泵站沉井的逆作法施工工藝分析

中交四航局第二工程有限公司，廣東 廣州 510220

1 工程概況

某項目建設(shè)內(nèi)容包含4座一體化污水提升泵站，內(nèi)部配置粉碎型格柵、工作平臺、潛污泵等相關(guān)裝置。泵站基坑施工現(xiàn)場以素填土、淤泥質(zhì)土、砂質(zhì)黏性土居多，土方開挖直徑為4m，深度為7m（含）～9m（不含），沉井周邊管線多，管線保護要求高，對沉井下沉過程要求高。該項目以現(xiàn)場地質(zhì)、水文特性、地下管線及周邊構(gòu)筑物為基礎(chǔ)，為滿足技術(shù)可行性、安全性及經(jīng)濟效益性的要求，擬采用逆作法施工進行泵站的建設(shè)。

2 逆作法施工概述

逆作法的適應(yīng)性較強，在地下水位偏高、土質(zhì)偏軟弱等特殊的地質(zhì)條件中均具有可行性，且在良好地質(zhì)施工條件下無須設(shè)置止水帷幕，精簡了施工流程，減少了成本投入，提高了經(jīng)濟效益。另外，狹小空間內(nèi)也可應(yīng)用逆作法，施工過程中的擾動性甚微，使周邊既有建（構(gòu)）筑物可維持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，綜合應(yīng)用效果顯著[1]。

逆作法的工藝流程：（1）在施工井的周邊施作高壓旋噴樁（2排），用于阻斷地下水的流通；（2）按照自上而下的順序分節(jié)段施工井室，各節(jié)段的主要施工內(nèi)容包含開挖土方、綁扎鋼筋、支模、澆筑混凝土；（3）隨著施工進度的推進，當(dāng)達到最下一節(jié)段時，可立即澆筑混凝土封底和底板，至此完成沉井井身的施工作業(yè)。

3 沉井逆作法在泵站工程建設(shè)中的應(yīng)用要點

以現(xiàn)場地質(zhì)、水文特性為基本依據(jù)，為滿足技術(shù)可行性、安全性及經(jīng)濟效益性的要求，該項目擬采用逆作法施工，按照施作止水帷幕樁和地基承載樁→分層開挖/分層澆筑沉井→沉井封底→施作沉井底板→吊裝泵體→二次澆筑細石混凝土→進出水管道連接→分層回填壓實的流程有序完成泵站的建設(shè)工作。

泵站施工區(qū)易發(fā)生水損害現(xiàn)象，應(yīng)兼顧現(xiàn)場地形、氣候等方面的情況，合理配置排水系統(tǒng)，并在基坑外側(cè)修筑截水溝，防止地面雨水等流入沉井內(nèi)[2-3]。

3.1 旋噴樁作業(yè)

引入雙管旋噴法，主要按照以下流程將各項工作落實到位：前期準(zhǔn)備（現(xiàn)場清理等）→測量定位→機具就位→鉆進成孔→旋噴→提升旋噴→成樁。

旋噴樁直徑為φ600mm@450mm，施工所用材料為P·O42.5普通硅酸鹽水泥，注漿施工壓力≥20MPa，水泥用量為280kg/m，樁間距為1m，樁身強度為0.8MPa，具體工藝參數(shù)及相應(yīng)的檢測方法如表1所示。為探明現(xiàn)場施工情況，在正式作業(yè)前組織物探，根據(jù)所得結(jié)果繪制物探圖，以準(zhǔn)確掌握施工現(xiàn)場既有管線的敷設(shè)特點，合理規(guī)避此類管線，最終確定合適的沉井基坑開挖位置。

表1 旋噴樁施工技術(shù)檢查表

3.2 井體護壁作業(yè)

X56沉井深度為8.2m，由5個節(jié)段共同組成井身護壁結(jié)構(gòu)，第一節(jié)高度為1.4m，此后各節(jié)高度均為1.7m，逐節(jié)段依次將井體設(shè)置到位，待5個節(jié)段的施工完成后，全面封底。具體方法如下：

（1）灌注樁成型后開挖第一層，將該處多余的樁頭鑿除干凈，再綁扎鋼筋、安裝井壁鋼模板，組織井壁和井口圈梁兩處的混凝土澆筑作業(yè)，用苫布覆蓋沉井，內(nèi)置電熱風(fēng)幕，向其中注入熱風(fēng)進行加熱，以提高養(yǎng)護效率，使混凝土在短時間內(nèi)凝結(jié)。通常在24h后便滿足拆模要求，拆模后可進入后續(xù)施工環(huán)節(jié)。

（2）第二段施工采取分段的方法，每段長度不超過1.7m。在井壁頂部設(shè)置錨固鋼筋，鉆孔后插筋，經(jīng)綁扎后與鋼筋籠穩(wěn)定連接于一體。混凝土澆筑施工期間，在混凝土自重的作用下，井壁易出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，為避免此問題，施工中采取機械挖土和人工挖土相結(jié)合的方法，精準(zhǔn)控制開挖深度，基坑開挖嚴格分層進行，待上道工序中混凝土的實測強度達到設(shè)計值的70%后，方可組織該層的土方開挖作業(yè)，按照此方法有序推進。

待結(jié)束第一?；拥拈_挖作業(yè)后，適配相應(yīng)的井壁鋼筋和模板。在井壁鋼筋的制作過程中，按要求控制預(yù)留量，鋼筋插入基坑下方的長度需要與焊接長度相同或適當(dāng)延長，并預(yù)留第二段井壁鋼筋。在組織下一層的開挖作業(yè)時，全面清洗露出的預(yù)埋鋼筋。受拉主筋間利用焊接的方法穩(wěn)定連接，相同斷面的焊接數(shù)量不超過50%，焊接斷面間距至少達到30cm。較特殊的是最后一模，該處的鋼筋需要彎起90°。經(jīng)焊接后使其與底板穩(wěn)定連接，按50cm的間距控制標(biāo)準(zhǔn)，縱向設(shè)置3層30cm的錨固筋。各模均要根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況合理調(diào)整開挖深度，結(jié)合工程經(jīng)驗，黏土地質(zhì)條件下的深度為1.0～1.5m，淤泥地質(zhì)條件下的深度為1.2～ 2.0m。

（3）為滿足混凝土澆筑和振搗的施工要求，沉井模板采用鋼模，彼此間形成的接縫處用橡膠泥處理，以提高模板連接的緊密性。模板安裝到位后在其外側(cè)設(shè)置三角斜撐，檢查頂絲的情況并調(diào)整。斜撐底部與地基具有較大接觸面積是確保模板穩(wěn)定性的關(guān)鍵前提，因此在斜撐下方增設(shè)木塊，并將其與斜撐穩(wěn)定連接。在斜撐與模板形成的接觸面布設(shè)肋板，確保模板的穩(wěn)定性。混凝土外觀質(zhì)量應(yīng)保持一致，采用同型號的脫模劑且將其均勻刷涂到位。

（4）每完成一節(jié)施工后，相關(guān)人員應(yīng)對井中心位置和垂直度進行檢驗。上道拱墻混凝土的強度達到設(shè)計值≥70%時，可以組織下一道施工。拱墻施工需要具有連續(xù)性，協(xié)調(diào)好生產(chǎn)要素的關(guān)系，盡可能將每道拱墻的施工時間控制在24h內(nèi)，綜合考慮混凝土強度和現(xiàn)場氣溫情況，合理確定拆模時間。

3.3 泵站沉井作業(yè)

泵站沉井施工期間，需在沉井上口周邊安排1臺抓斗挖機，其作用是開挖井內(nèi)的土方并將其裝車，由自卸車外運至指定堆放場所。井內(nèi)靠周邊的土方由施工人員開挖，應(yīng)提高精細化水平，嚴格控制開挖厚度，以免出現(xiàn)超挖等異常狀況。鋼筋是重要的原材料，進場時加強質(zhì)量檢驗，如檢查原材料質(zhì)保單、組織試驗等，確保各批次鋼筋的質(zhì)量均可滿足要求。此外，以設(shè)計圖紙為準(zhǔn)，完成鋼筋的彎配和綁扎工作，具體采取綁扎接頭的方法；設(shè)置接頭時，其在受壓區(qū)內(nèi)應(yīng)按50%交叉錯開，受拉區(qū)按25%交叉錯開，錯開距離必須≥35d。在板、壁結(jié)構(gòu)上開孔，孔徑在300mm以下時鋼筋應(yīng)繞過，超過300mm時應(yīng)在預(yù)留孔口處加固焊牢截斷鋼筋[4]。

3.4 基坑監(jiān)測

施工期間的干擾因素較多，全面的監(jiān)測能夠給各項工作的開展提供可靠的指導(dǎo)。對此，在基坑外側(cè)3m處布設(shè)土體沉降和水位觀測點，及時采集數(shù)據(jù)，將實測數(shù)據(jù)與設(shè)定要求展開對比分析，超出后則及時分析成因、采取處理措施。當(dāng)實測值小于控制值時，監(jiān)測頻率為2次/d；當(dāng)實測值大于控制值時，調(diào)整至4次/d；當(dāng)實測值大于警戒值時，此時問題較為嚴重，增加至8次/d。具體的基坑監(jiān)測數(shù)值如表2所示。

表2 基坑監(jiān)測數(shù)值

3.5 泵坑回填

待泵站筒體安裝到位后檢查結(jié)構(gòu)的完整性，在無缺陷的前提下組織泵坑回填作業(yè)?；靥钏貌牧蠟槭墼?。分層依次回填，單層厚度宜≤50cm，敷設(shè)的進出水管均要得到壓實處理。隨著回填作業(yè)的持續(xù)推進，與泵罐壁的間距縮小至30cm時不可再采取機械夯實的方式，否則易造成損傷。完成泵坑回填后可進入基坑降水環(huán)節(jié)，此處不進行過多描述[5]。

4 結(jié)束語

實踐表明，通過沉井逆作法的應(yīng)用，最終的施工質(zhì)量可滿足要求，同時施工期間無安全問題，突破了普通沉井施工工藝在軟土中下沉速度快、施工精度低、易破壞周邊管線、安全隱患多的局限性。因此，沉井逆作法在沉井施工中具有可行性，希望文章能為類似工程提供參考。