泵站沉井施工方法

泵站沉井施工方法

赵良

南京振高建设有限公司 江苏南京 211300

摘要：一种大体积泵站沉井施工方法，该大体积泵站沉井施工方法主要包括如下施工步骤：定位放线→井点降水→挖刃脚土方→换填砂垫层→垫层施工→制作刃脚→绑扎钢筋、加止水钢板→立模→浇筑混凝土→绑扎井壁钢筋→固定预留口→接头处止水钢板焊接→立模→浇筑井壁混凝土→绑扎井壁钢筋→接头处止水钢板焊接→立模→浇筑井壁混凝土→养生→模板拆除→沉井内挖土→沉井下沉→浇封底混凝土→绑扎底板钢筋→底板浇筑→养生→调坡层浇筑、泵基座浇筑→检修平台施工→顶板施工。该大体积泵站沉井施工方法通过刃脚结构上施工结构以及施工工艺的改进，可以有效降低大体积泵站基础建设难度。

关键词：大体积；泵站沉井；施工方法

一、背景技术

随着城市雨污水管网的建设发展，雨污水泵站施工规模越来越大，大体积泵站基础建设难度增大，泵站基础施工采用沉井基础形式安全可靠，因此，采用了一种大体积泵站沉井施工方法。

秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种大体积泵站沉井施工方法，以期达到更具有实用价值性的目的。

二、附图说明

图1为垫层及刃脚结构示意图

图2为沉井立模示意图

图中：1、素混凝土垫层；2、砂垫层；3、井壁；4、刃脚；5、对拉螺杆；6、模板。

三、技术方案

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，提供了一种大体积泵站沉井施工方法。解决了大体积泵站基础建设难度增大的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，通过以下技术方案予以实现：一种大体积泵站沉井施工方法，包括如下步骤：

S1：制作沉井结构；在沉井结构第一节制作后，将结构中心和轴线的控制点引到结构的底梁和井壁上，同时在结构的四角布置沉降观测点，沉井上部结构制作可运用井体的控制点进行测放结构的平面尺寸和控制井体制作的垂直度。

S2：在沉井结构第一节制作后，将沉井结构中心和轴线的控制点引到结构的底梁和井壁上，同时在沉井结构的四角布置沉降观测点，沉井沉井上部结构制作可运用井体的控制点进行测放结构的平面尺寸和控制井体制作的垂直度；

S3：基坑刃脚铺设垫层，并在其上部浇筑混凝土垫层；

S4：在混凝土垫层上铺设砂垫层；

S5：第一层砂垫层铺设后，在砂垫层上沿四周刃脚设置集水井，并接真空泵，施工期间应连续抽水，防止砂垫层浸泡在水中；

S6：模板施工；模板施工工艺流程：测量放线→刃脚内侧模板支护→脚手架搭设→钢筋绑扎→模板安装、加固→复核梁模尺寸、位置→混凝土浇筑→养生→第二段钢筋绑扎→螺杆就位→内模就位→固定内模→外模就位→固定外模→复核梁模尺寸、位置→混凝土浇筑→养生→第三段重复第二层工序。

S7：内外模的稳定采取竖向和横向分节支设，对拉螺杆加固可根据情况做调整，但不超过80cm。每根对拉螺杆设置一道止水钢片，沉井下沉前割除外侧对拉螺杆并用水泥砂浆抹平，减小沉井下沉阻力；模板施工时，应根据结构轴线，弹出模板尺寸线，要求做到尺寸准确，拼缝严密；

S8：混凝土浇筑前所有预留洞口的套环内用十字交叉钢管撑起，拆除模板后随即拆除钢管，并用水泥砂浆砌砖添实洞口；

S9：拆除预留孔洞内的模板，拆模时应避免振动和碰伤孔壁，应能保证混凝土表面不发生塌陷和裂缝；

S10：施工缝处理；

S11：在沉井上、下节井壁间施工缝可设置止水钢板，分节两层混凝土钢板分别埋深15cm,钢板接头严格按焊接要求焊接牢固密实，施工缝凿毛，并用水冲清，充分湿润，不得有积水，沉井接高前，施工缝进行凿毛冲洗干净，使骨料外露，并用同标号水泥砂浆接浆，厚度1-2cm；

S12：混凝土浇筑，开始浇筑时，为了保证导管底部立即被砼堆包围埋住，坍落度可适当减少，导管插入砼内深度一般控制在1m以上，当漏斗已达到最大高度不能再提升时，可拆卸上部的短管，以缩短导管的长度，为此，当导管内的砼下降到预备拆卸的管节下口时，迅速降低导管，使砼停止从导管内流出，然后进行拆除工作；

浇筑临近结束，可采用流动性较大的砼，并适当增加导管埋在砼内的深度。砼表面标高已达到设计标高，并多浇筑10-20cm。在水下砼浇筑过程中，应经常不断测量水下砼面的上升情况，以及扩散半径和施工进度，并根据测量资料控制导管的埋入深度。

S13：井点降水；

S14：埋设护口管，护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土填实封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面30cm-50cm；安装钻机：机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一垂线；钻进开孔时吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，钻进过程中要确保钻机的水平，以保证钻孔的垂直度小于1％，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆比重控制在1.15～1.20，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌；

S15：清孔换浆：为了保证成孔中在含水层部位不形成过厚的泥皮，当钻孔钻至含水层顶板位置时即开始加清水调浆，钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底50cm，进行冲孔，清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至接近1.05，孔底沉淤小于30cm，返出的泥浆内不含泥块为止；

S16：下井管：井管可选用无砂混凝土管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器或找中器，以保证滤水管能居中，下井管过程应连续进行；填砾：填砾前应用测绳测量井管内外的深度，两者的深度值均不能浅于沉淀管的深度以上50cm，填砾过程中应随填随测砾料的高度；

S17：洗井：清除井壁上的泥皮，并把深入到含水层中的泥浆清洗干净，恢复含水层的孔隙；洗井应在下完井管、填好滤料后立即进行；

S18：沉井从下沉开始到下沉结束，分为初沉、中沉、终沉三个阶段；

S19：初沉时井的下沉系数大、重心高、稳定性差，因此取土要均匀、对称，取土时，先取中部土，后取周边土，井内要将土体取成深0.5～1.0m的浅锅底，然后再取周围的土体，刃脚下的土始终高于中间的土面，在该阶段控制点的高差容易偏大，应及时纠偏，对高处多取土，对低处少取土，调整井内刃脚踏面的土反力分布状况，使沉井改变倾斜状态，逐步过渡到垂直方向。初沉阶段测量要求每隔30分钟测一次，平面位移每2小时测一次，当测量报单反映沉井偏差超限时，应及时调整取土部位，但要控制好井内的取土深度，一般取土底面高差不宜大于50cm，当测量报单四角高差较好时，则对称取土继续保持正常状态下沉，但要限制挖土锅底的深度不宜超过1.0m，以防沉井发生突沉事故，应做到勤取、勤测、勤纠、取土均匀，控制好高差，确保沉井在初沉阶段能够进入正确的平面位置；

S20：初沉阶段末期，由于沉井下沉已形成一定的土塞，侧向阻力较大，纠偏因难，四角控制点的高差大10cm，即要求纠偏，纠偏时井内挖土高差小于1m为宜，不得过大，刃脚下的土塞一定要控制好，特别是外侧井壁刃脚下土塞必须控制好，该土体被破易产生涌土，所以挖靠井壁时，锅底位置应控制好，稳定好井壁外圈的土体，同时对井壁外圈流失的土体应及时回填好；

S21：沉井下沉离设计标高2m左右时就进入到终沉阶段，这时要严格控制井内土体高差，以防止井内土过多挖除，导致井的突沉和超沉，取土锅底形状由“凹”面逐步过度到“凸”形反锅底，并且适当放慢取土速度和数量，严格按照均匀对称的原则布置挖土范围，基本以纠偏为主，测标下沉趋势和自沉惯量，测量30分钟一次，高差控制10cm以内，随着沉井继续下沉，可采用大石块抛填刃脚下,并逐渐形成挤土下沉，待沉井离设计标高50cm时需停止取并观察6小时，一般以每小时1cm左右的速度将沉井慢慢进入设计标高，确保沉井平稳，沉井进入设计标高后需继续观察，待沉井全部稳定,以8小时内沉井下沉不大于1cm，即可进行沉井封底；

S22：封底准备：导管上部应用2-3节长度为1m左右短管组成，导管提升后便于拆卸，其余部分导管为减少接头漏水现象，可用长导管组成，其最下部一节底端不应带有法兰盘，以免破坏水下砼和管端部的防水效果，导管内壁表面应力求光滑，误差应小于±2mm，导管应有足够抗拉强度，能承受导管自重和盛满砼后的总重量，拼接后试验拉力不小于上述总量2倍；

S23：清基：沉井在下沉距设计标高2m时，结合封底土塞高度，确保砼封底厚度，并用空气吸泥机清除井内锅底浮泥，并将井墙、底梁等与封底砼接触处冲洗干净。

优选的，所述S5中砂垫层的厚度、回填高度及承载力要求通过计算确定。

优选的，所述刃脚支设可采用砖垫座，混凝土垫层上部支设刃脚模板，刃脚与砖垫座间抹水泥砂浆，干铺油毡一层，然后即可绑扎钢筋，浇筑混凝土。

优选的，所述S6施工时应单面挂线，随着浇筑混凝土的增高要随时用靠尺校正平整度、垂直度：检查模板根部与控制线的关系是否为符合要求，控制线一般距墙边线30cm至50cm；用钢筋或木方把线坠挑出，使线坠垂点至控制线；用盒尺量取模板上口及中间至垂线的距离，距离等于下部距离则模板垂直。

优选的，所述刃脚砖砌胎模待砂垫层上素砼垫层达到一定强度后，根据井位在垫层上精确测放沉井平面位置，砌砖时应用低标号水泥砂浆，并确保刃脚斜面平整，用石灰和少量水泥拌和物粉刷砖砌胎模，砖砌胎模应预留沉井井壁模板拉杆螺丝的孔位。

优选的，所述结构混凝土浇筑以轴线中心或底梁中心开始向四周扩散，最后浇筑井壁；在钢筋密集区泵管无法伸下的位置，可采用面层钢筋先移位，让泵管伸下，待混凝土面上升一定高度后再恢复；混凝土布料要求合理分配、均匀、对称，防止在浇捣过程中产生冷缝。

优选的，所述混凝土浇筑采用分层法施工，每层厚度不大于50cm，上、下层混凝土要呈阶梯形，并保证上、下层混凝土浇捣时间间隔不大于混凝土的初凝时间；振捣混凝土时，应注意控制振捣棒的插入时间和插入位置的间距，要快插慢拔，均匀排列，在振捣上层混凝土时应插入下层15cm左右，以消除二层之间的接缝。

优选的，所述在浇捣结构混凝土时应在井壁上布置沉降观察点，在浇捣过程中和养护期间进行观测，及时掌握沉井下沉量和倾斜量。

优选的，所述沉井刃脚边一般应保留lm宽左右的土堤，使沉井刃脚处挤土下沉，以减少对井周土体的扰动程度，只有当沉井中部土体全部冲除而还不下沉时或纠偏时才可适当冲除刃脚处土体，但严禁掏刷刃脚踏面外侧土体。

优选的，所述S12中漏斗先盛满坍落度较大的砼，然后将球塞慢慢下放一段距离。浇筑时割屡绳索或粗铁丝，同时迅速不断向漏斗内灌入混凝土，此时导管内和球塞，空气和水受混凝土重力挤压由管底排出，砼在管底周围堆成圆锥状，半导管下端埋入砼内。

结束语：综上所述，该大体积泵站沉井施工方法通过刃脚结构上施工结构以及施工工艺的改进，可以有效降低大体积泵站基础建设难度。