水利水電泵站基礎(chǔ)施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TV551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-6903（2025）05-0122-03

0 引言

泵站主要作用是將水從較低的水位抽升到較高的水位，滿足灌溉、供水、排水和電力生產(chǎn)的需求，是水利系統(tǒng)的“心臟”，其運(yùn)行效率和安全性直接影響到整個(gè)水利工程的運(yùn)行效果。泵站基礎(chǔ)施工質(zhì)量直接影響泵站的穩(wěn)定性，由于泵站通常需要在較為復(fù)雜的地質(zhì)條件下施工，基礎(chǔ)施工時(shí)常遇到地基不均勻沉降、地下水位變化等問(wèn)題，因此施工單位需要不斷研究基礎(chǔ)施工技術(shù)，以此來(lái)提高泵站基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

1水利水電泵站基礎(chǔ)施工概述

1.1水利水電泵站基礎(chǔ)施工含義

在水利水電工程中為保證泵站的穩(wěn)定運(yùn)行，要對(duì)泵站的基礎(chǔ)部分進(jìn)行專(zhuān)業(yè)建設(shè)施工，泵站基礎(chǔ)作為整個(gè)泵站結(jié)構(gòu)的承載部分，需要能夠支撐上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量并抵御各種外力，要做好地基的處理、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工以及與之相關(guān)的排水、防滲等措施。

在進(jìn)行泵站基礎(chǔ)施工時(shí)要注意：一是必須詳細(xì)了解施工場(chǎng)地的地質(zhì)條件，選擇適合的基礎(chǔ)形式并制定相應(yīng)的施工方案。二是要保證地基具有足夠的承載力和抗沉降能力，避免因不均勻沉降或地基失穩(wěn)導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。三是嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，使用的混凝土、鋼筋等必須要符合工程設(shè)計(jì)規(guī)范。

1.2水利水電泵站基礎(chǔ)施工特點(diǎn)

泵站通常建設(shè)在河道、湖泊或沿海地區(qū)，這些地方的地質(zhì)條件復(fù)雜，會(huì)存在軟土地基、地下水位高、土層不均勻等問(wèn)題，且泵站直接與水體接觸，其基礎(chǔ)必須具備優(yōu)異的防滲性能，要能防止地下水或洪水滲透到基礎(chǔ)內(nèi)部。泵站運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)負(fù)荷，特別是在大型泵站，水流的啟停和變速會(huì)對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生顯著的動(dòng)態(tài)壓力。因此，其基礎(chǔ)必須具備足夠的承載力和良好的抗震性能，施工時(shí)通常會(huì)加強(qiáng)鋼筋配置，使用高強(qiáng)度混凝土，并在設(shè)計(jì)中考慮抗震加固措施[]。

2水利水電工程泵站基礎(chǔ)施工的基本要求

2.1施工測(cè)量要求

在施工測(cè)量前，要收集并核實(shí)工程施工區(qū)的平面和高程控制成果以及地形測(cè)繪資料，查閱并熟悉工程設(shè)計(jì)圖紙，明確施工現(xiàn)場(chǎng)施工控制點(diǎn)的位置、放樣精度要求和竣工測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)等具體需求。

施工測(cè)量人員應(yīng)準(zhǔn)備充分的放樣數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算和核對(duì)，并包含所有施工放樣所需的平面坐標(biāo)、高程數(shù)據(jù)和放樣線路信息。施工平面坐標(biāo)系統(tǒng)必須與設(shè)計(jì)圖坐標(biāo)系統(tǒng)保持一致，根據(jù)施工需要建立與設(shè)計(jì)圖坐標(biāo)系統(tǒng)有換算關(guān)系的施工坐標(biāo)系統(tǒng)。確保施工高程系統(tǒng)與設(shè)計(jì)圖高程基準(zhǔn)相一致，并通過(guò)聯(lián)測(cè)與就近的國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。在整個(gè)施工過(guò)程中，施工測(cè)量工作需與工程進(jìn)度緊密配合，及時(shí)提供準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，指導(dǎo)施工操作，施工測(cè)量方案的編制應(yīng)全面覆蓋上述各項(xiàng)要求，并在施工中嚴(yán)格執(zhí)行。

2.2施工放樣要求

在施工放樣前，必須對(duì)已有的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)、資料和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行詳細(xì)檢核。在確認(rèn)無(wú)誤后將這些數(shù)據(jù)作為放樣的依據(jù)，再將施工區(qū)域內(nèi)的平面和高程控制點(diǎn)成果、軸線點(diǎn)以及設(shè)計(jì)圖樣中的具體數(shù)據(jù)編制成完整的放樣數(shù)據(jù)。泵房底板上部立模的點(diǎn)位放樣時(shí)，要直接測(cè)放出垂直水流方向的底板中心線和順?biāo)鞣较虻谋谜具M(jìn)出水流道中心線，誤差嚴(yán)格控制在 ±2mm 以?xún)?nèi)。金屬結(jié)構(gòu)與設(shè)備的安裝位置直接影響泵站的運(yùn)行效率和安全性，因此放樣測(cè)量時(shí)，必須特別注意每一測(cè)量點(diǎn)的精確性，避免因放樣誤差引發(fā)設(shè)備運(yùn)行故障或結(jié)構(gòu)變形。在整個(gè)放樣過(guò)程中，必須采用符合工程標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量?jī)x器，并進(jìn)行多次復(fù)測(cè)[2]。

2.3竣工測(cè)量要求

根據(jù)實(shí)際施工情況實(shí)測(cè)或編繪工程竣工平面圖，竣工平面圖的坐標(biāo)和高程系統(tǒng)嚴(yán)格與原設(shè)計(jì)圖保持一致，比例尺為 1：500 針對(duì)主要水工建筑物的基礎(chǔ)開(kāi)挖基面進(jìn)行縱橫斷面圖的實(shí)測(cè)，這些斷面圖的比例尺一般選用1：200至1：500?？⒐て矫鎴D和縱橫斷面圖的實(shí)測(cè)及編繪，必須嚴(yán)格遵循國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB50026《工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》和SL52《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定。

測(cè)量人員應(yīng)使用符合精度要求的測(cè)量?jī)x器，對(duì)主要水工建筑物及其進(jìn)出水渠道的平面圖和斷面圖進(jìn)行實(shí)測(cè)。關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或結(jié)構(gòu)復(fù)雜區(qū)域等有特殊要求的部位，還需提供詳細(xì)的測(cè)量資料。將測(cè)量結(jié)果編制成測(cè)量技術(shù)報(bào)告，報(bào)告中全面記錄測(cè)量過(guò)程、方法、儀器設(shè)備使用情況、數(shù)據(jù)處理方式及測(cè)量精度分析等內(nèi)容，為工程驗(yàn)收提供全面、詳細(xì)的測(cè)量依據(jù)。

3水利水電泵站基礎(chǔ)施工技術(shù)

3.1 圍堰施工

圍堰施工的目的是將施工區(qū)域與外部水體隔離，控制水流進(jìn)入施工區(qū)域，以便能夠在干地條件下進(jìn)行泵站基礎(chǔ)的開(kāi)挖、澆筑等施工活動(dòng)。圍堰施工的成敗直接關(guān)系到整個(gè)泵站基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行，因此施工時(shí)需采取科學(xué)、合理的措施。

根據(jù)施工環(huán)境和水文條件選擇土圍堰、鋼板樁圍堰、砂袋圍堰等合適的圍堰形式，施工時(shí)將土方填筑至設(shè)計(jì)高度，在圍堰迎水面鋪設(shè)防水土工膜或防滲墻。在水流較強(qiáng)或土質(zhì)不穩(wěn)定的情況下，還可以使用鋼板樁圍堰。泵站基礎(chǔ)施工完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行拆除，逐步撤去圍堰結(jié)構(gòu)，防止突然撤除導(dǎo)致周?chē)畨鹤兓^(guò)大而對(duì)泵站基礎(chǔ)產(chǎn)生不利影響。拆除后的圍堰材料可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行回收利用或妥善處置。

3.2泵站基礎(chǔ)施工準(zhǔn)備及土方開(kāi)挖

施工前要做好現(xiàn)場(chǎng)的勘察和測(cè)量工作，明確施工場(chǎng)地的地質(zhì)條件、地下水位、周邊環(huán)境等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并做好施工組織設(shè)計(jì)和技術(shù)交底工作，要讓所有施工人員了解施工要求、技術(shù)規(guī)范和安全措施。

土方開(kāi)挖時(shí)，要根據(jù)施工場(chǎng)地的地質(zhì)條件和工程規(guī)模選擇具體的方法，常用的有機(jī)械開(kāi)挖、爆破開(kāi)挖和人工開(kāi)挖。其中，機(jī)械開(kāi)挖是最常用的方法，適用于地質(zhì)較軟、開(kāi)挖面積較大的情況。施工中使用挖掘機(jī)、推土機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備，將土方按設(shè)計(jì)要求分層開(kāi)挖，并將挖出的土方及時(shí)外運(yùn)或堆放在指定地點(diǎn)，開(kāi)挖過(guò)程中需根據(jù)土質(zhì)情況設(shè)置放坡或支護(hù)結(jié)構(gòu)，在地下水位較高的區(qū)域，土方開(kāi)挖前需先進(jìn)行降水處理，設(shè)置降水井或集水坑將地下水位降至開(kāi)挖面以下。土方開(kāi)挖完成后對(duì)基坑進(jìn)行驗(yàn)收，確認(rèn)基底標(biāo)高、開(kāi)挖尺寸和坡度是否符合設(shè)計(jì)要求，合格后方可進(jìn)行下一步的基礎(chǔ)施工[3]。

3.3地基處理

泵站施工區(qū)域通常位于河流、湖泊、濕地等水文條件復(fù)雜的地段，這些區(qū)域的地質(zhì)條件往往較為復(fù)雜，多見(jiàn)于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、飽和松散砂土、粉土、素填土以及人工填土等軟弱地基。這些地基土層由于其低承載力、高壓縮性和不均勻沉降等特性，難以直接承載泵站的荷載，因此需要通過(guò)地基處理技術(shù)加以改良。

第一，對(duì)淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土和素填土等淺層地基，通常采用換填土層法進(jìn)行處理，將軟弱土層挖除，并用密實(shí)度高、力學(xué)性能好的土壤或砂石料進(jìn)行回填。

第二，對(duì)承載力小于 70kPa 的正常固結(jié)淤泥、飽和松散砂土、飽和黃土等軟弱地基，使用攪拌樁法，在地基中原位攪拌水泥等固化劑，與土壤混合形成具有較高強(qiáng)度的土樁，增強(qiáng)地基的整體強(qiáng)度和抗變形能力。根據(jù)地基土的特性，攪拌樁法可分為干法和濕法。濕法在地下水具有腐蝕性或土體含水量較高的情況下更為適用，但在使用前需進(jìn)行凝固試驗(yàn)，確定采用抗硫酸鹽水泥等材料的適用性[4]。

第三，靜壓注漿法適用于砂土、粉土、黏性土等地基的加固，在地基中靜壓注入水泥漿液，填充土體中的孔隙和裂隙，形成密實(shí)的固結(jié)體提高地基的承載力，適用于泵房和輔助建筑物的地基加固，能夠有效改善地基的均勻性，減少不均勻沉降。

第四，存在地下水侵蝕或流速較大的地基以及已發(fā)生涌水的軟弱地基，高壓噴射灌漿法是較為有效的處理手段，其通過(guò)高壓噴射將水泥漿液注入地基中，形成高強(qiáng)度的防滲帷幕或加固體，適用于泵站的深基坑側(cè)壁支護(hù)和基礎(chǔ)防滲帷幕工程。

第五，地下水位以下的黏性土、砂類(lèi)土及強(qiáng)風(fēng)化巖等地基，回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁和沖擊鉆孔灌注樁技術(shù)可用于加固處理，在地基中鉆孔并灌注混凝土，形成高強(qiáng)度的灌注樁能提高地基的承載能力和抗變形能力。

3.4基坑降水

基坑降水施工主要分為井點(diǎn)降水法、明排水法和深井降水法等，選擇哪種方法通常取決于基坑規(guī)模、地下水位高度、土壤滲透性以及施工周期等因素。井點(diǎn)降水法是應(yīng)用最廣泛的一種方法，適用于滲透性較強(qiáng)的砂土、粉土等地層，施工時(shí)在基坑周?chē)荚O(shè)一系列井點(diǎn)，通過(guò)真空泵將地下水抽出，降低基坑內(nèi)的水位至基底以下。滲透性較低的黏性土或基坑面積較小的情況可使用明排水法，即在基坑底部設(shè)置排水溝和集水坑，將基坑內(nèi)滲出的水集中排出。雖然明排水法施工較為簡(jiǎn)單，成本較低，但其適用范圍有限，且在降水過(guò)程中易引起基坑底部擾動(dòng)，需加以注意。深井降水法則適用于地下水位高且基坑深度較大的情況，在基坑周邊或內(nèi)部打設(shè)深井，并安裝潛水泵，將深層地下水抽出，適用于深基坑施工，但施工成本較高，設(shè)備要求也較為嚴(yán)格。

3.5泵站基礎(chǔ)鋼筋制作安裝

鋼筋制作通常在專(zhuān)門(mén)的鋼筋加工場(chǎng)地進(jìn)行，制作過(guò)程中需使用切割機(jī)、彎曲機(jī)等專(zhuān)業(yè)設(shè)備對(duì)鋼筋進(jìn)行切割、彎曲和成型。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求將鋼筋彎制成所需的形狀和角度。彎曲時(shí)應(yīng)注意避免鋼筋出現(xiàn)裂紋或明顯的塑性變形，尤其是在彎曲半徑較小的部位更要保證彎曲角度的準(zhǔn)確性。加工完成的鋼筋要進(jìn)行編號(hào)并分類(lèi)堆放。在基坑或模板內(nèi)設(shè)置定位支架，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求來(lái)布置鋼筋的位置、間距、層數(shù)和保護(hù)層厚度等，重要結(jié)構(gòu)部位還要注意鋼筋的搭接長(zhǎng)度、錨固長(zhǎng)度等細(xì)節(jié)，采用鐵絲扎結(jié)的方法，鋼筋接頭的設(shè)置避開(kāi)受力最大的位置[5]。

3.6泵站基礎(chǔ)模板制作安裝

泵站基礎(chǔ)施工以鋼模板為主，少量使用木模板和塑料模板。鋼模板由于其強(qiáng)度高、剛性好、耐久性強(qiáng)，在泵站基礎(chǔ)的主要構(gòu)件，如底板、側(cè)墻等大面積、復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用。木模板和塑料模板因其可塑性強(qiáng)且易于加工調(diào)整的特性則多用于一些復(fù)雜曲面、小構(gòu)件或特殊形狀的部分。模板的安裝需在鋼筋綁扎完成后進(jìn)行，安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)施工圖紙的要求進(jìn)行精確定位。

鋼模板安裝時(shí)，需采用支撐體系和加固裝置。模板在混凝土澆筑過(guò)程中能夠承受混凝土的側(cè)壓力和振動(dòng)荷載，保持結(jié)構(gòu)形狀不變。支撐體系通常由鋼管支架、斜撐和模板緊固件組成，安裝時(shí)需調(diào)整支撐的高度和角度，使模板的上口平整且與設(shè)計(jì)標(biāo)高一致。

木模板和塑料模板的安裝則需注意其支撐和固定方式。因其強(qiáng)度較鋼模板低，故在安裝時(shí)需特別注意加固，防止模板在澆筑時(shí)發(fā)生變形。木模板的背面要設(shè)置足夠的豎撐和橫撐，并用拉桿和螺栓將其固定在支撐架上。模板安裝完成后進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)模板的尺寸、位置和標(biāo)高均符合設(shè)計(jì)要求，并對(duì)模板的支撐和固定裝置進(jìn)行加固檢查。

3.7 管樁施工

根據(jù)設(shè)計(jì)要求將管樁提前加工好并運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合測(cè)量放樣工作確定每根管樁的具體位置，并在樁位上設(shè)置導(dǎo)向架或定位框?？墒褂谜駝?dòng)沉樁法或靜力壓樁法，將管樁逐步打入地下。管樁打入完成后，需要對(duì)每根樁進(jìn)行驗(yàn)收，查驗(yàn)頂標(biāo)高、垂直度及樁長(zhǎng)是否符合設(shè)計(jì)要求。若發(fā)現(xiàn)樁頂標(biāo)高不達(dá)標(biāo)或樁體傾斜，應(yīng)根據(jù)具體情況采取截短樁頭或重新打樁等相應(yīng)的補(bǔ)救措施。驗(yàn)收合格后在樁頂澆筑承臺(tái)，通過(guò)鋼筋混凝土將各管樁連接為一個(gè)整體，形成穩(wěn)定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

3.8 截滲樁施工

在泵房底板下方設(shè)置兩排水泥攪拌樁防滲墻，樁徑為 Φ600 ，樁長(zhǎng)為 18m ，樁間距為 0.45m ，總樁長(zhǎng)達(dá)到 4068m （不包括空樁部分）。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，使用42.5R礦渣水泥，水泥用量暫定為 80kg/m 水泥攪拌樁的成樁過(guò)程采用“兩攪一噴”的方法，噴漿時(shí)的提升速度不超過(guò) 0.5m/min ，施工使用SP-5I型多頭深層攪拌樁機(jī)。

3.9 底板墊層

底板墊層起到隔離、防潮、降低基礎(chǔ)底板受力不均情況的作用，墊層一般由素混凝土或級(jí)配砂石材料制成，底板墊層施工前需對(duì)基坑底部進(jìn)行處理，按照設(shè)計(jì)要求來(lái)準(zhǔn)備及鋪設(shè)墊層材料。如果采用素混凝土作為墊層材料，可使用C10或C15強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。混凝土在拌合站集中拌制后，通過(guò)運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，并迅速進(jìn)行鋪設(shè)和攤平。如果是采用級(jí)配砂石作為墊層材料，需按設(shè)計(jì)比例拌合好砂石料，并分層鋪設(shè)在基底上，每層鋪設(shè)后使用壓路機(jī)或夯實(shí)機(jī)進(jìn)行碾壓，直至達(dá)到設(shè)計(jì)密實(shí)度。

4結(jié)束語(yǔ)

本文以水利水電泵站基礎(chǔ)施工技術(shù)為研究對(duì)象，總結(jié)了基礎(chǔ)施工的基本要求，分析了泵站基礎(chǔ)施工的基坑降水、鋼筋制作安裝、模板制作安裝、管樁施工、截滲樁施工及底板墊層等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，基礎(chǔ)施工需重點(diǎn)解決地基不均勻沉降和地下水位變化等問(wèn)題，施工過(guò)程中應(yīng)采用科學(xué)的技術(shù)措施提高地基的承載力和抗?jié)B性能，這樣才能夠有效保障泵站的各項(xiàng)性能，為水利工程的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。因此，做好水利水電泵站基礎(chǔ)施工是提升水利水電工程整體水平的必要手段，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和工程需求的不斷提升，泵站基礎(chǔ)施工技術(shù)將會(huì)迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]武寶君.泵站基礎(chǔ)施工深基坑技術(shù)探析[].黑龍江水利科技，2023，51（11）：145-148.

[2]趙路明.試析水利泵站基坑施工及其質(zhì)量控制[J].水上安全，2023（11）：168-170.

[3]郭璐璐.水利工程泵站施工工藝探討[J].智能城市，2021，7（24）：163-164.

[4]趙保山.水利水電泵站基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用[J].四川水泥，2021（7）：254-255.

[5]高煥濤.水利水電泵站基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2020，49（2）：29-30.