某排澇泵站工程施工技術(shù)要點(diǎn)分析

楊生意

（巢湖市城市防洪排澇管理站，安徽 合肥 238000）

排澇泵站擔(dān)負(fù)著區(qū)域防洪排澇與水生態(tài)環(huán)境改善的重要任務(wù)，在城市防洪排澇工作中起著不可替代的作用，相對(duì)于一般水利工程，其具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大等特點(diǎn)。為保障泵站建設(shè)順利開(kāi)展，功能達(dá)到預(yù)期效果，我們?cè)谑┕て陂g，應(yīng)把好技術(shù)關(guān)，掌握其施工技術(shù)要點(diǎn)，并嚴(yán)格落實(shí)到建設(shè)過(guò)程中。本文筆者將結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)排澇泵站的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探討。

1.工程概述

1.1 泵站簡(jiǎn)介。巢湖市東壩四站為排澇泵站，泵站設(shè)計(jì)流量為11m3/s，占地面積2800m2，服務(wù)匯水面積110ha，屬于中型泵站，主要建筑物級(jí)別為III等3級(jí)，設(shè)有5臺(tái)潛水軸流泵組，采用4大1小配置，排澇總裝機(jī)容量1230KW，泵站出水排至裕溪河。主要建、構(gòu)筑物包括站進(jìn)水渠道、前池、格柵間、泵房、調(diào)蓄池、出水壓力箱涵、防洪閘、出水口、變配電間、管理用房、進(jìn)場(chǎng)道路等。泵站于2021年竣工并投入正常運(yùn)行，防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為30年，校核標(biāo)準(zhǔn)為100年。

1.2 工藝流程。1.2.1旱季時(shí)，污水經(jīng)過(guò)雨水泵房中的粗格柵后，再經(jīng)泵房底部渠道經(jīng)過(guò)細(xì)格柵后進(jìn)入調(diào)蓄池前集水池。集水池內(nèi)污水達(dá)到1.00m時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)1臺(tái)潛污泵，將污水輸送至附近市政污水管網(wǎng)。工藝流程圖如圖1。

圖1 旱季工藝流程圖

1.2.2 雨季時(shí)，初期雨水經(jīng)過(guò)雨水泵房中的粗格柵后，再經(jīng)泵房底部渠道經(jīng)過(guò)細(xì)格柵后進(jìn)入調(diào)蓄池前集水池，集水池內(nèi)水位達(dá)到1.50m時(shí)，開(kāi)啟1臺(tái)潛水軸流泵抽排；水位達(dá)到2.20m時(shí)，開(kāi)啟2臺(tái)潛水軸流泵抽排，調(diào)蓄池內(nèi)水位達(dá)到5.70m時(shí)，停止2臺(tái)潛污泵；后期雨水經(jīng)過(guò)雨水泵房中的粗格柵后，進(jìn)入泵房進(jìn)水前池，當(dāng)進(jìn)水前池水位達(dá)到3.05m時(shí)，開(kāi)啟一臺(tái)小泵抽排；水位達(dá)到3.65m時(shí)，開(kāi)啟一大一小泵抽排；水位達(dá)到4.25m時(shí)，開(kāi)啟二大一小泵抽排；水位達(dá)到4.85m時(shí)開(kāi)啟三大一小泵抽排；水位達(dá)到4.85m時(shí)，開(kāi)啟三大一小泵抽排。工藝流程圖如圖2。

圖2 雨季工藝流程圖

2.排澇泵站施工技術(shù)要點(diǎn)

排澇泵站屬于涉水工程，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大等特點(diǎn)，為保障其建成后，各項(xiàng)功能正常運(yùn)行，施工中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都不能忽視，施工管理人員必須要掌握相應(yīng)的施工技術(shù)要點(diǎn)，將設(shè)計(jì)意圖落實(shí)到位。本文將結(jié)合東壩四站工程，從導(dǎo)流、基坑支護(hù)、基礎(chǔ)工程、穿堤構(gòu)筑物、設(shè)備安裝等方面探討排澇泵站施工技術(shù)要點(diǎn)。

2.1 導(dǎo)流工程。為保障泵站所在區(qū)域的正常排水，在拆除舊泵站之前，應(yīng)采取導(dǎo)流措施。施工導(dǎo)流按泄水建筑物型式可分為明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵管導(dǎo)流、孔底導(dǎo)流、淹沒(méi)基坑法導(dǎo)流、施工過(guò)程中的建筑物缺口導(dǎo)流和組合導(dǎo)流等。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，東壩四站工程采用的是明渠與泵排相結(jié)合的導(dǎo)流方式，在泵站東側(cè)約150m處新建臨時(shí)渠道，渠道上口寬8m，深度3m，坡降1/5000。在臨時(shí)渠道靠近大堤處架設(shè)三臺(tái)雪橇泵，合計(jì)流量為3m3/s，通過(guò)雪橇泵將臨時(shí)渠道中的水排到裕溪河，如圖。

圖3 施工導(dǎo)流圖 1

圖4 施工導(dǎo)流圖 2

明渠導(dǎo)流相對(duì)于其他倒流方式，施工程序更加簡(jiǎn)單，適合于大型機(jī)械施工，采用該方法導(dǎo)流，有利于加快進(jìn)度，節(jié)約施工工期。

2.2 基坑支護(hù)工程。該工程地基土質(zhì)較差，土方開(kāi)挖最大深度達(dá)到9m，屬于深基坑工程，基坑支護(hù)形式采用沖孔灌注樁+一排雙軸攪拌樁截水帷幕+一道?609鋼管支撐的支護(hù)形式；在基坑中西南角一處存在開(kāi)挖高差面，本工程采用?700@500雙軸攪拌樁，形成重力式擋墻進(jìn)行支護(hù)，如圖5、圖6。

圖5 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖

圖6 基坑支撐結(jié)構(gòu)平面圖

施工順序∶場(chǎng)地平整→施工支護(hù)墻體及截水帷幕→施工立柱樁→開(kāi)槽施工冠梁→開(kāi)挖首層土至支撐下500mm并架設(shè)鋼支撐→開(kāi)挖至坑底→地下室結(jié)構(gòu)施工。基坑支護(hù)是該工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其各環(huán)節(jié)主要技術(shù)要求如下：

2.2.1 土方開(kāi)挖。該工程土方開(kāi)挖最大深度超過(guò)9米，屬于超過(guò)一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的深基坑工程，在施工前應(yīng)由施工單位編制專項(xiàng)方案，履行相關(guān)審批手續(xù)，并組織專家論證后方可實(shí)施。為了滿足設(shè)計(jì)要求、方便后期施工布局，在土方開(kāi)挖前，需對(duì)基坑周邊的場(chǎng)地按照?qǐng)D紙要求的標(biāo)高進(jìn)行平整、確保標(biāo)高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤；開(kāi)挖前須確保支護(hù)樁強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，避免對(duì)支護(hù)體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，影響整體安全。現(xiàn)場(chǎng)土方開(kāi)挖施工應(yīng)遵循“分塊，分層、分段開(kāi)挖”的原則，避免因開(kāi)挖深度和尺寸過(guò)大，而引起局部坍塌或土體變形，土方開(kāi)挖及底板施工過(guò)程速度要快，盡量減少土體暴露時(shí)間。在施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制基坑周邊的施工機(jī)械及堆載的安全距離，防止因其引起局部土體坍塌而導(dǎo)致整個(gè)支護(hù)體系失穩(wěn)。挖掘機(jī)在工作過(guò)程中不得觸碰支護(hù)立柱及支撐，挖出的土不得隨意堆放，應(yīng)由水平運(yùn)輸車輛將其外運(yùn)。在土方開(kāi)挖期間對(duì)基坑的滲漏、穩(wěn)定情況須安排專人定時(shí)檢查、監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)滲水、土體變形過(guò)大等問(wèn)題，應(yīng)立即時(shí)上報(bào)，由各參建單位相關(guān)負(fù)責(zé)人，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題協(xié)商處理方案，必要時(shí)應(yīng)組織專家論證。

2.2.2 沖孔灌注樁。沖孔灌注樁沿著基坑一周連續(xù)布置，是基坑支護(hù)中的重要受力構(gòu)件，其質(zhì)量的好壞直接影響著基坑支護(hù)的可靠性。沖孔灌注樁施工專業(yè)性較強(qiáng)，為保障施工質(zhì)量，應(yīng)交由專業(yè)的施工隊(duì)伍實(shí)施，在施工隊(duì)進(jìn)場(chǎng)前，應(yīng)嚴(yán)格審查其施工資質(zhì)及施工機(jī)械工具是否滿足要求。施工前，應(yīng)熟悉地勘報(bào)告，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)摸排，探明樁位處是否存在管線、構(gòu)筑物等障礙，在清除地下障礙物后，應(yīng)確保護(hù)筒下降到持力層。為保障成樁后的樁形及實(shí)體強(qiáng)度，對(duì)成孔中出現(xiàn)坍孔、孔斜等現(xiàn)象的應(yīng)及時(shí)處理，嚴(yán)格控制混凝土的配合比、坍落度、骨料粒徑、充盈系數(shù)等技術(shù)參數(shù)，施工垂直度偏差、成樁中心與設(shè)計(jì)樁位中心偏差應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)，鋼筋籠的制作安裝應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。為保障支護(hù)樁與冠梁形成整體，須鑿除灌注樁樁頂浮漿并清理干凈，清理后樁頂混凝土強(qiáng)度須滿足設(shè)計(jì)要求，且灌注樁的主筋伸入冠梁長(zhǎng)度應(yīng)不小于700mm。灌注樁排樁施工時(shí)，為保障兩樁互不影響，與前面剛完成混凝土澆筑的樁應(yīng)保持安全距離，可采用間隔成樁的方式進(jìn)行施工。

2.2.3 雙軸水泥土攪拌樁。雙軸攪拌樁在該支護(hù)體系中主要起到截水帷幕的作用，將基坑內(nèi)部與周邊土體隔開(kāi)形成獨(dú)立的作業(yè)空間。在攪拌樁正式施工前應(yīng)按照設(shè)計(jì)標(biāo)高平整場(chǎng)地，探明樁位處障礙物，在清除地下障得物后，組織各參建單位進(jìn)行試樁，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇具有代表性的孔位，為工程提供可靠的工藝參數(shù)。現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)對(duì)攪拌樁的噴漿量、攪拌下沉及上升速度、噴漿壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)安排專人對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，在各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)得到監(jiān)理工程師認(rèn)可前，不得進(jìn)行下一道工序的施工。為保障截水帷幕的密閉性，相鄰兩樁不得出現(xiàn)冷接頭，施工間隔應(yīng)限制在16小時(shí)以內(nèi)，水泥土攪拌樁樁位偏差、樁底標(biāo)高偏差、樁體垂直度偏差、樁徑偏差均應(yīng)保持在允許值范圍內(nèi)。

2.2.4 支撐系統(tǒng)及鋼立柱。支撐系統(tǒng)主要承受由支護(hù)樁樁頂傳來(lái)的水平力，鋼立柱用來(lái)減小水平支撐的跨度，避免水平支撐失穩(wěn)，這三者共同組成了基坑支護(hù)框架體系。施工中，鋼支撐系統(tǒng)中心標(biāo)高、鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力、型鋼鋼材焊接應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。鋼立柱軸線與水平支撐軸線應(yīng)處于同一平面，為防止挖土機(jī)械破壞鋼立柱頂部，應(yīng)在立柱頂部對(duì)應(yīng)地面位置做出明顯標(biāo)記；為保障支撐系統(tǒng)有效發(fā)揮水平支撐作用，同一層的支撐中心標(biāo)高高差、支撐構(gòu)件兩端的標(biāo)高高差、支撐水平軸線偏差均應(yīng)控制在允許值范圍內(nèi)。

2.2.5 坑降水。為保障基坑內(nèi)部正常施工，應(yīng)采取降水措施，常用的降水措施有真空（輕型）井點(diǎn)降水、噴射井點(diǎn)降水和管井井點(diǎn)降水。本工程采用管井井點(diǎn)降水方法，該方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、排水量大、降水較深、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

2.2.6 基坑檢測(cè)。深基坑工程屬于危險(xiǎn)性較大的工程，我們?cè)谑┕ぶ谐艘凑請(qǐng)D紙、技術(shù)規(guī)范等要求實(shí)施外，還應(yīng)采取監(jiān)測(cè)措施。通過(guò)監(jiān)測(cè)掌握在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)與基坑周圍土體的變形位移數(shù)據(jù)，如出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止施工，并由各參建單位協(xié)商采取相應(yīng)措施，在消除安全隱患后，才可以繼續(xù)施工。通過(guò)基坑監(jiān)測(cè)可以更好的保障基坑體系及周邊建筑的安全，確保工程主體結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行。本工程主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)如表1。

表1 基坑監(jiān)測(cè)報(bào)警值

2.3 基礎(chǔ)工程。基礎(chǔ)是建筑物的最終受力構(gòu)件，承載著上部所有的壓力，決定著整個(gè)建筑物的承載力極限，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。因本工程地基土質(zhì)強(qiáng)度較低，選用樁筏基礎(chǔ)。混凝樁采用沖孔灌注樁，樁徑1m，共89根，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化泥巖層。施工過(guò)程中，要確保樁端進(jìn)入持力層的深度滿足設(shè)計(jì)要求，保障單樁承載力達(dá)到設(shè)計(jì)值。灌注樁樁頂嵌入結(jié)構(gòu)底板長(zhǎng)度不小于100mm，使灌注樁與底板形成整體，有利于結(jié)構(gòu)受力。為防止實(shí)際地基土質(zhì)與勘察報(bào)告有差別，在灌注樁施工前之前，應(yīng)組織各參建單位進(jìn)行試打樁，并進(jìn)行靜載試驗(yàn)，以確定單樁豎向承載力和抗拔承載力的特征值。在確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，再施工工程樁。本工程的樁有抗拔要求，基礎(chǔ)為筏板基礎(chǔ)，在打樁時(shí)嚴(yán)禁擾動(dòng)地基，要求預(yù)留2.5～3米土方暫不要開(kāi)挖，等樁基施工完畢后再進(jìn)行二次開(kāi)挖。板底施工縫、變形縫及后澆帶等處施工應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙及規(guī)范實(shí)施，避免因施工質(zhì)量問(wèn)題引起滲漏而影響泵站的正常使用功能。

圖7 基礎(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)施工圖 1

圖8 基礎(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)施工圖2

2.4 穿堤構(gòu)筑物。穿堤構(gòu)筑物是水利工程的一大關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，對(duì)工程的總工期起著決定性作用，通常都是選擇在枯水期開(kāi)始建設(shè)。穿堤構(gòu)筑物的建設(shè)往往需要破防洪大堤，其施工質(zhì)量的好壞影響著大堤的防洪安全，重要性不言而喻。本工程的穿堤構(gòu)筑物包括出水箱涵和防洪閘，其中出水箱涵內(nèi)部截面尺寸為B×H=2.5m×3.0m，長(zhǎng)50m。筆者總結(jié)的施工要點(diǎn)如下：

2.4.1 土方開(kāi)挖。在土方開(kāi)挖前，需在大堤裕溪河測(cè)搭建圍堰，圍堰施工完成后開(kāi)始破堤，為使后期新老大堤結(jié)合牢固，同時(shí)考慮到施工安全，破堤時(shí)應(yīng)按臺(tái)階狀分層開(kāi)挖，自上向下逐漸收縮。開(kāi)挖時(shí)挖土順序、放坡等均應(yīng)保證施工質(zhì)量和安全，堆土遠(yuǎn)離基坑，做好排水工作。加強(qiáng)對(duì)邊坡變形的觀測(cè)，出現(xiàn)緊急情況時(shí)應(yīng)及時(shí)采取措施，確保施工安全。基槽開(kāi)挖后必須由各參建單位共同驗(yàn)槽，如出現(xiàn)實(shí)際地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)條件有較大出入時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施。

2.4.2 穿堤箱涵施工。箱涵底部采用水泥土攪拌樁進(jìn)行地基處理，攪拌樁的單樁承載力及復(fù)合地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。因穿堤部位的特殊性，攪拌樁上部不宜采用砂石等易透水材料作為褥墊層。箱涵的伸縮縫位置因嚴(yán)格按圖紙及規(guī)范要求的構(gòu)造施工，如處理不善，極易造成箱涵滲漏，從而影響防洪大堤的安全。

2.4.3 土方回填。箱涵、翼墻及閘墩兩側(cè)應(yīng)采用力學(xué)性質(zhì)較好的粘土回填，不得含有植物根莖，磚瓦垃圾等雜質(zhì)。填筑土料的含水率應(yīng)嚴(yán)格控制。為使大堤與構(gòu)筑物結(jié)合牢靠，在土方回填前，宜在混凝土表面涂一層泥漿。為防止構(gòu)筑物發(fā)生偏移，兩側(cè)土方應(yīng)對(duì)稱回填，填土分層夯實(shí)，每層厚度為30cm，嚴(yán)禁采用大型機(jī)械碾壓。填土壓實(shí)度及覆蓋土層厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 設(shè)備安裝工程。排澇泵站設(shè)備安裝工程通常會(huì)涉及到預(yù)埋構(gòu)件及二次澆筑，其施工的一大難點(diǎn)在于設(shè)備安裝工程與土建工程的結(jié)合。設(shè)備安裝對(duì)預(yù)埋構(gòu)件位置及尺寸精度要求較高，在施工過(guò)程中一定要核對(duì)準(zhǔn)確，如預(yù)埋構(gòu)件與后期安裝的設(shè)備不吻合，將給后期安裝帶來(lái)麻煩，同時(shí)可能對(duì)結(jié)構(gòu)防水性能產(chǎn)生不利影響；二次澆筑的薄弱點(diǎn)在于混凝土新老結(jié)合面的處理，如處理不善，新老混凝土不能完全融合，同樣會(huì)出現(xiàn)滲漏的情況。

因泵站中的設(shè)備長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境中，容易發(fā)生腐蝕損壞問(wèn)題，為保障泵站的正常運(yùn)行，對(duì)于泵站中的重要設(shè)備，如水泵、拍門、閘門、格柵除污機(jī)等，應(yīng)選用質(zhì)量較好的品牌。

3.結(jié)語(yǔ)

排澇泵站工程通常絕大部分工程量都處于地下，對(duì)于地基土質(zhì)較差的泵站工程，其施工的最大難點(diǎn)在于基坑支護(hù)、地基處理和防滲漏。要保障一座排澇泵站的施工過(guò)程中進(jìn)展順利，質(zhì)量?jī)?yōu)良，重點(diǎn)應(yīng)掌握導(dǎo)流、基坑支護(hù)、地基處理、基礎(chǔ)工程、穿堤構(gòu)筑物、設(shè)備安裝等方面的技術(shù)要求。