某排涝泵站工程施工技术要点分析

杨生意

（巢湖市城市防洪排涝管理站，安徽 合肥 238000）

排涝泵站担负着区域防洪排涝与水生态环境改善的重要任务，在城市防洪排涝工作中起着不可替代的作用，相对于一般水利工程，其具有结构复杂、施工难度大等特点。为保障泵站建设顺利开展，功能达到预期效果，我们在施工期间，应把好技术关，掌握其施工技术要点，并严格落实到建设过程中。本文笔者将结合实际工程，对排涝泵站的施工技术要点进行探讨。

1.工程概述

1.1 泵站简介。巢湖市东坝四站为排涝泵站，泵站设计流量为11m3/s，占地面积2800m2，服务汇水面积110ha，属于中型泵站，主要建筑物级别为III等3级，设有5台潜水轴流泵组，采用4大1小配置，排涝总装机容量1230KW，泵站出水排至裕溪河。主要建、构筑物包括站进水渠道、前池、格栅间、泵房、调蓄池、出水压力箱涵、防洪闸、出水口、变配电间、管理用房、进场道路等。泵站于2021年竣工并投入正常运行，防洪设计标准为30年，校核标准为100年。

1.2 工艺流程。1.2.1旱季时，污水经过雨水泵房中的粗格栅后，再经泵房底部渠道经过细格栅后进入调蓄池前集水池。集水池内污水达到1.00m时，自动启动1台潜污泵，将污水输送至附近市政污水管网。工艺流程图如图1。

图1 旱季工艺流程图

1.2.2 雨季时，初期雨水经过雨水泵房中的粗格栅后，再经泵房底部渠道经过细格栅后进入调蓄池前集水池，集水池内水位达到1.50m时，开启1台潜水轴流泵抽排；水位达到2.20m时，开启2台潜水轴流泵抽排，调蓄池内水位达到5.70m时，停止2台潜污泵；后期雨水经过雨水泵房中的粗格栅后，进入泵房进水前池，当进水前池水位达到3.05m时，开启一台小泵抽排；水位达到3.65m时，开启一大一小泵抽排；水位达到4.25m时，开启二大一小泵抽排；水位达到4.85m时开启三大一小泵抽排；水位达到4.85m时，开启三大一小泵抽排。工艺流程图如图2。

图2 雨季工艺流程图

2.排涝泵站施工技术要点

排涝泵站属于涉水工程，具有结构复杂、施工难度大等特点，为保障其建成后，各项功能正常运行，施工中的每一个环节都不能忽视，施工管理人员必须要掌握相应的施工技术要点，将设计意图落实到位。本文将结合东坝四站工程，从导流、基坑支护、基础工程、穿堤构筑物、设备安装等方面探讨排涝泵站施工技术要点。

2.1 导流工程。为保障泵站所在区域的正常排水，在拆除旧泵站之前，应采取导流措施。施工导流按泄水建筑物型式可分为明渠导流、隧洞导流、涵管导流、孔底导流、淹没基坑法导流、施工过程中的建筑物缺口导流和组合导流等。

结合现场的实际情况，东坝四站工程采用的是明渠与泵排相结合的导流方式，在泵站东侧约150m处新建临时渠道，渠道上口宽8m，深度3m，坡降1/5000。在临时渠道靠近大堤处架设三台雪橇泵，合计流量为3m3/s，通过雪橇泵将临时渠道中的水排到裕溪河，如图。

图3 施工导流图 1

图4 施工导流图 2

明渠导流相对于其他倒流方式，施工程序更加简单，适合于大型机械施工，采用该方法导流，有利于加快进度，节约施工工期。

2.2 基坑支护工程。该工程地基土质较差，土方开挖最大深度达到9m，属于深基坑工程，基坑支护形式采用冲孔灌注桩+一排双轴搅拌桩截水帷幕+一道ø609钢管支撑的支护形式；在基坑中西南角一处存在开挖高差面，本工程采用ø700@500双轴搅拌桩，形成重力式挡墙进行支护，如图5、图6。

图5 基坑支护结构平面图

图6 基坑支撑结构平面图

施工顺序∶场地平整→施工支护墙体及截水帷幕→施工立柱桩→开槽施工冠梁→开挖首层土至支撑下500mm并架设钢支撑→开挖至坑底→地下室结构施工。基坑支护是该工程的重点和难点，其各环节主要技术要求如下：

2.2.1 土方开挖。该工程土方开挖最大深度超过9米，属于超过一定规模的危险性较大的深基坑工程，在施工前应由施工单位编制专项方案，履行相关审批手续，并组织专家论证后方可实施。为了满足设计要求、方便后期施工布局，在土方开挖前，需对基坑周边的场地按照图纸要求的标高进行平整、确保标高数据准确无误；开挖前须确保支护桩强度已达到设计强度，避免对支护体系结构产生破坏，影响整体安全。现场土方开挖施工应遵循“分块，分层、分段开挖”的原则，避免因开挖深度和尺寸过大，而引起局部坍塌或土体变形，土方开挖及底板施工过程速度要快，尽量减少土体暴露时间。在施工过程中，应严格控制基坑周边的施工机械及堆载的安全距离，防止因其引起局部土体坍塌而导致整个支护体系失稳。挖掘机在工作过程中不得触碰支护立柱及支撑，挖出的土不得随意堆放，应由水平运输车辆将其外运。在土方开挖期间对基坑的渗漏、稳定情况须安排专人定时检查、监测，如发现渗水、土体变形过大等问题，应立即时上报，由各参建单位相关负责人，针对出现的问题协商处理方案，必要时应组织专家论证。

2.2.2 冲孔灌注桩。冲孔灌注桩沿着基坑一周连续布置，是基坑支护中的重要受力构件，其质量的好坏直接影响着基坑支护的可靠性。冲孔灌注桩施工专业性较强，为保障施工质量，应交由专业的施工队伍实施，在施工队进场前，应严格审查其施工资质及施工机械工具是否满足要求。施工前，应熟悉地勘报告，通过现场摸排，探明桩位处是否存在管线、构筑物等障碍，在清除地下障碍物后，应确保护筒下降到持力层。为保障成桩后的桩形及实体强度，对成孔中出现坍孔、孔斜等现象的应及时处理，严格控制混凝土的配合比、坍落度、骨料粒径、充盈系数等技术参数，施工垂直度偏差、成桩中心与设计桩位中心偏差应控制在允许范围内，钢筋笼的制作安装应满足设计及规范要求。为保障支护桩与冠梁形成整体，须凿除灌注桩桩顶浮浆并清理干净，清理后桩顶混凝土强度须满足设计要求，且灌注桩的主筋伸入冠梁长度应不小于700mm。灌注桩排桩施工时，为保障两桩互不影响，与前面刚完成混凝土浇筑的桩应保持安全距离，可采用间隔成桩的方式进行施工。

2.2.3 双轴水泥土搅拌桩。双轴搅拌桩在该支护体系中主要起到截水帷幕的作用，将基坑内部与周边土体隔开形成独立的作业空间。在搅拌桩正式施工前应按照设计标高平整场地，探明桩位处障碍物，在清除地下障得物后，组织各参建单位进行试桩，应根据实际情况选择具有代表性的孔位，为工程提供可靠的工艺参数。现场施工人员应对搅拌桩的喷浆量、搅拌下沉及上升速度、喷浆压力进行严格控制，同时安排专人对施工参数进行详细记录，在各项技术参数指标得到监理工程师认可前，不得进行下一道工序的施工。为保障截水帷幕的密闭性，相邻两桩不得出现冷接头，施工间隔应限制在16小时以内，水泥土搅拌桩桩位偏差、桩底标高偏差、桩体垂直度偏差、桩径偏差均应保持在允许值范围内。

2.2.4 支撑系统及钢立柱。支撑系统主要承受由支护桩桩顶传来的水平力，钢立柱用来减小水平支撑的跨度，避免水平支撑失稳，这三者共同组成了基坑支护框架体系。施工中，钢支撑系统中心标高、钢支撑施加预应力、型钢钢材焊接应满足设计要求。钢立柱轴线与水平支撑轴线应处于同一平面，为防止挖土机械破坏钢立柱顶部，应在立柱顶部对应地面位置做出明显标记；为保障支撑系统有效发挥水平支撑作用，同一层的支撑中心标高高差、支撑构件两端的标高高差、支撑水平轴线偏差均应控制在允许值范围内。

2.2.5 坑降水。为保障基坑内部正常施工，应采取降水措施，常用的降水措施有真空（轻型）井点降水、喷射井点降水和管井井点降水。本工程采用管井井点降水方法，该方法具有设备简单、排水量大、降水较深、易于维护等优点。

2.2.6 基坑检测。深基坑工程属于危险性较大的工程，我们在施工中除了要按照图纸、技术规范等要求实施外，还应采取监测措施。通过监测掌握在基坑开挖过程中，围护结构与基坑周围土体的变形位移数据，如出现异常情况，应立即停止施工，并由各参建单位协商采取相应措施，在消除安全隐患后，才可以继续施工。通过基坑监测可以更好的保障基坑体系及周边建筑的安全，确保工程主体结构施工的顺利进行。本工程主要监测指标如表1。

表1 基坑监测报警值

2.3 基础工程。基础是建筑物的最终受力构件，承载着上部所有的压力，决定着整个建筑物的承载力极限，对于建筑结构至关重要。因本工程地基土质强度较低，选用桩筏基础。混凝桩采用冲孔灌注桩，桩径1m，共89根，桩端持力层为强风化泥岩层。施工过程中，要确保桩端进入持力层的深度满足设计要求，保障单桩承载力达到设计值。灌注桩桩顶嵌入结构底板长度不小于100mm，使灌注桩与底板形成整体，有利于结构受力。为防止实际地基土质与勘察报告有差别，在灌注桩施工前之前，应组织各参建单位进行试打桩，并进行静载试验，以确定单桩竖向承载力和抗拔承载力的特征值。在确认满足设计要求的情况下，再施工工程桩。本工程的桩有抗拔要求，基础为筏板基础，在打桩时严禁扰动地基，要求预留2.5～3米土方暂不要开挖，等桩基施工完毕后再进行二次开挖。板底施工缝、变形缝及后浇带等处施工应严格按照图纸及规范实施，避免因施工质量问题引起渗漏而影响泵站的正常使用功能。

图7 基础现场施工图 1

图8 基础现场施工图2

2.4 穿堤构筑物。穿堤构筑物是水利工程的一大关键节点，对工程的总工期起着决定性作用，通常都是选择在枯水期开始建设。穿堤构筑物的建设往往需要破防洪大堤，其施工质量的好坏影响着大堤的防洪安全，重要性不言而喻。本工程的穿堤构筑物包括出水箱涵和防洪闸，其中出水箱涵内部截面尺寸为B×H=2.5m×3.0m，长50m。笔者总结的施工要点如下：

2.4.1 土方开挖。在土方开挖前，需在大堤裕溪河测搭建围堰，围堰施工完成后开始破堤，为使后期新老大堤结合牢固，同时考虑到施工安全，破堤时应按台阶状分层开挖，自上向下逐渐收缩。开挖时挖土顺序、放坡等均应保证施工质量和安全，堆土远离基坑，做好排水工作。加强对边坡变形的观测，出现紧急情况时应及时采取措施，确保施工安全。基槽开挖后必须由各参建单位共同验槽，如出现实际地质情况与设计条件有较大出入时，应采取相应措施。

2.4.2 穿堤箱涵施工。箱涵底部采用水泥土搅拌桩进行地基处理，搅拌桩的单桩承载力及复合地基承载力应满足设计要求。因穿堤部位的特殊性，搅拌桩上部不宜采用砂石等易透水材料作为褥垫层。箱涵的伸缩缝位置因严格按图纸及规范要求的构造施工，如处理不善，极易造成箱涵渗漏，从而影响防洪大堤的安全。

2.4.3 土方回填。箱涵、翼墙及闸墩两侧应采用力学性质较好的粘土回填，不得含有植物根茎，砖瓦垃圾等杂质。填筑土料的含水率应严格控制。为使大堤与构筑物结合牢靠，在土方回填前，宜在混凝土表面涂一层泥浆。为防止构筑物发生偏移，两侧土方应对称回填，填土分层夯实，每层厚度为30cm，严禁采用大型机械碾压。填土压实度及覆盖土层厚度应满足设计要求。

2.5 设备安装工程。排涝泵站设备安装工程通常会涉及到预埋构件及二次浇筑，其施工的一大难点在于设备安装工程与土建工程的结合。设备安装对预埋构件位置及尺寸精度要求较高，在施工过程中一定要核对准确，如预埋构件与后期安装的设备不吻合，将给后期安装带来麻烦，同时可能对结构防水性能产生不利影响；二次浇筑的薄弱点在于混凝土新老结合面的处理，如处理不善，新老混凝土不能完全融合，同样会出现渗漏的情况。

因泵站中的设备长期处于潮湿环境中，容易发生腐蚀损坏问题，为保障泵站的正常运行，对于泵站中的重要设备，如水泵、拍门、闸门、格栅除污机等，应选用质量较好的品牌。

3.结语

排涝泵站工程通常绝大部分工程量都处于地下，对于地基土质较差的泵站工程，其施工的最大难点在于基坑支护、地基处理和防渗漏。要保障一座排涝泵站的施工过程中进展顺利，质量优良，重点应掌握导流、基坑支护、地基处理、基础工程、穿堤构筑物、设备安装等方面的技术要求。