市政泵站建設(shè)問題淺析

摘要：隨著城市改革開放，城市排水量日益增大，排水泵站的規(guī)模越來越大，要求泵站建設(shè)打破傳統(tǒng)的工藝，向著自動化、現(xiàn)代化和經(jīng)濟合理地方面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：泵站；建筑；水利工程

1 前言

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，排水泵站作為防洪排澇和供捧水工程中必要組成部分，正得到愈來愈廣泛的應(yīng)用通常捧水泵站的基本組成包搗集水池、機器間、格柵、輔助間以及配電所。本文著重介紹市政泵站的建設(shè)與管理。

2 主要施工技術(shù)措施

當前排水泵站集水池多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于其常深埋于地下和貯存水體，除滿足結(jié)構(gòu)強度要求外，還必須滿足水密性要求，同時要具有耐蝕性和抗凍性、耐磨性等性能。對結(jié)構(gòu)施工縫、穿墻管、變形縫等特殊部位要采取措施加強。為保證防水施工質(zhì)量，工程地下部分施工期間要做好防排水工作，在澆筑混凝土前，要對是否具備澆筑條件進行檢查，必須在無水條件下進行施工。

2.1 混凝土防水要求

在設(shè)計和施工中都強調(diào)做好結(jié)構(gòu)自防水，并明確抗?jié)B等級要求。混凝土結(jié)構(gòu)自防水的關(guān)鍵是施工時必須確保混凝土密實，控制混凝土不產(chǎn)生裂縫。可從下列各方面著手。

水灰比:在不影響混凝土拌和、搗固和避免蜂窩麻面的前提下，盡量減小水灰比。配合比:注意改善骨料顆粒直徑，取用臺格的水泥砂石材料。施工條件嚴格注意混凝土的拌和、運輸、澆筑、搗固等施工過程，并采取有效地養(yǎng)護措施。摻入外加劑:在普通混凝土拌和物中，適當摻入外加劑(密實劑、防水劑、減水劑、引氣劑)，如摻入3%的密實劑以堵塞混凝土內(nèi)毛細管通道摻入引氣劑以形成微小封閉孔隙，均可制成抗?jié)B性良好的防水混凝土。

2.2 施工縫處理

泵站工程圍護結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆混凝土時，水池的池壁，隔墻以及其它直立部分，為了避免施工縫，一般采用連續(xù)澆筑。兩施工層之間的時間間隔，不得超過初凝時間正確掌握二次振搗技術(shù)，不僅可提高施工縫的粘結(jié)程度，而且可改善混凝土的密實度。即待先澆筑的混凝土終凝前后(一般為2-4小時)再振搗一次，然后澆筑下一步混凝土的方法。

若必須留置施工縫，則宜留在結(jié)構(gòu)物受剪力較小且便于施工的部位，一般都做成水平的施工縫，可采用如下方法處理:為使新舊混凝土結(jié)合牢固，應(yīng)將接觸表面清掃干掙，鑿毛并在舊混凝土表面上鋪一層配比與混凝土中砂漿同～配比的水泥砂漿，其厚度以下超過2厘米為宜，然后.在砂漿未凝固前澆筑混凝土，則可保證結(jié)合良好

承受水壓較大或防水要求較高的工程，對施工縫的處理還需要考慮埋置止水片并認真仔細搗固。

2.3 穿墻管處防水

泵站工程各種穿墻管眾多，是防水的薄弱部位，要慎重處理穿墻管防水做法常用的有如下幾種:在穿墻管中間纏繞一圈遇水膨脹橡膠止水條，并在管根部嵌填雙組份聚硫橡膠。在穿墻管與墻之間的間隙噴射聚氨脂(PU)發(fā)泡填料。該發(fā)溝填料用前是液態(tài)，噴射于間隙后便發(fā)泡，膨脹達45倍。實踐證明，應(yīng)用該方法處理穿墻管，防水效果好，操作簡便。

2.4 變形縫設(shè)置

為免界影響而致混撮土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫，對較大的水池構(gòu)筑物設(shè)置變形縫變形縫應(yīng)滿足密封防水，適應(yīng)變形、施工方便等要求。通常型式有嵌縫式、粘貼式(粘貼橡膠片)、埋入式橡膠止水帶、附貼式橡膠止水帶。但這幾種型式變形縫不十分理想，由于變形縫處理不當會導致水池大量漏水，可將埋入、嵌縫、粘貼三種型式變形縫止水帶做法組合在一起，形成多道防線，提高防水可靠性。

3 市政泵站建設(shè)工藝創(chuàng)新-卵形泵站

組合型方案泵房，可利用的空間較大，梯形前池的進水漸擴、倒梯形出水池的出水漸縮，具有良好的水工條件;矩形機房面積利用率也較高，水泵安裝一字排開，起吊與檢修都很方便。但是限于天津開發(fā)區(qū)的軟基地質(zhì)情況，大跨度的梯形前池結(jié)構(gòu)處理很困難，需要加較多的墻、柱支撐，這樣會惡化水工條件，沿著前池內(nèi)柱群繞流會嚴重地影響進水的穩(wěn)定性，造成水泵運轉(zhuǎn)的效率降低，并容易產(chǎn)生汽蝕減少水泵的使用壽命。泵站設(shè)計應(yīng)以良好的進水條件為前提，必須確保進水水流平穩(wěn)而均勻，切忌進水產(chǎn)生漩渦，如果采用組合形布置方案，顯然不能達到理想的要求。組合型方案其主體構(gòu)筑物的總長度為61.022m、寬度為52.6m，面積2524m2。

圓形泵站方案是市政泵站傳統(tǒng)的工藝形式，結(jié)構(gòu)受力較好、施工方便，可以采用明開也可以沉井。但在工藝布置上空間利用不盡合理，水流條件也受到一定限制，如果以水泵安裝尺寸決定圓的直徑，則泵房進水擴散段的長度比較短，達不到水流平穩(wěn)的效果，不然就得加大圓的半徑、增加土建規(guī)模，進水閘篦井和進水格柵處的跨度也隨之增大，從而造成不必要的浪費。圓形泵站主體構(gòu)筑物的直徑需要54m，面積為2289m2。

橢圓形泵站方案，其長軸由進水閘篦井、主機房及出水池的尺寸決定，短軸則由水泵安裝所需要的尺寸決定。該型水工條件較好，進水能夠達到穩(wěn)流，進水閘門、格柵與主機房的設(shè)計與布置也較合理，但是由于水泵需要安裝在橢圓最大橫軸附近，所以出水池的面積顯得過大造成了出水側(cè)的浪費。橢圓形方案其長軸為62m、短軸52m，總面積2613m2。綜合以上各方案的比選、研究和論證，最后確定雨水泵站采用卵形結(jié)構(gòu)形式，可以達到工藝布局合理，進水有較小角度漸擴、出水有較大角度漸縮，而且結(jié)構(gòu)受力條件較好、施工也比較方便，符合技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的目的。

所謂卵型泵站就是泵站地下主體部分的平面呈卵型，進水前池是以15m為半徑的小半圓、中心角為94°;主機房與出水池側(cè)以23m為半徑的大半圓、中心角為210°;大、小圓心距為16m，經(jīng)余弦定理以47.87m為半徑連接大小扇形弧線，從而形成卵形。它的進水擴散段長度為24m，擴散角度為15°，呈圓形平滑漸擴、使水流很容易達到穩(wěn)流狀態(tài)。泵房工藝布局充分利用卵型的特點，進水閘篦井位于小半圓上，閘門的布置和格柵的安裝緊湊合理，解決了圓形泵房進水端跨度較大的缺點。水泵安裝一字排列在靠近大圓半徑側(cè)，充分利用較大空間來安排水泵，末端為壓力出水池，出水池最長處為15m、漸縮角25°。卵形泵房總占地面積2091m2，比矩形泵房減少21%、比圓形泵房減少9.5%、比橢圓形泵房減少25%，從而大幅度降低了工程造價。

4 泵站建設(shè)的新舉——“護壁合一、分層逆做“

由于以往在泵站施工中有過因地質(zhì)條件惡劣而造成塌方的教訓，所以本泵站施工的主要選擇方案為連續(xù)墻施工方案與深基坑圍護結(jié)構(gòu)施工方法。

4.1 連續(xù)墻方案

在地面上用一種特殊抓斗或多鉆頭式成槽設(shè)備，沿著開挖工程的周邊，在泥漿護壁情況下開挖一條狹長的深槽，槽內(nèi)放置鋼筋籠、然后澆注水下混凝土，形成連續(xù)的地下墻壁(泵房井壁)，當達到設(shè)計強度后即作為施工臨時圍護擋土墻。泵房內(nèi)部板梁及底板利用逆做法進行施工，與連續(xù)墻交接點均采用預埋鋼筋焊接連接。這種施工方法即解決了軟土層不宜開槽的難題，且其結(jié)構(gòu)剛度大、整體性強，并大量地減少挖填土方，尤其是在市區(qū)地處狹窄的地方更能有效地發(fā)揮作用。但該施工方法必須具備專門工具，并有成熟的施工經(jīng)驗。

4.2 “護壁合一、分層逆做”方案

以往泵站深基坑支護施工方法是，在泵站主體的周圍利用旋噴樁和灌注樁聯(lián)合組成深基坑的擋水帷幕，然后再做主體結(jié)構(gòu)。但是深基坑支護采用的樁基及環(huán)梁造價可觀，工程量和施工難度也很大。本泵站將支護的作用擴大，使基坑支護與泵房池壁組合成一體，由多道環(huán)梁做為支點，基坑開挖時它做為臨時擋土墻，待完成基坑開槽后，在護壁內(nèi)側(cè)澆注混凝土內(nèi)襯，起到防滲與找平層的作用，有效地降低了土建結(jié)構(gòu)的數(shù)量和費用。據(jù)初步核算，兩種施工方案相比較僅土建結(jié)構(gòu)部分就節(jié)省造價3006萬元。

該方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用卵形平面結(jié)構(gòu)形式;以旋噴樁和灌注樁聯(lián)合組成擋水帷幕，防止軟土中地下水滲透流引起的邊坡滑動;以多道環(huán)梁作為護壁的支點，防止由于土壓引起護壁樁的位移;在完成深基坑的開挖后，再將護壁樁內(nèi)側(cè)澆注混凝土內(nèi)襯，既做為防滲結(jié)構(gòu)層又形成泵站的內(nèi)壁。從而在節(jié)約原材料、減少土方量，避免對周圍基礎(chǔ)擾動方面發(fā)揮優(yōu)越性。

參考文獻

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