大体积泵站沉井施工方法

大体积泵站沉井施工方法

张超1龚浩2樊琼2

1泗洪县水利工程有限公司 江苏宿迁 211900 2江苏熙利建设有限公司 江苏南京 211000

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，发明了一种大体积泵站沉井施工方法。

秉承本相关行业多年丰富的设计开发和实际生产经验，为研究改善现有结构和缺失，为达到更具实用价值的目的，提供一般积泵站沉井施工方法。

二、技术方案

(一)解决的技术问题

针对现有技术不足，提供一般的积泵站沉井施工方法。解决了基础建设难度加大等普遍存在的积水泵站问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，大体积泵站沉井施工方法，包括如下步骤：

S1、制作沉井结构；

S2、沉井结构第一节制作完成后，将沉井结构中心及轴心控制点引至结构底梁及井壁，同时在沉井结构四角布置沉降观测点，可利用井体控制点进行沉井上部结构制作、测放结构平面尺寸及控制井系统工作垂直度等工作，在沉井结构的四角布置

S3、在基坑的刃足上铺一层垫子，再在上面加一层浇注混凝土垫子，使基坑的刃足与基坑的刃足相结合；

S4、在混凝土垫层上铺设砂垫层；

S5、第一层沙垫层铺好后，在沙垫层上沿四周刃脚设置集水井，并与施工中不间断抽水的真空泵连接，防止沙垫层浸泡在水中；

S5 中的垫层厚度、回填高度以及承重要求，最好是通过计算来确定的。

最好的，可以用前面提到的砖垫座的刀脚支座，用刀脚模板支起上面一层混凝土垫层，用水泥砂浆涂在刀脚与砖垫座之间，再用油毡铺上一层干铺，就能绑住钢筋，浇灌混凝土。

S6、模板施工；

最好，上文提到 S6 施工时应单面挂线，随浇筑混凝土的增高随时靠尺校正平垂直度：检查模板根部与控制线之间的关系是否符合要求，控制线一般在 30cm 至 50cm 的离墙边线之间；用钢筋或木方挑出坠线，使坠线垂点移动到控制线上；用盒尺量取模板上口的距离，取中间到竖线的距离，如果把模板竖起来，这个距离和下面的距离是相等的，如果把模板竖起来，这个距离和下面的距离是相等的。

S7、稳定内外模采用竖向和横向分节支设置，拉螺杆加固可视情况进行调整，但不大于 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、拆除预留孔洞中的模板，拆模时要避免对孔壁产生震动和碰伤，以确保混凝土表面不会出现塌陷和开裂现象；

S10、施工缝处理；

S11、沉井上、下节井壁间施工缝可设止水钢板，分两层混凝土钢板各埋设 15 厘米深，钢板接头严格按焊接要求焊接牢固密实，施工缝中凿毛，用水冲洗干净，充分湿润，无积水，施工缝中进行凿毛冲洗，使骨料裸露在外，在沉井接高前，以 1-2 厘米厚的同标号水泥砂浆接浆；

S12、混凝土浇筑，开始浇筑时，为保证导管底部立即被一堆包围埋住，可适当降低坍落度，导管插入的深度一般控制在 1m 以上，当导管内的厚度下降到准备拆卸的管节下口时，导管内的厚度就会降低，这样，导管内的厚度导尿管下降很快，可以控制导尿管底部深度超过 1 米。让它不再从导流槽中流出，然后再进行清理拆除工作；

浇筑接近尾声时，可采用较大流动性的浇筑方式，将埋设在地下的导管深度适当加大。表面高程达到设计高程，多浇注 10~20 厘米。在水下浇筑时，要经常根据测量数据，不断测量水下水面上升幅度、扩散半径和施工进度，并对导管埋设深度进行控制，做到心中有数，有的放矢。

S13、井点降水；

S14、埋设护口管，将护口管底口插入原状土层中，在管道外部施以黏土进行填土封口， 以防施工时出现管道外返浆现象，并使护口管上部高于地面 30cm-50cm； 钻机安装： 机台上要安装稳固的水平，准孔中心要装大钩，转盘要装大钩，垂线要装大钩，三点要装孔中心；为保证钻孔垂直度在 1%以下，大钩钢丝绳在钻孔开孔时上吊，轻压慢转，在钻孔过程中保证钻机水平， 采用孔内自然造浆进行成孔施工， 使钻孔内泥浆比例控制在 1.15~1.20，必须在吊装钻具或停止作业时将孔内泥浆全部压满，防止孔壁垮塌；

S15.清孔换浆： 在钻孔钻到含水层顶板位置时，即开始加清水调浆，钻进设计标高后，将钻杆提至距孔底 50 厘米处再提钻， 打孔清除孔底杂物，同时逐步将孔底泥浆密度调至接近 1.05 处，孔底淤积在 30 厘米以下， 返出的泥浆中不含泥块，以保证在成孔中不在含水层部位形成过厚的泥皮；

S16、下井管：井管可选用无砂混凝土管，下管时为保证下管过程中能连续进行，在下管上下两端各设一套扶正器或找中器，直径在 5 厘米以下，以保证滤水管能居中； 碎石的填充物：填砾前应先用测绳对井管内外深度进行测量，两者深度值均不能比沉淀管深度浅 50 厘米以上，随测碎石高度填砾时应随填随测；

S17、井下冲洗：清除井壁泥皮，深入含水层，使毛孔恢复含水层；当井筒下完，滤料填满后，必须立即对井筒进行冲洗；

S18、沉井从沉起到沉止，分初沉、中沉和终沉三个阶段；

S19、初沉时井下沉系数大，重心高，稳定性差，所以取土要均匀匀称，取土时先取中间土，再取周围土，井内取土要深 0.5~1.0m 的浅锅底，再取周围土，刃脚处的土始终比中间的土面要高，这一阶段控制点的高差容易偏大，应及时纠偏，在高处多取土，这样就能起到良好的效果，在井下取土时，应注意低处少取土，调整井内刃足踏面的土反力分布，使沉井逐渐过渡到垂直方向，从而改变倾斜状态。初沉阶段测量要求每 30 分钟测量一次，2 小时测量一次平面位移，当测报单反映沉井偏差超限时，应及时调整取土部位，但井内取土深度要控制好，一般取土底面高差不应大于 50cm，对称取土在测报单四角高差较好时继续保持下沉正常状态，当测报单四角高差较好时，应及时调整取土部位，以保证井内取土深度控制好，一般取土取土部位要及时进行调整，确保降低取土深度。但对挖土锅底深度限制不超过 1.0 米，做到勤挖，勤测，勤整，取土均匀，控制好高差，确保井在初沉阶段能够进入正确的平面位置，防止井突沉事故的发生；

S20、在沉井内挖土高度差小于 1m 要注意井壁边沿，因此在挖靠井壁时，要控制好锅底位置；

S21、沉井下沉离设计标高约 2m 时进入终沉阶段， 此时应严格控制井内土体高差，以防井内挖土过多而导致井体突沉、超沉，取土锅底形状由“凹”面逐渐过度到“凸”形反锅底，取土速度和取土数量应适当放缓，挖土范围应严格按照均匀对称的原则布置，基本以纠偏为主，同时应严格控制井内土体高差，防止测标下沉趋势及自沉惯量，测量 30 分钟一次，高差控制在 10 厘米以内，随沉井继续下沉，可用大石块在刀脚上抛填，并逐渐形成挤土下沉，当沉井距设计标高 50 厘米时需停止，观察 6 小时，沉井一般以每小时 1 厘米左右的速度缓慢进入设计标高， 以保证沉井稳定。沉井需要在进入设计标高后继续观察，待全部沉井稳定后再进行沉井封底，一般不超过 1 厘米就可以在 8 小时内将其沉入井下；

S22、封基蓄势整理： 导管上部应用 2~3 节长度约 1m 的短管组成，导管提拉后便于拆卸，其余部分导管可选用长导管组成， 以减少接头漏水现象，其最下部一节底端不带法兰盘，以免破坏水下混凝土及管端的防水效果， 导管内壁表面力求光滑，误差应小于± 2mm，导管应有足够的抗拉强度，如能起到较好的抗拉作用，导管的内壁表面应保持光滑，导管的内壁管材内壁表面应保持光滑，能承受管材自重和填充后的总重量，与上文提到的总重相比，拼接后的试验不会降低 2 倍之多；

S23、清基： 当下沉距设计标高 2m 时，应结合封底土塞高度，保证封底厚度，并将井内锅底浮泥用空气吸泥机清除，并冲洗与封底接触的井壁、底梁等处，以保证封底厚度。

三、附图：

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。

四、结语：

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。