簡述一體化泵站施工方法

（大同市御河中水調(diào)蓄工程管理處 山西大同037000）

1 一體化泵站總體布置概述

近年來，由于我國城鎮(zhèn)人口快速增長，城市化速度加快，城市內(nèi)澇問題逐漸突現(xiàn)，由于基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)速度較慢，在部分城市內(nèi)澇問題尤為突出，為快速和經(jīng)濟地解決這一問題，一體化泵站成為解決這一問題的優(yōu)選方案，一體化泵站最大的優(yōu)點就是施工工期短、占地面積小，運營成本低。

本項目為汾東臨時雨水泵站及配套管網(wǎng)工程，位于太原市小店區(qū)汾東拓展園區(qū)，北起六號線，南至十號線，西起真武路，東至大運路。建設(shè)規(guī)模：管網(wǎng)鋪設(shè)全長約1 380 m。本工程由進水管、格柵井、閘門井、一體化泵站、配電柜、出水管組成。除配電柜外，全部為地埋結(jié)構(gòu)，格柵井、閘門井、一體化泵站外露高度為0.5～0.7 m，動力電纜和控制電纜全部從泵站頂部進入泵筒殼體內(nèi)。

一體化泵站主要由進水閘、攔污柵、大功率水泵電機、泵站殼體、進水管、出水管、緩閉止回閥等組成。除進水閘外，其他部分一般在工廠內(nèi)完成組裝。

格柵井、閘門井為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)部安裝格柵除污機、啟閉機、閘門等。

本項目一體化泵站總裝機3 臺，每臺容量為90kW，總裝機容量為270 kW，揚程為15 m，最大額定排水能力為1 m3/s，泵站殼體寬3.5 m，高8.2 m，原形筒體結(jié)構(gòu)，殼體材質(zhì)為玻璃鋼加砂管。

一體化泵站筒體內(nèi)布置一根進水管、3 臺潛水泵、3 根出水管、3 臺電動緩閉止回閥、有害氣體檢測及報警裝置等。進水管直徑為1 m 的鋼管，筒體內(nèi)布置的3 臺機組為一個平面并行連接，3 根出水管直徑為500 mm 的不銹鋼管，出泵站后合并為1 根直徑為1 m的鋼管。

3 臺機組均為潛水泵，潛水泵的啟動水位設(shè)置為泵體以上2.5 m 水位啟動第一臺；3.5 m 水位啟動第二臺，5 m 水位啟動第三臺，停止水位為1 m，啟動及停止水位可根據(jù)來水量的大小通過軟件靈活調(diào)整。3 臺水泵出水管均為不銹鋼管，出泵站殼體后合并為一根1 m 管徑的出水管。為保證機組不受水錘影響，每個出水管在泵站殼體內(nèi)均布置有一臺不銹鋼材質(zhì)的緩閉止回閥。

由于雨水流動沖刷，容易將垃圾、泥土等雜質(zhì)匯集至一體化泵站殼體內(nèi)，發(fā)酵后容易產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳等有害氣體，為保證檢修人員安全，故殼體內(nèi)安裝有格柵除污機、有害氣體檢測及報警裝置。垃圾及雜質(zhì)等可通過格柵除污機清除；有害氣體濃度達到危害人體臨界值時通過有害氣體報警系統(tǒng)自動報警，報警后可自動啟動安裝在泵站殼體上部的換風扇排風，直至殼體內(nèi)空氣新鮮為止。

一體化泵站總體布置圖見圖1，泵站殼體在基礎(chǔ)底板上的安裝見圖2。

圖1 一體化泵站總體布置圖

圖2 泵站殼體在基礎(chǔ)底板上的安裝圖

2 一體化泵站施工工藝流程

泵站施工工藝包括基坑開挖→基礎(chǔ)處理→鋼筋混凝土底板施工→泵站吊裝→基坑回填→與進、出口管道連接。

3 具體施工方法

3.1 泵站基坑開挖

根據(jù)泵站基坑地質(zhì)情況和距離周圍建筑物的影響情況，分別采用不同的開挖方法，如基坑為低液限黏土、地下水位高，并且距離周圍建筑物較近時，則泵站基坑開挖采用鋼筋混凝土防滲墻、素混凝土防滲墻、拉森鋼板樁等提前支護方式；如基坑為巖石，并且距離周圍建筑物較遠時，則不考慮支護方式，直接進行開挖。

太原市汾東臨時雨水泵站基坑為低液限粉土，開挖土料全部位于地下水位以下，基坑邊緣距離公路不足2 m，開挖深度達8.5 m，開挖范圍內(nèi)全部為水塘，為施工方便，首先修筑圍堰，后將開挖范圍內(nèi)的水全部抽完，在四周打雙層拉森鋼板樁，采用長臂挖機開挖。

為防止鋼板樁迎土面?zhèn)葔毫^大導(dǎo)致鋼板樁變形，每開挖深度達到3 m 時，對鋼板樁進行鋼支撐加固，本工程共進行了兩層鋼支撐加固。對鋼板樁進行鋼支撐加固前，設(shè)計鋼支撐的尺寸及加固點，保證后期泵站筒體吊裝順利完成。

3.2 基礎(chǔ)處理

當基坑底部基礎(chǔ)面為低液限粉土時，其基礎(chǔ)承載力無法滿足要求，必須對基礎(chǔ)進行換填，換填厚度為2 m，采用級配沙礫石進行換填，分層壓實。

基礎(chǔ)面換填完成后澆筑混凝土墊層，墊層一般厚度為10 cm，施工時采購商品混凝土，運輸至施工現(xiàn)場后泵車入倉，場內(nèi)人工攤鋪整平，平板振搗器振搗密實。

3.3 鋼筋混凝土底板施工

鋼筋混凝土底板施工包括鋼筋、模板、混凝土澆筑、養(yǎng)護、預(yù)埋件的埋設(shè)等工序。

鋼筋及模板的施工在現(xiàn)場鋼木加工廠制作完成，模板采用膠木板，加工完成后用5 t 載重汽車運輸至基坑上部附近平臺，8 t 汽吊垂直運輸至基坑底部，人工進行安裝。

鋼筋安裝完成后進行預(yù)埋件的安裝，預(yù)埋件的安裝包括底板與泵站底部的地腳螺栓和與泵站殼體上部的對拉桿連接的掛鉤兩部分，地腳螺栓和掛鉤的預(yù)埋安裝嚴格按照施工圖紙定位，為保證地腳螺栓和掛鉤與泵站殼體預(yù)留孔準確連接，安裝前與生產(chǎn)廠家再次確認，包括螺栓、掛鉤的型號、尺寸、殼體預(yù)留孔的位置等，以保證泵站殼體與底板的順利連接。

由于一體化泵站施工一般在市區(qū)內(nèi)，所用混凝土量不大，故一般采用商品混凝土，水平運輸一般采用罐車，垂直運輸及入倉采用混凝土泵車，倉內(nèi)人工分層攤鋪整平，50 型軟軸振搗器振搗密實，表面人工進行壓面磨光。振搗過程中嚴禁振搗棒與預(yù)埋螺栓接觸，澆筑過程及完成后用經(jīng)緯儀重新對地腳螺栓進行定位復(fù)合，保證其位置的準確性?；炷翝仓瓿?2～18 h 后人工進行拆模、養(yǎng)護，保證混凝土表面始終處于濕潤狀態(tài)。

3.4 一體化泵站運輸及吊裝

泵站運輸一般為水平放置，固定在拖板車上，手拉葫蘆和吊帶固定。運輸至安裝部位后，去掉固定裝置，汽吊吊裝卸車，卸車過程中嚴防泵站翻滾和墜落。汽吊、吊具、扣件等工具的規(guī)格型號應(yīng)大于泵站設(shè)備自重，由于泵站殼體一般為玻璃鋼夾砂罐體，運輸、裝卸、安裝過程中應(yīng)嚴防碰撞，由于卸車過程中要將泵站殼體由水平放置變?yōu)榇怪狈胖?，故在卸車著地時盡量使泵站底部整體同時受力。

泵站吊裝在底板混凝土強度達到70%后進行，首先將底板上的雜物、泥土等清理干凈，起吊時吊繩均勻受力，以免將殼體夾壞。吊裝過程中嚴禁將泵站殼體和地腳螺栓直接接觸，以免破壞殼體表面，吊裝殼體至地腳螺栓上部時，人工輔助，保證殼體底部螺栓孔準確與地腳螺栓連接就位，然后人工安裝固定支架和緊固螺母。

泵站就位后，在泵站底板以上安裝模板，從泵站殼體下部的預(yù)留灌漿孔澆筑細石混凝土，為保證澆筑混凝土期間泵體不上浮，澆筑混凝土前首先向泵體內(nèi)注入一定量的水，保證注入水的重力大于澆筑混凝土的浮力。

當?shù)叵滤宦裆顪\時，為防止地下水浮力將泵站上浮位移，泵站圓形殼體上部均勻布置有三個圓形卡環(huán)，泵站上部圓形卡環(huán)與底板上預(yù)埋的掛鉤連接，一般采用鋼絞線。

3.5 基坑回填

基坑回填前，檢查泵體是否完好，殼體表面有無裂痕、劃痕，確保殼體完好后進行回填，泵站基坑回填全部采用粗砂進行，為保證泵站殼體垂直度，回填時四周均勻上升，分層碾壓密室，每層鋪砂厚度控制在25 cm 左右，在每個回填層內(nèi)距離罐體30 cm 以內(nèi)范圍內(nèi)嚴禁采用夯實機械。

基坑回填必須保證回填的壓實度，一旦出現(xiàn)基礎(chǔ)不均勻沉降，會導(dǎo)致進出口管道受力，造成管道破壞；嚴禁回填料粒徑過大，否則會砸壞罐體；底板混凝土澆筑完成后，用水準儀超平，否則泵站殼體傾斜會導(dǎo)致罐體出現(xiàn)裂縫。

3.6 與進、出口管道連接

與一體化泵站連接的進水口管道主要為進水閘至一體化泵站之間的距離一般為3～6 m，距離一般較短，可采用鋼管焊接。該段工序在基坑粗砂回填前進行。在控制好管道位置、焊縫和管區(qū)粗砂回填質(zhì)量的前提下一般不會出現(xiàn)問題。

與一體化泵站連接的出水管是一體化泵站施工的關(guān)鍵部位，由于受泵站震動影響，極易造成可曲撓橡膠軟接頭損壞或泵站殼體破損，施工期間，其泵站安裝定位、接口處的基礎(chǔ)處理、可曲撓橡膠軟接頭的安裝等施工必須嚴格控制。一旦出現(xiàn)泵站殼體損壞，在目前的技術(shù)條件下，維修成本及維修難度會很大。

4 投入施工設(shè)備及人員

投入的主要施工設(shè)備有2 t 手扶式振動碾、長臂挖機、打樁機、裝載機、振搗器、混凝土罐車、50 t 汽吊、電焊機等。

投入的主要施工人員包括混凝土工、木工、鋼筋工、機械操作工、電工、起重工、架工等。

5 質(zhì)量控制重點

1）嚴格控制底板混凝土面，保證泵站安裝的垂直度。

2）嚴格控制泵站下部的細石混凝土灌漿，保證期密實度。

3）嚴格控制基坑粗砂回填質(zhì)量，防止出現(xiàn)基礎(chǔ)不均勻沉降。

4）嚴格控制泵站出水管接口施工質(zhì)量，包括粗砂回填質(zhì)量和可曲撓橡膠軟接頭的安裝質(zhì)量。

6 施工建議

1）建議泵站出水口可曲撓橡膠軟接頭下部增加鋼筋混凝土底板。

2）建議將泵站出水口部位增加閥井，以利于日后維修方便。

通過試運行、后期運行，泵站內(nèi)部和泵站與進水管、出水管的連接口等均達到了設(shè)計要求。如加設(shè)遠程自動化控制體系，運行期間，僅需一個維修養(yǎng)護周期維護一次，完全可達到無人值守，提高了運行效率，降低了運行成本。