取水泵房沉井施工技术及其应对措施研究

取水泵房沉井施工技术及其应对措施研究

吴中豪

安庆市水利水电规划设计院    安徽安庆  246003

摘要：随着国家的发展，沉井施工技术在地下建筑中应用非常广泛，目的是通过机械作用将水提升到我们需要的特定位置的原始水位，在重力势能作用下也方便流动。由于沉箱不需要很大的场地，在使用沉箱时可以有效避免因场地原因开挖难度过大的问题。技术和质量的研究工作也是沉箱建设的重点。

关键词：取水泵房沉井；施工技术；措施

引言

沉井是利用自重来抵抗井壁摩阻力后下沉到设计标高，经过混凝土封底，使其成为结构物本体或基础，主要由刃脚、井壁、底板、内隔墙、支撑梁柱等构成。沉井埋置深度范围较广，其作为基坑开挖整体性强、安全性好，能承受较大的水平及竖向荷载作用。沉井作为挡土、挡水构筑物，在下沉过程中本体可以作为围护结构，故简化了施工。

1取水泵房沉井施工的技术要求

1.1施工计划

取水泵房的施工要求非常高，它常常建在地势较低处，因为这样能保证在枯水位时水泵能够取水，在洪水位时取水泵房不会受到严重影响。施工项目需要完成众多的步骤与项目，同时为了减少工期，需要考虑到各个方面的影响因素，进而对项目流程进行协调规划。首先为了能保障大型机械设备的正常使用，以及堆放材料区域的划分等，沉井外侧需要填筑一定的空间。另外，针对工程的施工特点，也需要对进度和计划进行调节安排。具体来看，施工人员需要按照事先设计好的方案准备好设备与材料，并融合各个部门对施工图展开研究，重点对各个环节的施工步骤进行分析。

1.2材料与设备的规划

取水泵房工程项目的材料重点在于钢筋水泥与商品混凝土，包括一些防水材料等。材料进场原则一般按照施工的要求来安排，以保障施工质量与进度。由于一些不确定因素的存在，例如生产厂家问题、环境气候问题等，施工方需要重点保障工期按时完成。根据项目计划安排，水泥、钢筋、木质模板等材料都应该提前准备，项目部需要与生产厂家提前确定材料使用量，要在取水泵房的进水口前设置好栅栏条，在进水口后面布置好网格，从而实现对取水泵房的双重保护。

1.3现场布置

现场布置包括人员调度与现场的平面布置。人员调度方面，需要项目部结合工程技术的特点来指导施工人员共同完成，并保障工作效率。尤其是在安排管理人员时需要统筹规划，如果施工工期要求严格，还需要额外增加施工人员。

3沉井下沉施工技术

3.1沉井下沉前准备

（1）沉井下沉时，第一节井体混凝土须满足设计强度要求，第二节井体混凝土须达到设计强度的70%以上。根据计算和实际效果，沉井下沉前7d开始降水，下沉前检查所有降水井，保证降水井抽排水正常。（2）检查沉井下沉施工的弃土场，以做好各项准备。清理沉井内各类杂物。主要用水直接从中沟河或廖家沟河道中抽取，可确保水量充足。（3）选用9台TSW50-7级水泵，八用一备。每小时提供压力为10～14kg/cm2的水源约500m3，以满足井下最多8个区域的高压泵用水。（4）沉井之前，应对各个井格内已安装好的井水管路、泥浆泵管路、高压泵及水枪进行运行检查。清理沉井结构上的物件，嵌补好对拉螺栓留下的凹口。（5）沉井内外应留置通道，保证施工人员进出安全。同时，在井壁上口应设置栏杆，保证技术人员进行施工监测的安全。根据高程控制点，在沉井井壁外侧四角用油漆涂刷水准尺，在井体上设置位移观测点。（6）对沉井外井壁上的迎土面孔洞进行封堵，沉井顶管进洞穿墙套管内要用钢板加设支撑封堵，并在管内中心处设一水平支撑，以防止工字钢弯曲变形拔不出来，沉井下沉到位后，在顶管出洞时依次拔除工字钢。（7）沉井下沉前需对施工人员进行施工技术和安全技术交底，排好施工值班表，施工、技术环节均需专人值班。（8）沉井下沉需要连续作业，不能中断，夜间作业时必须保证供电正常。如遇到特殊原因需要停电，一定要提前通知，以便做好稳定沉井的相关安全、质量措施，并应在井下作业人员撤离作业面后才能断电，断电期间需加强观测。突然停电不仅可能导致沉井失稳，而且更可能危及井下作业人员的生命安全。

3.2沉井排水下沉

在沉井下沉施工时，采用高压水泵供给高压水，通过高压射水冲刷土层并搅动形成泥浆，再用泥浆泵将泥浆排到井外，使沉井下沉。这种施工方法，设备简单，效果显著，且已经积累了不少施工经验。（1）水力机械出土的基本原理。沉井水力机械出土就是利用高压射水对土层进行切割、冲刷、搅动，再将所形成的泥浆排除的全部过程。其中，高压泵供给高压射水，泥浆泵抽排泥浆。（2）水力机械设备。沉井下沉所使用的水力机械设备主要为高压水枪、进水管路、高压水泵、泥浆泵、排泥管等。沉井下沉时所需的水力机械的套数根据沉井的大小及土方量而定，通常一台17kW的高压泵配1台15kW泥浆泵24h出土量可按100～200m3计算。（3）水力冲吸取土施工技术。冲土时，先在沉井中央冲挖出一个直径约为2m、深度大于1m的圆形集水坑，再用高压水枪以集水坑为中心向四周冲出4条左右的水沟，水沟的纵向坡度约5%，然后向四周开挖锅底。为了防止沉井突沉、偏位、倾斜，以及减少对井外土层的扰动，应在沉井刃脚旁保留宽1m左右的土埂。待锅底开挖完成后，再逐步均匀地冲挖土埂，先超挖四角，再冲挖四周，最后冲挖定点处，使沉井平稳下沉。对于远离集水坑的井格，当冲挖四角和井壁土埂时，为了保证泥浆向集水坑流淌顺畅，减少泥浆在水沟内的泥砂沉淀，应采用高压水枪反复冲刷和搅动。这样既可以保证水沟内泥浆流淌顺畅，又可使集水坑内泥浆便于搅动和抽排，同时还能保证集水坑的深度和泥浆泵网罩的清洁。

4沉井下沉的质量控制

4.1正常下沉阶段的质量控制

①降水阶段保持稳定后，不均匀沉降可使沉井底部深度增加到2m以内的底深度，加快土壤冲刷速度，减少地面反应，从而降低下沉阻力，提高施工速度。②下沉时，应均衡开挖，不均匀沉降，在排土中心部位，然后卸下土体边缘，跟踪和监测威尔斯土层的高程。所有不超过1.0m。施工中，如发现异常，及时整改，严禁地方沉井搁置。做好施工记录，绘制下沉时间和下沉深度曲线。当沉井突然下沉，密切注意超重型，制定应急预案。

4.2终沉阶段的质量控制

①最后一个阶段是下沉到最后2m的时候，挖土时，由于缓慢的水流速度和水流速度，使凹底平底平底锅逐渐过渡到凸形。许多出土，必须均匀对称布置的开挖范围。当控制点周围沉井高度相差大于20cm时，应及时纠正，调整井深的纠偏措施。最后结算价是沉井的关键阶段，因此必须加强每1h监测提供分析报告监控，以控制下沉。②确定最终沉降高度在叶片边缘约10cm时，底部沉箱梁的要求必须全部使用在适当高度的土壤表面和土壤中。曾经是这家公司的前沿T表面高成符合设计要求，后10cm，应立即停止挖到井内填石渣，脚下的小镇，并密切注意观察在下沉不超过1cm的24h内，应立即组织混凝土封底。下沉到位，每小时高成曾观察到四个角落的沉箱。

结语

泵站沉井施工在现代化建设的中发挥着巨大作用，应用也越来越广泛，如灌溉、饮用等一系列工程项目，而在实际的水电站取水泵站沉井施工过程中，缺乏技术参考依据。但是，靠着多年的施工经验，克服各种困难，继续探索，根据实际现场，调整计划，也可以提供可靠的建设经验。结合地质特征调研情况有针对性地设计沉井下沉方案，包括降水方案、防渗帷幕、降水井等。施工前必须布置应急预案，施工中对关键工序必须进行跟踪监测，发现问题及时纠正，确保沉井匀速缓慢地下沉，保证工程质量达到设计要求。

参考文献

[1]王思建.沉井施工中的纠偏及其他常见问题分析与处理[J].科技创新导报，2021（9）.

[2]刘东斌.较深大型沉井下沉施工技术初探[J].科技经济市场，2021（4）.