城市道路窨井病害原因分析及處理措施
2015-03-23
引言：
隨著武漢城市的快速發(fā)展、擴(kuò)張，每年需要建設(shè)（或改建）大量的市政道路，窨井作為市政道路的重要組成部分，其使用功能及結(jié)構(gòu)安全將直接影響到道路的性能。由于武漢地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜、地下水豐富，對新建市政排水設(shè)施的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量提出了更高要求。
窨井是排水管道或其他地下管線工程中，為便于檢查、維修或疏通而設(shè)置的井狀構(gòu)造物。如雨、污水排水管、給水管、天然氣管、強(qiáng)、弱電管等的檢查井。它由井基座、井身、井徑和井蓋組成。
1.病害原因分析
武漢的窨井大部分位于車行道下，許多窨井出現(xiàn)沉降或破損情況，給行車及行人帶來了極大的安全隱患。窨井病害會產(chǎn)生很多問題。一是行車安全，二是噪聲污染，三是管理問題。通過近些年對武漢城區(qū)道路的設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行跟蹤、調(diào)查和分析，造成窨井病害的主要原因有如下幾個(gè)方面：
1.1 設(shè)計(jì)缺陷
目前，窨井一般由排水專業(yè)或其它管線專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)，大部分設(shè)計(jì)人員往往與路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)脫節(jié)，不論路面采用什么類型的結(jié)構(gòu)，一律按標(biāo)準(zhǔn)圖集去套用，導(dǎo)致窨井與井周路面結(jié)構(gòu)剛度不一致，特別是瀝青混凝土路面，它們之間會出現(xiàn)由剛到柔（或由柔到剛）的過渡段，經(jīng)長時(shí)間不斷的累積，井周邊路面容易產(chǎn)生收縮裂縫或發(fā)生不均勻沉降。
1.2 施工過程的原因
?。?）井口高程控制有誤差
窨井井口指的是窨井與周圍路面的結(jié)合部位，由井圈座、井蓋和周圍路面共同組成，要求井口與周圍路面齊平，以保證井口部位路面平整和行車的舒適安全。
在道路面層施工前，一般要對窨井高程進(jìn)行全面復(fù)核，窨井的頂面應(yīng)與路面的縱、橫坡保持一致，平穩(wěn)順接。若安放窨井時(shí)未精確控制頂面高程，井口與路面存在高差，在車輛的反復(fù)沖擊、碾壓下，逐漸產(chǎn)生破壞，從而導(dǎo)致窨井發(fā)生沉陷、或井周路面下沉而使窨井凸起路面現(xiàn)象。
?。?）基礎(chǔ)條件不良導(dǎo)致沉陷
窨井蓋是直接安放在井體上，當(dāng)窨井受到車輛荷載后，荷載通過井蓋、井體傳到土基。如果井體下面的基礎(chǔ)沒有足夠強(qiáng)度，土基就會被壓縮而使井體和井蓋整體下沉，從而導(dǎo)致周圍路面出現(xiàn)局部的開裂和差異沉降。
（3）磚砌窨井強(qiáng)度較低
砌筑用磚強(qiáng)度低，耐久性差，容易被腐蝕而造成粘土磚酥爛，從而導(dǎo)致窨井下沉，引起井口路面凹陷。因城市道路車流量大，特別是近幾年汽車數(shù)量急劇增長，以及車輛噸位不斷加大、車輛超載等問題，以往的磚砌窨井井筒已無法承受不斷增加的負(fù)荷，尤其是在大型貨運(yùn)車輛通行的道路上，此種現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。
?。?）窨井周圍的回填土沉陷
由于窨井周圍無法利用施工機(jī)械壓實(shí)，往往采用人工進(jìn)行密實(shí)，在操作過程中如果處理不好，容易造成窨井周圍的回填土密實(shí)度不夠。同時(shí)，剛性井蓋與柔性路面的受力有差別，長時(shí)間經(jīng)受汽車碾壓，造成井周的路面發(fā)生開裂、剝落，導(dǎo)致窨井發(fā)生沉降。
?。?）襯墊材料強(qiáng)度較低
在窨井找平施工時(shí)，需要進(jìn)行襯墊，如果鑄鐵蓋下的襯墊材料強(qiáng)度較低，則容易被壓碎，造成鑄鐵蓋座向行車方向滑移、下沉。
?。?）窨井井周路面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象
水泥混凝土路面由于結(jié)構(gòu)及施工的需要，通常要設(shè)置縱縫、施工縫、脹縫、縮縫等，因窨井的位置不能完全避讓這些縫，需進(jìn)行騎縫設(shè)置，在溫度應(yīng)力及荷載不斷作用下，導(dǎo)致窨井井周路面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。
2.處理措施
市政道路窨井的病害情況，已引起國內(nèi)市政行業(yè)相關(guān)部門充分的重視，國內(nèi)已有許多設(shè)計(jì)院對其進(jìn)行了多年的專題研究并取得了很大的成績。
目前武漢市的窨井主要采用的是磚砌結(jié)構(gòu)，由于磚砌窨井抗壓與抗剪能力較差，且容易滲漏，造成水系和土壤污染。哈爾濱市就曾經(jīng)出現(xiàn)過全市1500處磚砌窨井同時(shí)破壞，造成地下污水橫流的情形，讓有關(guān)部門疲于應(yīng)對。對窨井的結(jié)構(gòu)形式，國內(nèi)有一些省份和城市已經(jīng)逐步提高了對窨井結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，例如北京、四川、江西、云南等省分嚴(yán)禁在市政道路設(shè)計(jì)和施工中采用磚砌結(jié)構(gòu)窨井，上海、廣東等地區(qū)大力推廣混凝土窨井或塑料窨井（多用于小區(qū)），既節(jié)約了土壤資源，又提高了窨井的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命。
通過長期以來在國內(nèi)市政道路方面的設(shè)計(jì)與研究工作，結(jié)合武漢市政道路設(shè)計(jì)、施工的特點(diǎn)，遂提出以下解決方案：
2.1新建窨井盡量不設(shè)置在主車道上，不再使用磚砌窨井，以提高窨井的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命。
2.2細(xì)化設(shè)計(jì)施工規(guī)定，規(guī)定材料使用要求。
對井蓋的材料規(guī)格應(yīng)作嚴(yán)格規(guī)定，車行道建議統(tǒng)一使用重型鑄鐵井蓋，另外對材料的抗壓強(qiáng)度作統(tǒng)一規(guī)定。
2.3對位于車行道上的排水窨井采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?br />
當(dāng)然，井周路面開裂不僅僅是簡單的路面強(qiáng)度問題，不能一律采取井口配筋加固的方式給予解決，設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)針對不同的使用地點(diǎn)，不同的地質(zhì)狀況，對各種因素加以分析，從而采取不同的技術(shù)措施。更不能簡單地套用圖紙或圖集，千篇一律，不加區(qū)別、不加分析地采用。
2.4嚴(yán)格控制施工質(zhì)量、做好道路維護(hù)工作
?。?）控制好井的高程
在進(jìn)行路面攤鋪前，要嚴(yán)格控制窨井的高程，放線時(shí)要同時(shí)滿足道路的縱坡、橫坡，采用十字線精確定位。首先控制窨井高程與基層等高，在路面中、下面層施工時(shí)，在井上部扣鋼板確保攤鋪機(jī)平穩(wěn)通過，然后工人迅速清除鋼板上的混合料，抽出鋼板，移至下一位置，不影響壓路機(jī)對井周碾壓。鋪筑上面層前，需將井蓋按照路面設(shè)計(jì)高程、縱坡、橫坡要求準(zhǔn)確安裝，具體做法是先漲井筒，然后沿道路兩側(cè)路緣石邊線控制井蓋安裝高程、坡度，調(diào)試正確后漿砌固定，對井蓋周圍的空隙用C30及以上混凝土補(bǔ)齊。鋪筑上面層時(shí)，攤鋪機(jī)可順利通過窨井蓋，及時(shí)清除井蓋上殘留的余料，壓路機(jī)對窨井部位可反復(fù)進(jìn)行碾壓，整個(gè)施工過程連貫有序，施工后的井周路面平整美觀，不會形成跳車現(xiàn)象。
?。?）窨井基礎(chǔ)的處理
認(rèn)真按設(shè)計(jì)圖紙施工，按照窨井選用標(biāo)準(zhǔn)圖或設(shè)計(jì)圖紙，在砌筑窨井前，應(yīng)先做井基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗刭|(zhì)條件不良時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換填改良處治，以提高基底承載力。如果基底土基被擾動或受水浸泡，應(yīng)先挖除松軟土層，超挖部分用砂或碎石等穩(wěn)定性好的材料回填密實(shí)后，再做混凝土基礎(chǔ)。
（3）井周圍的回填
采用素土回填，難以壓實(shí)達(dá)到密實(shí)度要求，土基沉降將帶來安全隱患，同時(shí)也帶動了井的下沉。所以，改善井周回填材料，增大井周回填材料的密實(shí)度，對減少窨井沉降有直接作用。
?。?）及時(shí)養(yǎng)護(hù)
在道路運(yùn)營過程中，要及時(shí)進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)，發(fā)現(xiàn)窨井周圍有裂紋后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行填補(bǔ)、灌縫，防止雨水侵入，造成更大的病害。
3.結(jié)語
道路窨井病害作為一個(gè)城市頑疾，同時(shí)也是一個(gè)老大難的問題，希望本文能給設(shè)計(jì)、施工者一個(gè)啟發(fā)，起到拋磚引玉的作用。對于新建道路，要從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開始，充分考慮地質(zhì)和水文情況、選擇合適的回填材料、結(jié)合路面結(jié)構(gòu)類型，采用合理的路面加固方案；施工過程嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范要求，注重每個(gè)施工環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)。對于改建道路，需對現(xiàn)狀的窨井進(jìn)行綜合評估，不合格的窨井一律重新建設(shè)。對于既有道路的窨井，采用科學(xué)的維護(hù)與養(yǎng)護(hù)方法，讓市政設(shè)施真正為市民的出行通暢與安全服務(wù)。
