大型排澇泵站工程施工技術重點難點與對策措施

陳惠達，阮耀源

（浙江艮威水利建設有限公司,浙江 寧波 315800）

1 工程概況

姚江二通道（慈江）工程是浙江省委省政府確定的姚江奉化江流域洪澇治理“6+1”工程的重要組成部分。工程通過慈江沿線三座梯級抽排泵站,將姚江干流洪水分流直排入海,提高姚江干流東排能力,緩解寧波中心城區(qū)防洪排澇壓力,提升江北、鎮(zhèn)海片區(qū)防洪減災能力,并改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。處于慈江水系末端的大（1）型排澇泵站——澥浦閘站設計排澇流量250 m3/s（5臺×50 m3/s）,屬Ⅰ等工程。

2 工程的重點難點

（1）工程區(qū)域水文地質(zhì)條件復雜,地基承載力低。工程位于浙江省東部沿海,屬亞熱帶季風氣候區(qū),4月~10月受梅雨和臺風影響,雨量豐沛。7月~9月氣溫較高,極大值38℃~40℃,1月份最低,最低值為-9℃~-10℃。工程區(qū)為海相沉積平原,地層巖相多變,上部為全新統(tǒng)（Q4）海陸交互相堆積物,下部為上更新統(tǒng)（Q3）沖積相堆積物及侏羅系（J）基巖,區(qū)內(nèi)第四系松散沉積物以淤泥質(zhì)土為主,其厚度變化較大,達23.2 m~63.8 m。地下水主要為第四系覆蓋層中的孔隙潛水、承壓水和基巖裂隙水,地下水位埋深為0.10 m~4.10 m,地下水位動態(tài)與大氣降水和河床水位關系密切。

（2）基坑開挖深度大。設計閘泵基坑開挖至高程-12.20 m,基坑最大開挖深度達14.8 m,基坑支護、開挖難度高。

（3）流道結(jié)構(gòu)復雜,單體高度高、體積大,溫控防裂要求高。進出水流道均為異形漸變結(jié)構(gòu),進水流道由寬10.7 m高5.6 m的矩形斷面通過漸變段縮小至直徑Φ4083 mm圓形斷面,在流道中間布置電機豎井,出水流道由直徑Φ4083 mm圓形斷面按一定的擴散角漸變至寬9.5 m高6.0 m的矩形斷面,進出水流道中間分別設置電機豎井和隔流墩；流道混凝土一次性澆筑高度7.15 m,單體混凝土量約2500 m3,溫控防裂是大體積混凝土施工的難題。

（4）單機流量50 m3/s的豎井貫流泵創(chuàng)國內(nèi)同類型泵新高,無成功案例可循,設備生產(chǎn)制造面臨許多技術難題。

（5）安全管理要求高。本工程節(jié)點工期緊,土建、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、金結(jié)、機電、裝修等專業(yè)同步施工,交叉作業(yè),對安全管理提出了更高的要求。

3 對策與措施

3.1 采用鉆孔灌注樁基礎提高地基承載力

根據(jù)地勘資料,閘泵下地基土層為Ⅱ1淤泥質(zhì)粘土,地基承載力為60 kPa,不能滿足承載力要求,采用樁基礎作為泵閘的地基處理方式,樁基類型為摩擦端承群樁,樁底進入Ⅹ3弱風化凝灰?guī)r持力層適當深度。同時通過試樁合理選擇樁型、樁長,確定樁基的豎向和水平承載力,并驗證樁基施工工藝和鉆孔機具是否合理。應用新技術新工藝,提高基礎鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量。

3.2 采用永臨結(jié)合的基坑支護結(jié)構(gòu),提高基坑的穩(wěn)定性和經(jīng)濟合理性

考慮到本基坑工程具有面積大、范圍廣、開挖深度深、地下水位高、深厚淤泥質(zhì)土、滲透性差、降水困難、工期要求緊等特點,采用雙排鉆孔灌注樁加設一道鋼筋混凝土水平內(nèi)支撐、止水土帷幕、局部范圍增設一道錨桿的支護方案,錨桿采用軟土地區(qū)抗拔承載力高、施工質(zhì)量可靠、變形小、較穩(wěn)定的高壓旋噴錨桿,大大提高了基坑的穩(wěn)定性和安全性；排樁與工程樁型相同,可作為安裝場下的基礎工程樁和進、出水池擋墻工程樁利用,節(jié)約工程投資,體現(xiàn)了方案的經(jīng)濟合理性。泵站進水前池和進水池側(cè)翼墻剖面見圖1。

圖1 泵站進水前池和進水池側(cè)翼墻剖面圖

3.3 創(chuàng)新和改進大體積混凝土施工方法和工藝

（1）合理設置澆筑塊,確定施工的先后順序。泵室流道按照設計結(jié)構(gòu)縫分為六大塊,并采用先澆筑左右對角塊后澆筑中間塊的施工順序,以確保基坑基底應力均衡。

（2）流道為空間異型曲面形狀,為確保支模架安全和流道線型滿足圖紙及規(guī)范要求,采用木模加鋼內(nèi)襯的方式。首先對流道承重模板支撐體系進行設計、驗算,確定承重支模架結(jié)構(gòu)形式和對材料的要求,然后在木工車間根據(jù)設計單線圖按1∶1比例放樣制作龍骨,最后在現(xiàn)場放好樣的位置上準確拼裝龍骨形成架體,架體上覆蓋二層木板成型。鋼內(nèi)襯由專業(yè)廠家定制,現(xiàn)場固定采用環(huán)筋及錨筋,內(nèi)部采用鋼管支撐固定,施工過程中應注意鋼襯與木模板結(jié)合部位的連接牢固可靠,防止跑模漏漿和模板上浮。流道異形曲面單線圖見圖2。

圖2 流道異形曲面單線圖

（3）控制混凝土澆筑間歇時間和分層厚度。為減少先澆底板混凝土的約束,流道混凝土與底板混凝土澆筑的間歇時間控制在5 d~7 d。流道混凝土最大厚度7.15 m,采用分層澆筑,兩側(cè)均勻?qū)ΨQ上升,一般每層厚度控制在50 m/h~80 m/h以內(nèi),其中流道中心線以下混凝土澆筑速度控制在30 cm/h~40 cm/h內(nèi),避免對漸變圓弧段模板產(chǎn)生過大的上浮力。

（4）為確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)的整體性,改變常規(guī)分層分次施工方法為一次性連續(xù)澆筑,澆筑工藝和方法嚴格按照規(guī)范的要求,消除了分層施工的錯臺現(xiàn)象,提高了砼的外觀質(zhì)量,有效縮短工期,提高施工效率。

（5）嚴格控制商品混凝土的配合比和塌落度,選用低水化熱水泥,內(nèi)摻水泥重量6%~8%的膨脹劑及0.8 kg/m3的聚丙烯纖維,預埋冷卻水管和測溫設備,合理選擇澆筑時間,盡量避開高溫季節(jié),嚴格控制混凝土入倉溫度和混凝土內(nèi)外部溫差,及時通水冷卻,降低混凝土的溫升,實時監(jiān)控內(nèi)外溫差變化情況。加強對新澆筑混凝土的養(yǎng)護,低溫大風季節(jié)采取擋風和表面保溫等技術措施,由于措施得當,流道混凝土表面溫度裂縫得到了有效地控制。

3.4 設計與設備制造深度融合,攻堅克難

在國內(nèi)尚無同類型同等別泵組生產(chǎn)經(jīng)驗可循的情況下,通過一系列措施擇優(yōu)選取設備制造供應商；在制造過程中,設計與生產(chǎn)制造無縫對接,多次召開設計聯(lián)絡會和設備制造工藝評審會,并委托資深第三方對生產(chǎn)制造全過程進行跟蹤檢測,保證了大直徑泵型的軸系穩(wěn)定性,攻克了瓣結(jié)構(gòu)制造精度和安裝精度控制等技術難點。

3.5 落實主體責任,強化安全監(jiān)管

針對本工程規(guī)模大,工期緊,結(jié)構(gòu)復雜,專業(yè)交叉多,安全管理目標要求高,施工管理任務重的特點,首先,明確安全生產(chǎn)責任主體,層層落實安全生產(chǎn)責任制,分解安全生產(chǎn)目標,全面落實安全教育培訓和安全技術交底制度,嚴格操作規(guī)程；其次,結(jié)合實際深化編制專項施工方案,制訂安全技術措施,對超過一定規(guī)模的危險性較大的單項工程組織召開專家論證會；第三,加大對現(xiàn)場安全監(jiān)管的力度,做到安全管理不留死角,發(fā)現(xiàn)并及時消除安全隱患,多專業(yè)交叉作業(yè)時,要明確各專業(yè)的施工內(nèi)容、先后順序和輕重緩急,加強專業(yè)間協(xié)調(diào),切實做到安全防護措施先行。

4 結(jié)語

工程建成投運以來,各項工程監(jiān)測數(shù)據(jù)正常,運行安全可靠,為本地區(qū)的防洪、排澇發(fā)揮了顯著的社會效益,實現(xiàn)了工程的設計功能目標。施工管理技術的創(chuàng)新和實踐,是提高水利工程施工質(zhì)量與施工安全的有力保障,只有在施工中注重每一個重點難點問題,研究解決問題的對策方案,才能確保工程順利的實施。