寶鋼新疆八一鋼鐵有限公司中厚板遷建工程水處理設施——旋流沉淀池施工技術

【摘 要】八鋼中厚板遷建工程水處理設施－旋流沉淀池工程，前期施工方案采用將基坑挖至－20m進行沉井施工，由于挖至－20m遇巖石層及防空洞，巖石層進行沉井土方開挖困難，為了保證施工安全及施工質量，確保施工工期，提出一次性將基坑挖至設計標高－33.1m（旋流池底板標高）應急預案，克服在超深基坑作業，提前施工工期50天。

【關鍵詞】旋流沉淀池；深基坑；回填土方

本工程為寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司中厚板遷建工程水處理設施－旋流沉淀池，其結構形式為鋼筋混凝土結構。主要包括旋流池本體、部分鐵皮溝。

原設計圖紙旋流池由鋼筋砼外筒、內筒、環形泵房、整流板等組成。旋流池外筒為一個高35.25米，壁厚1.2米，外徑30.4米的圓筒式構筑物。在－15.5、＋0.500標高處有現澆環形板。內筒長27.3米，厚400，外徑5.30米。外筒埋入土中深34.75米。

本工程旋流池部分采用整體施工。由于采用了此項方法，原圖紙設計中旋流池刃腳部分取消。

2 施工工藝

前期施工方案采用將基坑挖至－20m進行沉井施工，由于地質勘查挖至－20m遇巖石層及防空洞，巖石層強度較高，直接影響筒壁的沉井，為了保證施工安全及施工質量，確保施工工期，經過與甲方和設計人員協商研究決定，一次性將基坑挖至設計標高－33.1m（旋流池底板標高）。甲方針對現場實際情況要求設計單位對旋流池優化設計。

優化設計后將外筒高度改為28.5m，壁厚為1米，外徑30m，內筒尺寸不變。底板標高由－33m提高至－31.5m，局部外筒提高至－28.5m，為了確保施工質量，決定采用C15砼將加深部分澆筑至設計標高。

施工工藝順序為：挖基坑至△－33。10米→澆筑墊層砼至－31.5（局部－28.5m）→依次支旋流池外筒模板、綁扎鋼筋、澆筑砼至＋0.500m平臺下→綁扎旋流池底板鋼筋、澆筑砼→－23.5m以下導流板施工（筒壁外土方回填同步施工）→－19.224m以下環形梁、內筒施工→－15.5m以下梁、板及內筒施工→旋流池內筒施工→支設＋0.5m平臺模板→綁扎＋0.5m平臺鋼筋澆筑＋0.5m平臺砼→安裝鋼結構→上部泵房等土建施工。（井內樓梯同步施工）。考慮到一次性開挖，土方量大，挖填難度高，所以土方的開挖及回填是本工程的工期和成本管理的重點工作。

3 土方開挖

旋流池基底標高為-33.1米，外徑30.4米。由于現場場地空闊，為了加快施工進度縮短工期，內外筒同時施工，本工程決定一次大開挖至基底-33.1米。由于挖土方量較大且基坑較深，決定采用以下方法：

1、確定挖土方法：為加快進度及減少坡道放坡量，決定從旋流池東南側放坡，三臺挖掘機同時作業挖至標高-24米后，由一臺挖掘機負責挖標高-33.1～-28.5米層土方；另一臺挖掘機負責挖標高-28.5～-24.0米層土方。兩臺挖掘機接力甩土配合挖方。（詳見示意圖）

2、確定基坑成型直徑：考慮到施工腳手架的搭設等工作面，故從筒壁外側加寬1.5米，因此挖土成型的基坑底直徑應為30.4＋1.5×2=33.4米。

3、確定上口開挖直徑：為防止挖偏或挖小，本工程采用從上到下分層分段逐層開挖，即每4米深放坡1：0.6，同時為安全考慮退臺0.5米，在第4層退臺2.5m做護坡支護平臺，共分7層開挖。故上口尺寸為：

（4×0.6×6＋0.5×5＋2.5＋9×0.6）×2＋33.4=83m

4、確定挖土坡道長度及寬度：

（1）根據拉運土方車輛性能及以往經驗，車輛滿載狀態時的爬坡能力為：

①連續爬坡長度50～100m時，最大坡度1：6～1：8；

②連續爬坡長度100～300m時，最大坡度1：8～1：10。

（2）根據上述參考，本工程坡度選用1：9，車輛作業深度為24米。故坡道長度為24×9=216m。

（3）寬度確定：為加快進度本坡道設置為雙向道。車寬2.6米，為了施工車輛安全錯車及距坡道邊留1米寬。

故坡道寬為：2.6×2＋3=8.2m。

4 土方回填

由于在旋流池周圍-4.2m標高有露天棧橋基礎，架起著整個棧橋的結構及20噸行車的動荷載，圖紙對基礎的處理要求較高。但在旋流池土方開挖時，通過放坡已經將露天棧橋基礎范圍內的土方挖至很深的負標高上，如果直接從原隔壁土中加深施工露天棧橋的基礎，會帶來很大的施工難度和成本的增加。所以旋流池基坑土方的回填是本工程的重點工作之一。我單位嚴格按國家標準執行土方的回填操作工藝，來保證工程質量。通過這3年的沉降觀測，露天棧橋的沉降在國家規范允許偏差范圍內。

1.施工準備

（1）裝運土方機械有：自卸汽車、推土機、鏟運機。

（2）碾壓機械有：16噸壓路機。

2.作業條件：

（1）施工前應根據工程特點、填方土料種類、密實度要求、施工條件等，合理地確定填方土料含水量控制范圍、虛鋪厚度和壓實遍數等參數。

（2）施工前，應做好水平高程標志布置。大面積場地上或地坪每隔一定距離釘上水平樁。

（3）確定好土方機械、車輛的行走路線，應事先經過檢查，必要時要進行加固加寬等準備工作。

3.操作工藝：

工藝流程：基坑底地坪上清理→檢驗土質→分層鋪土→分層碾壓密實→檢驗密實度→修整找平驗收

（1）填土前，應將基底表面上的雜填土、垃圾等雜物都處理完畢，清除干凈。

（2）檢驗土質。檢驗回填土料的種類、粒徑，有無雜物，是否符合規定，以及土料的含水量是否在控制范圍內；如含水量偏高，可采用翻松、晾曬或均勻摻入干土等措施；如遇填料含水量偏低，可采用預先灑水潤濕等措施。

（3）填土應分層鋪攤。每層鋪土的厚度應根據土質、密實度要求和機具性能確定。填土每層的鋪土厚度為200～300mm和壓實遍數為6～8遍.鋪填土區段，長度不宜小于20m，寬度不宜小于8m.

（4）碾壓時，輪（夯）跡應相互搭接，防止漏壓或漏夯。長寬比較大時，填土應分段進行。每層接縫處應作成斜坡形，碾跡重疊。重疊0.5～l.0m左右，上下層錯縫距離不應小于1m，駛速度一般不應超過2km/h。

（5）在機械施工碾壓不到的填土部位，應配合人工推土填充，用蛙式或柴油打夯機分層夯打密實。

（6）回填每層壓實后，應按規范進行環刀取樣，測出干土的質量密度，達到設計要求后，再進行上一層的鋪土。

（7）填方全部完成后，表面應進行拉線找平，保證平整度。

5 總結

由于本工程將沉井工藝改為一次性開挖施工，通過設計優化后，取消了原設計中沉井所需要的參數設置，即將外筒高度從35.25m改為28.5m，壁厚從1.2m為1m，外徑從30.4m改為30m，底板標高由－33m提高至－31.5m，底板鋼筋從螺紋32@150改為25@150，在保證了施工安全及質量前提下，甲方節約150多萬元，我項目部節約直接成本約100多萬元。通過此冬施案例得出，一次性開挖旋流池施工的優點是：便于施工，節約成本，質量容易控制，避免冬季高強度土質的沉降困難等特點。缺點：對于場地的要求較大，安全及凍施保溫工作投入大等特點。