某泵站重建工程主要施工方法

黃小果

（河南潤(rùn)旺建筑工程有限公司，河南 南陽(yáng) 474350）

1 原泵站存在的問(wèn)題及重建工程內(nèi)容

1.1 原泵站存在的問(wèn)題

原泵站存在的主要問(wèn)題有：一是原泵站建成于20 世紀(jì)60年代，工程建設(shè)年代久遠(yuǎn)，設(shè)備老化陳舊；二是區(qū)域內(nèi)排水體系發(fā)生變化，造成原泵站排澇標(biāo)準(zhǔn)低，工程排澇能力明顯不足；三是區(qū)域內(nèi)澇災(zāi)嚴(yán)重，修建臨時(shí)支渠應(yīng)急泵站仍無(wú)法永久解決區(qū)域澇災(zāi)問(wèn)題；四是現(xiàn)有涵閘建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)施簡(jiǎn)陋，與快速發(fā)展的區(qū)域經(jīng)濟(jì)不相匹配。

1.2 重建工程內(nèi)容

重建工程主要任務(wù)是排澇、防洪兼顧改善區(qū)域內(nèi)水景觀環(huán)境。工程的建設(shè)確保圍內(nèi)在不超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的暴雨時(shí)不致災(zāi)，達(dá)到設(shè)計(jì)排澇要求。

主要建設(shè)內(nèi)容：重建電排站1座，設(shè)計(jì)排澇流量27.50 m3/s，重建自排閘1座，設(shè)計(jì)自排流量39.70 m3/s，配套建設(shè)泵站和自排閘的附屬建筑物等。此項(xiàng)目為Ⅲ等中型泵站，電排站的主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。

2 主要的施工方法

2.1 施工導(dǎo)流與上下游圍堰

2.1.1 施工導(dǎo)流

2.1.1.1 施工流程

場(chǎng)地接收后先清理→放導(dǎo)流明渠線→打鋼板樁→挖運(yùn)導(dǎo)流明渠土方并實(shí)施頂撐支付→臨時(shí)排澇站土建及機(jī)泵安裝。

2.1.1.2 導(dǎo)流明渠

為有效解決施工期間的排水，勢(shì)必要在上下游圍堰的一側(cè)新開一條導(dǎo)流明渠。施工前，先按施工圖在原泵站左岸放出導(dǎo)流明渠位置線，并按圖紙要求在該明渠的兩側(cè)打拉森鋼板樁，然后開挖明渠內(nèi)1.00～1.50 m深的土方，再焊接對(duì)撐的工字鋼以及鋼管，最后將渠底一次性開挖到設(shè)計(jì)的底高程。

2.1.2 內(nèi)外河圍堰施工

施工圖揭示，內(nèi)外河圍堰分一期和二期來(lái)實(shí)施。在主施工期開工前，分別在現(xiàn)狀原泵站的上下游分別構(gòu)筑鋼板樁黏性土（袋裝砂）圍堰；第二期，在自排閘以及上下游水下部位具備過(guò)水條件時(shí)，拆除一期實(shí)施的內(nèi)河圍堰，然后區(qū)別上下游、左右岸分別以拉森Ⅳ新型鋼板樁與袋裝土相結(jié)合的方法構(gòu)筑對(duì)應(yīng)的圍堰，各個(gè)擊破地將現(xiàn)狀河岸與主體擋墻聯(lián)為一體。

此工程的圍堰級(jí)別為5 級(jí)，（一期）外圍堰洪水標(biāo)準(zhǔn)取20年一遇洪水位5.01 m，（一期）內(nèi)圍堰設(shè)計(jì)水位取內(nèi)河最高控制水位3.30 m。鋼板樁全部為拉森Ⅳ新型鋼板樁，其主要參數(shù)滿足b=40 mm，h=360 mm，t1=14.8 mm，t2=10 mm，板樁壁慣性矩=39 600 cm4/m。

由于內(nèi)外河圍堰歷經(jīng)兩個(gè)全汛期，期間遭遇過(guò)多個(gè)臺(tái)風(fēng)，項(xiàng)目部結(jié)合基坑監(jiān)測(cè)，落實(shí)有專人巡查、定期觀測(cè)變形情況；安排專人對(duì)圍堰外河水位進(jìn)行觀測(cè)以及對(duì)圍堰檢查，發(fā)現(xiàn)意外情況及時(shí)匯報(bào)處理，確保了圍堰在整個(gè)施工期內(nèi)萬(wàn)無(wú)一失。

2.2 土方工程

2.2.1 基坑土方開挖

首先拆除掉原構(gòu)筑物，然后圍繞關(guān)鍵線路，著手安排主泵房、防洪閘以及自排閘的基坑支護(hù)和土方開挖。

受發(fā)包人征地因素影響，整個(gè)項(xiàng)目均不具備放坡大開挖條件，只能依賴于鋼板樁支護(hù)才能逐塊實(shí)施構(gòu)筑物的基礎(chǔ)處理和下部結(jié)構(gòu)施工；又由于無(wú)場(chǎng)區(qū)順?biāo)飨蚺R時(shí)施工道路布置的可能，只有在實(shí)施完自排閘基底共26 根鉆孔灌注樁后先在其上借道，最終在搶出下游水下工作量后，再依次自下游而上游把自排閘完整做起來(lái)。

初始，基坑土方開挖從主泵房起，使用2 臺(tái)挖掘機(jī)將土先挖至樁機(jī)操作平臺(tái)所示的高程，由5輛自卸車運(yùn)送至發(fā)包人指定的余泥收納場(chǎng)；為積極響應(yīng)省市區(qū)有關(guān)揚(yáng)塵管控的號(hào)召，車輛離開工地前必經(jīng)洗車槽且配備了專人沖洗，盡管如此，為防拋灑滴漏，還再安排專人沿主干道清掃自卸車所行駛的路線，確保不污染環(huán)境。

隨著主泵房結(jié)構(gòu)的不斷上升，再自下游而上游地開挖前池、清污橋包括兩側(cè)擋墻等的基底土方。

2.2.2 土方填筑

土方回填前，先取具有代表性土樣做擊實(shí)試驗(yàn)，以確定最優(yōu)含水率和最大干容重。填筑時(shí)，并根據(jù)填土土料特性、壓實(shí)度指標(biāo)以及填土高度等因素，預(yù)留足夠的沉陷量。

主泵房、防洪閘、穿堤箱涵等構(gòu)筑物處的回填，按設(shè)計(jì)要求選用開挖出的粉質(zhì)黏土，并使土料中黏粒含量10%～35%，塑性指標(biāo)宜為7～20，且不含植物根莖、磚瓦、垃圾等雜質(zhì)，不允許利用原開挖出的淤泥質(zhì)土。

回填土施工過(guò)程中，主要通過(guò)以下工作來(lái)保證回填土的質(zhì)量：①回填前，先清除建筑垃圾等雜物，報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，再施工。②控制回填土料的含水率，視具體情況采取翻曬或?yàn)⑺拇胧?。③按確定的坯層厚度，用挖掘機(jī)攤鋪并碾壓密實(shí)，在分段填筑時(shí)，各段土層之間設(shè)定標(biāo)志，以防漏壓、欠壓，并保持上下層分段位置搭接位置錯(cuò)開。

2.2.3 擋墻后中粗砂填筑

此項(xiàng)目?jī)?nèi)外河左右岸擋墻主要以鋼筋混凝土扶壁式和懸臂式擋墻為主，與現(xiàn)狀河道相接除外河右岸為蜂巢擋墻其余是素混凝土重力式擋墻。鋼筋混凝土擋墻后設(shè)計(jì)是緊貼擋墻的3.50 m 寬范圍，填筑拆除下來(lái)的樁基中粗砂施工平臺(tái)，其余區(qū)域填筑黏性土。而實(shí)際由于攪拌樁中的水泥漿已充填進(jìn)中粗砂空隙，達(dá)不到預(yù)期愿望，后設(shè)計(jì)變更為新購(gòu)中粗砂進(jìn)行填筑，經(jīng)檢測(cè)，壓實(shí)后的中粗砂相對(duì)密度均大于0.65，全部滿足設(shè)計(jì)要求。

2.3 基礎(chǔ)處理工程

該項(xiàng)目的基礎(chǔ)處理施工內(nèi)容主要有：①主泵房和檢修間采用Φ500水泥土攪拌樁圍封、防洪閘與自排閘基底設(shè)Φ500水泥土攪拌樁防滲墻。②扶壁式擋墻c基底Φ500水泥土攪拌樁格柵狀布置。③對(duì)主泵房和檢修間、防洪閘，改原端承型樁鉆孔灌注樁為Φ500水泥土攪拌樁加3:7水泥土褥墊層復(fù)合地基，先前已實(shí)施的34根鉆孔灌注樁當(dāng)攪拌樁單樁使用。④自排閘基底26 根Φ800 鉆孔灌注樁。⑤副廠房區(qū)域共9 根沖孔灌注樁，其中Φ1 000直徑的1根，其余為Φ800樁。⑥清污橋、自排閘進(jìn)水涵、檢修門庫(kù)、擋墻等區(qū)域采用剛性樁復(fù)合地基，為Φ300 直徑A型PHC管樁；剛性樁與基礎(chǔ)之間設(shè)碎石墊層。⑦在上下游的擋墻后還設(shè)計(jì)有阻滑樁，該特種支護(hù)樁用C80預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土澆制，直徑Φ500 mm。

2.4 水泥土攪拌樁施工

2.4.1 概述

2.4.1.1 圍封及防滲墻

根據(jù)補(bǔ)勘前巖土工程勘察資料，泵房和檢修間采用Φ500水泥土攪拌樁圍封，水泥土攪拌樁咬合200 mm，有效墻厚為700 mm，平均樁長(zhǎng)按10 m控制；防洪閘和自排閘下設(shè)Φ500 水泥土攪拌樁防滲墻，水泥土攪拌樁咬合200 mm，有效墻厚為400 mm，有效樁長(zhǎng)為8 m；采用ZKD85B-3 型三軸攪拌樁機(jī)進(jìn)行施工。

2.4.1.2 水泥土單樁

對(duì)主泵房和檢修間、防洪閘，設(shè)計(jì)變更改原端承型樁鉆孔灌注樁為Φ500水泥土攪拌樁加3:7水泥土褥墊層復(fù)合地基；先前已在防洪閘區(qū)域?qū)嵤┑?4根鉆孔灌注樁也當(dāng)攪拌樁單樁使用；當(dāng)在防洪閘范圍內(nèi)打設(shè)攪拌樁時(shí)，樁位與已施工的鉆孔灌注樁樁位發(fā)生沖突時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況作相應(yīng)的調(diào)整；根據(jù)地基土特性，采用SP-5型攪拌樁機(jī)進(jìn)行施工。

2.4.2 施工準(zhǔn)備

水泥摻入比：根據(jù)工程的地質(zhì)條件，按設(shè)計(jì)提供的20%（67 kg/m）水泥摻入比以及《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行工藝性試樁后再進(jìn)行全面施工。

添加劑：采用2%的石膏和0.20%的木質(zhì)素磺酸鈣。

水灰比選擇：根據(jù)多年來(lái)水泥土攪拌樁的施工經(jīng)驗(yàn)，水泥漿液中的水泥用量與軟土地基天然體積之比一般為12%～18%，此項(xiàng)目水泥漿的水灰比按0.50進(jìn)行控制。水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥等級(jí)為42.5 R。

構(gòu)筑施工平臺(tái)：水泥土攪拌樁施工前，根據(jù)原泵站拆除后的具體工況，將原擋墻或原擋墻外側(cè)的拋石及雜物全部清除干凈，以免影響水泥土攪拌樁成樁。攪拌樁樁機(jī)施工平臺(tái)均為1 m厚的中粗砂鋪筑而成。

2.4.3 施工工藝

該項(xiàng)目水泥土攪拌樁采用濕法施工，“四噴四攪”工藝成樁；注漿額定壓力不小于50 MPa，水泥土攪拌樁樁位允許誤差小于50 mm，垂直度允許偏差小于1 %。

①根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行平面布置，安排施工供水，布置水泥制漿及泵送系統(tǒng)，送漿距離20 m左右。②按設(shè)計(jì)圖紙要求，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣，定出軸線及樁位。③為避免噴漿孔堵塞，水泥土攪拌樁自樁基施工平臺(tái)開始便按照水泥土攪拌樁的施工技術(shù)要求進(jìn)行送漿、攪拌。

2.4.4 施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的處理方法

基坑開挖后發(fā)現(xiàn)泵房局部區(qū)域現(xiàn)狀存在有木樁，為不影響水泥攪拌樁的施工，已將這些木樁全數(shù)拔除出界。

施工過(guò)程中，局部區(qū)域發(fā)現(xiàn)存在著既往施工的攪拌樁，通過(guò)抽芯檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量較差，設(shè)計(jì)變更時(shí)通過(guò)在這些攪拌樁之間進(jìn)行補(bǔ)打新水泥攪拌樁的方式進(jìn)行了加強(qiáng)。

由于主泵房與防洪閘基礎(chǔ)不同高，按先深后淺的施工程序在實(shí)施完主泵房后墻，再通過(guò)采用回填的方式才能打設(shè)防洪閘區(qū)域的攪拌樁。施工中，嚴(yán)格控制該區(qū)域的回填土壓實(shí)度。

2.4.5 樁身質(zhì)量檢測(cè)

2.4.5.1 檢測(cè)依據(jù)

按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)。

2.4.5.2 檢測(cè)項(xiàng)目

水泥土攪拌樁的檢測(cè)項(xiàng)目包括樁身強(qiáng)度檢測(cè)和樁身完整性檢測(cè)。

2.4.5.3 檢測(cè)數(shù)量

委托水利部珠江水利委員會(huì)基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)水泥土攪拌樁進(jìn)行檢測(cè)，其中樁身強(qiáng)度檢測(cè)，通過(guò)釆用雙管單動(dòng)取樣器鉆取芯樣作水泥土抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，數(shù)量19點(diǎn)；樁身完整性檢測(cè)成樁3 d 內(nèi)，采用輕型動(dòng)力觸探（N10）檢查上部樁身的均勻性，檢驗(yàn)數(shù)量41點(diǎn)。

2.4.5.4 復(fù)合地基處理效果檢測(cè)

各處基坑封底前，進(jìn)行了復(fù)合地基的承載力試驗(yàn)：間距0.65 m 布樁區(qū)域不小于130 kPa，間距0.70 m 布樁區(qū)域不小于115 kPa，間距0.60 m布樁區(qū)域不小于135 kPa。防洪閘出口左岸扶壁式擋墻c 復(fù)合地基承載力130 kPa；結(jié)果表明全部滿足了設(shè)計(jì)要求。

該項(xiàng)目對(duì)水泥土攪拌樁的樁身質(zhì)量檢測(cè)，也滿足了水務(wù)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

在某泵站重建工程的具體施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照施工工序和施工操作手冊(cè)進(jìn)行，對(duì)重點(diǎn)工程：施工導(dǎo)流與上下游圍堰、土方工程、基礎(chǔ)處理工程、水泥土攪拌樁施工進(jìn)行詳細(xì)論述，并嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和過(guò)程控制，以保證項(xiàng)目的施工質(zhì)量。