèi)外資料和已有研究成果的基礎上，對井蓋的結構形式加以調(diào)整，力圖從結構上減少窨井沉降。 
　　蓋板結構形式調(diào)整的基本思想是：將蓋板所受的荷載分布到路面結構中，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)整后的蓋板結構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、觀測成果總結分析 
　　經(jīng)過肇嘉浜路拓寬工程II標高安路-宛平路路段，新疆路-海寧路道路拓寬工程I標段晉元路-西藏路路段、III標段河南路-山西路路段的試點工程，觀測結果表明： 
　　在觀測六個月的情況下，經(jīng)過新型窨井井蓋及鋼渣回填綜合處理的五個窨井，與周圍路面的平均差異沉降為2.9mm，達到了項目建議書中的四、費用效益分析 
　　以相同的施工面積、20年的使用年限計算，每座新型窨井的總費用（施工費+維修費）為5396元，每座常規(guī)窨井的總費用為7310元，新型窨井與常規(guī)窨井相比，每座費用降低了1914元，節(jié)約了26%。 
　　五、結論 
　　本課題《防止下水道窨井沉降技術推廣應用》，綜合采用了新型窨井蓋板、壓密注漿、鋼渣回填等多項技術措施，對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． 新型窨井蓋板的應用，使得窨井在路面完工后六個月內(nèi)，與路面之間的差異沉降小于5mm，達到了項目建議書中的考核要求。從社會效益來看，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)濟效益方面，降低了總費用。建議在以后的工程中推廣應用。 
　　2． 壓密注漿和鋼渣回填的處理方法，對于控制窨井差異沉降有著明顯的效果，建議在高等級道路及對路面平整度有特殊要求的工程中有選擇地推廣應用。 
　　3． 新型窨井蓋板作為一種新的結構形式，已使用時間最長為1年零八個月，目前使用情況良好。 
成果總體水平達到國際先進。2001年獲市政局科技進步二等獎。　 
　　本科技成果可以轉讓。 三河閘水利工程管理的技術進步 

在工程養(yǎng)護中，三河閘鋼絲繩使用了自動清洗機，省力、省時、省錢。 

4.大力推廣工程技術改造與除險加固新技術 


新技術應用也滲透到工程技術改造和除險加固領域. 

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狀態(tài)，防洪抗震穩(wěn)定性不足，是洪澤湖大堤的重要險工段。1994年6月至1995年8月，三河閘管理處采用水下粉噴樁技術，對攔河壩壩基進行了加固。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，達到地基設計要求。1995年9月通過由淮委、省水利廳組織的驗收。在1996、1998年的大水中經(jīng)受住了洪水的考驗。 

洪澤湖大堤始建于公元200年，由于洪水風浪作用，歷史上多次決口。為了護堤消浪，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，枝干高于設計洪水位，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年洪澤湖大堤應用這項技術成果對17Km的防浪林進行了更新改造，實現(xiàn)了消浪70%的目標。 

1998年管理處選擇水土流失比較嚴重、位置險要的三河越閘預留段堤后戧臺，作為洪澤湖大堤草皮試驗基地，種植了美國狗牙根、加拿大紅三葉和插白三葉、馬蹄金、日本結縷草等5種草坪，計18000m2取得了較好的防護效果，既防止了水土流失，又便于堤后查險。從而解決了多年來洪澤湖大堤背水坡一直以樹木護坡，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，壓密注漿工程和地下防滲墻工程等應急加固措施，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，采用先進的施工工藝—振動沉模成地下防滲墻，現(xiàn)場布置振動沉模系統(tǒng)、制漿輸送系統(tǒng)和動力系統(tǒng)。主要施工工藝：模板就位→振動沉�！�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。工程結束后，經(jīng)過南科院材料結構所鉆芯取樣試驗，工程質量較好。