一、概述 
　　本课题《防止下水道窨井沉降技术推广应用》，是上海市科委《九五道路攻关课题》的子课题之一。本课题的研究目的为深化分析窨井沉降机理，与生产实践相结合，提出可操作性的办法，减少窨井沉降，推广应用。 


　　二、窨井沉降机理及课题技术路线 
　　1. 窨井沉降的机理 
　　现行的各种口径下水道砖砌窨井收口均采用钢筋混凝土方形盖板，它与四周的路面结构刚度不一致。此外，窨井周围的回填土与铸铁盖座四周的道路面层材料难以压实，造成路面竣工通车后，沿盖板四周及四角出现方形和放射性裂纹。而且铸铁盖座的四周由于有肋的存在，把面层分隔成若干小块，运营后出现凹陷现象。每逢下雨，雨水通过裂纹渗入路面结构层中，在车辆反复水平作用和震动冲击下促使路面面层开裂、剥落。同时由于附加应力的增加，造成铸铁盖座下强度较低的衬垫材料被压碎和无固定措施的铸铁盖座向车行方向滑移。由于窨井处路面的高低不平，加上车辆的反复冲击作用最终促成窨井的沉降。 
　　2.课题技术路线 
　　根据窨井沉降机理的分析结果，课题组从以下三个方面考虑解决方案： 
　　2.1沟槽回填 
　　上海地区开槽埋管深度一般在8米范围内，土质主要由较软的粘土、粉质粘土和粘质粉土组成。其特征是含水量高(50-60％)，压缩模量低(1.8-2.4MPa)，渗透性很差。以往道路下水道开槽埋管后，沟糟回填采用粗砂管道坞膀，其上采用素土回填，由于含水量高，难以压实到要求的密实度，从而为日后土路基沉降带来隐患。同时，由于回填材料引起的土路基沉陷也带动了窨井的下沉。由此，改善沟槽回填材料，加大窨井周边回填土的密实度，将对减少窨井沉降有直接作用。本课题采用热焖粉化钢渣代替粗砂作为沟槽回填材料。 
　　2.2窨井井盖结构形式 
　　一般，窨井的井盖都是直接安放在井体上的，且窨井又处于车行道之下，所以当窨井受到车轮荷载后，荷载就通过井盖、井体传到土基上。在长期的重复荷载作用下，土基就会被压缩而使井体和井盖下沉，从而导致周围路面出现局部的开裂和差异沉降，缩短了道路使用寿命，并且给行人、行车构成危险。 
　　课题组在参考国内外资料和已有研究成果的基础上，对井盖的结构形式加以调整，力图从结构上减少窨井沉降。 
　　盖板结构形式调整的基本思想是：将盖板所受的荷载分布到路面结构中，而不是通过井体直接传递到土基中，使盖板与路面始终保持一致的变形，防止窨井出现局部下沉和周边路面的开裂，减少窨井周围路面的维修，提高路面平整度及行车的舒适度、安全度。 
　　调整后的盖板结构形式简图如下图一所示。 
2.3窨井井位四周的压密注浆 
　　为减少钢板桩拔桩对窨井沉降的影响，本课题组试图通过窨井井位四周的压密注浆来加以解决。 


　　三、观测成果总结分析 
　　经过肇嘉浜路拓宽工程II标高安路-宛平路路段，新疆路-海宁路道路拓宽工程I标段晋元路-西藏路路段、III标段河南路-山西路路段的试点工程，观测结果表明： 
　　在观测六个月的情况下，经过新型窨井井盖及钢渣回填综合处理的五个窨井，与周围路面的平均差异沉降为2.9mm，达到了项目建议书中的四、费用效益分析 
　　以相同的施工面积、20年的使用年限计算，每座新型窨井的总费用（施工费+维修费）为5396元，每座常规窨井的总费用为7310元，新型窨井与常规窨井相比，每座费用降低了1914元，节约了26%。 
　　五、结论 
　　本课题《防止下水道窨井沉降技术推广应用》，综合采用了新型窨井盖板、压密注浆、钢渣回填等多项技术措施，对防止窨井在路面完工通车前后的沉降起到了较好的效果。 
　　1． 新型窨井盖板的应用，使得窨井在路面完工后六个月内，与路面之间的差异沉降小于5mm，达到了项目建议书中的考核要求。从社会效益来看，新型窨井盖板的使用将提高行车的舒适性和安全性，提高路面的平整度。在经济效益方面，降低了总费用。建议在以后的工程中推广应用。 
　　2． 压密注浆和钢渣回填的处理方法，对于控制窨井差异沉降有着明显的效果，建议在高等级道路及对路面平整度有特殊要求的工程中有选择地推广应用。 
　　3． 新型窨井盖板作为一种新的结构形式，已使用时间最长为1年零八个月，目前使用情况良好。 
成果总体水平达到国际先进。2001年获市政局科技进步二等奖。　 
　　本科技成果可以转让。 三河闸水利工程管理的技术进步 

在工程养护中，三河闸钢丝绳使用了自动清洗机，省力、省时、省钱。 

4.大力推广工程技术改造与除险加固新技术 


新技术应用也渗透到工程技术改造和除险加固领域. 

三河上游拦河坝建于1953年为水中填土筑坝,坝基淤泥层较厚，坝身长期处于沉陷蠕动状态，防洪抗震稳定性不足，是洪泽湖大堤的重要险工段。1994年6月至1995年8月，三河闸管理处采用水下粉喷桩技术，对拦河坝坝基进行了加固。在拦河坝迎水面水下共打粉喷桩2353根，有效地提高拦河坝的抗震稳定性，达到地基设计要求。1995年9月通过由淮委、省水利厅组织的验收。在1996、1998年的大水中经受住了洪水的考验。 

洪泽湖大堤始建于公元200年，由于洪水风浪作用，历史上多次决口。为了护堤消浪，1968年在大堤迎水面营造24公里的防浪林带，种植柳树48万株。随着树龄的增长，柳树老化，枝干高于设计洪水位，消浪效果越来越差。为了优选防浪林种植模式，1990-1993年三河闸管理处和中山植物研究所联合成立了课题组，通过3年的试验研究，获得成功，得出先冠木后乔木梯度种植模式，即前两排重阳木，株行距2m×2m；中部植落羽杉，株行距2m×2m；后8排种意杨，株行距3m×3m。1995-1997年洪泽湖大堤应用这项技术成果对17Km的防浪林进行了更新改造，实现了消浪70%的目标。 

1998年管理处选择水土流失比较严重、位置险要的三河越闸预留段堤后戗台，作为洪泽湖大堤草皮试验基地，种植了美国狗牙根、加拿大红三叶和插白三叶、马蹄金、日本结缕草等5种草坪，计18000m2取得了较好的防护效果，既防止了水土流失，又便于堤后查险。从而解决了多年来洪泽湖大堤背水坡一直以树木护坡，堤段坡后雨淋沟，水土流失，杂树、杂草丛生和给堤后防渗、管涌检查及防洪抢险带来不便等问题。 

2000、2001年4月，洪泽湖大堤49K段堤后青坎地有大面积渗水、洇潮现象，52k段（三坝桥）堤后顺堤河内有两冒水孔冒水。 

险情发现后，管理处高度重视，立即组织专家查看、检测、分析，查明了来自洪泽湖的渗漏水源，采用了防渗新技术，压密注浆工程和地下防渗墙工程等应急加固措施，保证了洪泽湖大堤的安全。 

压密注浆工程采用干法锤击成孔、压密注浆的施工工艺。钻孔布设采用梅花形，每段布置3排孔，孔距2米，排距1米，孔深约16.5米。 

地下防渗墙工程，采用先进的施工工艺—振动沉模成地下防渗墙，现场布置振动沉模系统、制浆输送系统和动力系统。主要施工工艺：模板就位→振动沉模→灌注浆料并拔A模板→再沉A模板，即可完成一道连续、垂直、整体地振动沉模防渗板墙。砂浆配合比水泥：粉煤灰：砂：水：土=1：0.79：3.34：1.10：0.33，单位水泥用量：308kg/m3。工程结束后，经过南科院材料结构所钻芯取样试验，工程质量较好。