大型排涝泵站工程施工技术重点难点与对策措施

陈惠达，阮耀源

（浙江艮威水利建设有限公司,浙江 宁波 315800）

1 工程概况

姚江二通道（慈江）工程是浙江省委省政府确定的姚江奉化江流域洪涝治理“6+1”工程的重要组成部分。工程通过慈江沿线三座梯级抽排泵站,将姚江干流洪水分流直排入海,提高姚江干流东排能力,缓解宁波中心城区防洪排涝压力,提升江北、镇海片区防洪减灾能力,并改善区域水生态环境质量。处于慈江水系末端的大（1）型排涝泵站——澥浦闸站设计排涝流量250 m3/s（5台×50 m3/s）,属Ⅰ等工程。

2 工程的重点难点

（1）工程区域水文地质条件复杂,地基承载力低。工程位于浙江省东部沿海,属亚热带季风气候区,4月~10月受梅雨和台风影响,雨量丰沛。7月~9月气温较高,极大值38℃~40℃,1月份最低,最低值为-9℃~-10℃。工程区为海相沉积平原,地层岩相多变,上部为全新统（Q4）海陆交互相堆积物,下部为上更新统（Q3）冲积相堆积物及侏罗系（J）基岩,区内第四系松散沉积物以淤泥质土为主,其厚度变化较大,达23.2 m~63.8 m。地下水主要为第四系覆盖层中的孔隙潜水、承压水和基岩裂隙水,地下水位埋深为0.10 m~4.10 m,地下水位动态与大气降水和河床水位关系密切。

（2）基坑开挖深度大。设计闸泵基坑开挖至高程-12.20 m,基坑最大开挖深度达14.8 m,基坑支护、开挖难度高。

（3）流道结构复杂,单体高度高、体积大,温控防裂要求高。进出水流道均为异形渐变结构,进水流道由宽10.7 m高5.6 m的矩形断面通过渐变段缩小至直径Φ4083 mm圆形断面,在流道中间布置电机竖井,出水流道由直径Φ4083 mm圆形断面按一定的扩散角渐变至宽9.5 m高6.0 m的矩形断面,进出水流道中间分别设置电机竖井和隔流墩；流道混凝土一次性浇筑高度7.15 m,单体混凝土量约2500 m3,温控防裂是大体积混凝土施工的难题。

（4）单机流量50 m3/s的竖井贯流泵创国内同类型泵新高,无成功案例可循,设备生产制造面临许多技术难题。

（5）安全管理要求高。本工程节点工期紧,土建、钢结构、幕墙、金结、机电、装修等专业同步施工,交叉作业,对安全管理提出了更高的要求。

3 对策与措施

3.1 采用钻孔灌注桩基础提高地基承载力

根据地勘资料,闸泵下地基土层为Ⅱ1淤泥质粘土,地基承载力为60 kPa,不能满足承载力要求,采用桩基础作为泵闸的地基处理方式,桩基类型为摩擦端承群桩,桩底进入Ⅹ3弱风化凝灰岩持力层适当深度。同时通过试桩合理选择桩型、桩长,确定桩基的竖向和水平承载力,并验证桩基施工工艺和钻孔机具是否合理。应用新技术新工艺,提高基础钻孔灌注桩成桩质量。

3.2 采用永临结合的基坑支护结构,提高基坑的稳定性和经济合理性

考虑到本基坑工程具有面积大、范围广、开挖深度深、地下水位高、深厚淤泥质土、渗透性差、降水困难、工期要求紧等特点,采用双排钻孔灌注桩加设一道钢筋混凝土水平内支撑、止水土帷幕、局部范围增设一道锚杆的支护方案,锚杆采用软土地区抗拔承载力高、施工质量可靠、变形小、较稳定的高压旋喷锚杆,大大提高了基坑的稳定性和安全性；排桩与工程桩型相同,可作为安装场下的基础工程桩和进、出水池挡墙工程桩利用,节约工程投资,体现了方案的经济合理性。泵站进水前池和进水池侧翼墙剖面见图1。

图1 泵站进水前池和进水池侧翼墙剖面图

3.3 创新和改进大体积混凝土施工方法和工艺

（1）合理设置浇筑块,确定施工的先后顺序。泵室流道按照设计结构缝分为六大块,并采用先浇筑左右对角块后浇筑中间块的施工顺序,以确保基坑基底应力均衡。

（2）流道为空间异型曲面形状,为确保支模架安全和流道线型满足图纸及规范要求,采用木模加钢内衬的方式。首先对流道承重模板支撑体系进行设计、验算,确定承重支模架结构形式和对材料的要求,然后在木工车间根据设计单线图按1∶1比例放样制作龙骨,最后在现场放好样的位置上准确拼装龙骨形成架体,架体上覆盖二层木板成型。钢内衬由专业厂家定制,现场固定采用环筋及锚筋,内部采用钢管支撑固定,施工过程中应注意钢衬与木模板结合部位的连接牢固可靠,防止跑模漏浆和模板上浮。流道异形曲面单线图见图2。

图2 流道异形曲面单线图

（3）控制混凝土浇筑间歇时间和分层厚度。为减少先浇底板混凝土的约束,流道混凝土与底板混凝土浇筑的间歇时间控制在5 d~7 d。流道混凝土最大厚度7.15 m,采用分层浇筑,两侧均匀对称上升,一般每层厚度控制在50 m/h~80 m/h以内,其中流道中心线以下混凝土浇筑速度控制在30 cm/h~40 cm/h内,避免对渐变圆弧段模板产生过大的上浮力。

（4）为确保大体积混凝土结构的整体性,改变常规分层分次施工方法为一次性连续浇筑,浇筑工艺和方法严格按照规范的要求,消除了分层施工的错台现象,提高了砼的外观质量,有效缩短工期,提高施工效率。

（5）严格控制商品混凝土的配合比和塌落度,选用低水化热水泥,内掺水泥重量6%~8%的膨胀剂及0.8 kg/m3的聚丙烯纤维,预埋冷却水管和测温设备,合理选择浇筑时间,尽量避开高温季节,严格控制混凝土入仓温度和混凝土内外部温差,及时通水冷却,降低混凝土的温升,实时监控内外温差变化情况。加强对新浇筑混凝土的养护,低温大风季节采取挡风和表面保温等技术措施,由于措施得当,流道混凝土表面温度裂缝得到了有效地控制。

3.4 设计与设备制造深度融合,攻坚克难

在国内尚无同类型同等别泵组生产经验可循的情况下,通过一系列措施择优选取设备制造供应商；在制造过程中,设计与生产制造无缝对接,多次召开设计联络会和设备制造工艺评审会,并委托资深第三方对生产制造全过程进行跟踪检测,保证了大直径泵型的轴系稳定性,攻克了瓣结构制造精度和安装精度控制等技术难点。

3.5 落实主体责任,强化安全监管

针对本工程规模大,工期紧,结构复杂,专业交叉多,安全管理目标要求高,施工管理任务重的特点,首先,明确安全生产责任主体,层层落实安全生产责任制,分解安全生产目标,全面落实安全教育培训和安全技术交底制度,严格操作规程；其次,结合实际深化编制专项施工方案,制订安全技术措施,对超过一定规模的危险性较大的单项工程组织召开专家论证会；第三,加大对现场安全监管的力度,做到安全管理不留死角,发现并及时消除安全隐患,多专业交叉作业时,要明确各专业的施工内容、先后顺序和轻重缓急,加强专业间协调,切实做到安全防护措施先行。

4 结语

工程建成投运以来,各项工程监测数据正常,运行安全可靠,为本地区的防洪、排涝发挥了显著的社会效益,实现了工程的设计功能目标。施工管理技术的创新和实践,是提高水利工程施工质量与施工安全的有力保障,只有在施工中注重每一个重点难点问题,研究解决问题的对策方案,才能确保工程顺利的实施。