干塢沉箱式結構排水泵房施工方法

喬光 ，張春閣 ，王坤

（1.中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116083；2.天津市水下隧道建設與運維技術企業重點實驗室，天津 300461）

1 工程概況

大連灣海底隧道干塢工程總占地11 萬m2，設有東、西兩個獨立塢室，兩個塢室公用1 座排水泵房以滿足塢內排水使用。排水泵房為對稱式結構，由排水前池、沉箱和現澆混凝土胸墻組成。泵房排水系統共配有主泵8 臺，副泵4 臺，通過管道將塢內存水從前池內泵送到胸墻頂部集中排入海內。底部前池為雙側對稱結構，分12 個池體，泵房沉箱為矩形結構，內部設有21 格方形空心倉格，頂部胸墻為實心鋼筋混凝土結構，斷面圖見圖1。

圖1 排水泵房結構斷面Fig.1 Structural section of drainage pump house

該排水泵房結構形式復雜，高度23 m，施工的難點和重點包括：1） 泵房前池配置使用木模板，上部泵房沉箱及胸墻采用鋼模板，模板工序是施工難點。2）排水泵房前池及沉箱底板均屬于大體積混凝土結構，混凝土施工質量是控制重點[1]。3）本分項工程施工作業區域位于中隔岸壁塢墻南端緊鄰塢口施工區域，施工作業面小，分層施工高度不宜過高。

2 現澆排水泵房施工方法

2.1 施工順序

排水泵房為一個單獨施工作業區域，為保證施工場地充足，與泵房相鄰結構均在排水泵房完成后施工。考慮施工作業面小及人員安全問題，分層施工高度不超過5.5 m。泵房的施工按照先地下后地上、先主體后小結構的施工原則，由下至上共分7 層進行施工，按照自下至上順序施工，具體施工順序如下：

1）排水泵房前池：前池高度最大7.5 m，自下而上按1.5 m、4.0 m、2.0 m 高度分3 層澆筑，模板采用木模板，配合承重式腳手架結構施工。

2）排水泵房沉箱：現澆沉箱高度為14.3 m，自下而上按5.3 m、4.5 m、4.5 m 高度分3 層澆筑。其中模板采用大片組合鋼模板，模板施工采用分片吊安方法[2]；鋼筋施工采用吊裝鋼筋片與現場人工穿綁相結合方法；混凝土施工采用泵送混凝土、人工振搗成型方法。

3）排水泵房胸墻：胸墻高度2 m，一次澆筑成型。其中模板采用鋼模板，分塊吊安到位；鋼筋采用現場人工綁扎方法；混凝土施工采用泵送混凝土、人工振搗成型方法。

2.2 鋼筋工程施工方法

1）鋼筋加工

鋼筋下料尺寸、彎曲角度嚴格按施工圖及規范要求施工。

2）鋼筋綁扎

鋼筋采用分層綁扎方式，其中底板鋼筋采用現場人工綁扎形式，墻體鋼筋通過提前綁扎成網片，分片吊安及人工穿綁相結合形式。

3）鋼筋焊接

單根鋼筋設計長度大于12 m 時均采用閃光對焊連接形式。

4）底板部位鋼筋綁扎

①在基礎墊層上鋪底放線，首先綁扎底板兩層鋼筋，底板上下層網片之間架設φ20 鋼筋支撐。

②現場人工綁扎墻體鋼筋，完成找正鋼筋間距后，綁扎其他類加強筋、輔助筋等。

③安放保護層墊塊，墊塊數量按照1 m 間距布置。

5）接高部位鋼筋綁扎

①在下部已成型墻體上放線，安裝接高施工用工作平臺，提供鋼筋綁扎作業面。②吊安在地面上綁扎成型的墻體鋼筋網片。③人工配合網片穿筋施工，完成找正鋼筋間距后，綁扎各種輔助筋、綁扣等。

④安放保護層墊塊，墊塊數量按照1 m 間距布置。

2.3 模板工程施工方法

1）前池模板工程

①前池第1 層模板施工，模板均采用木模板結構，采用15 mm 厚竹膠板按設計結構下料拼接，模板間采用對拉桿加固，模板背部采用直徑50 mm 鋼管支頂加固調整。

②前池第2 層模板施工需要搭設腳手架人行走臺，木模板間采用對穿拉桿加固形式，模板背部通過直徑50 mm 鋼管支撐在前池底板上。

③前池第3 層模板施工，承重腳手架用直徑50 mm 鋼管、卡扣搭設，在立桿底部墊30 mm 厚木板。立桿間距90 cm，橫桿步距60 cm。前池懸臂板及連系梁模板支撐使用10 cm×10 cm 方木，沉砂槽模板加固采用5 cm×8 cm 方木，面板面統一使用15 mm 竹膠板。前池第3 層模板支立形式見圖2。

圖2 前池第3 層模板支立形式圖Fig.2 Formwork erection form of the third floor of forebay

2）排水泵房模板工程

泵房沉箱外模采用組合式鋼模板[3]，芯模采用定型鋼模板。其中外模之間通過螺栓連接，外模與芯模之間采用對拉螺栓連接形式[4]。

①底段模板施工。在墊層上放出沉箱底平面尺寸線，對角線偏差小于1 cm；清理內芯表面，刷脫模劑；底板鋼筋綁扎完成后，吊安支立單號芯模，繼續綁扎墻體鋼筋；待墻體鋼筋綁扎完成后，吊安支立雙號芯模，連接好芯模之間的上口螺栓；外模組合鋼模板拼裝成大片，然后進行吊裝；外模底部與墊層預埋件間焊接固定，頂部與芯模間對拉固定[5]。底段模板支立形式見圖3。順時針安裝其余外模，找正模板垂度，完成模板支立驗收。

圖3 底段模板支立形式圖（mm）Fig.3 Formwork erection form of bottom section(mm)

②底段模板拆除。先松動對拉螺桿并拆出芯模；按照外模支立逆順序，拆除外模。

③接高段模板支立。吊裝支立內平臺，將內平臺緊固在沉箱隔墻上；將外工作平臺吊裝就位，通過外壁上的圓臺螺母將其緊固在墻上；將結構段單號芯模吊放在內平臺上，綁扎接高段墻體鋼筋；待鋼筋綁扎完畢后，支立雙號芯模，將芯模間上口對拉螺栓緊固，頂緊芯模下口絲頂；吊安接高段外模，外模底部與預埋圓臺螺母連接固定[6]，外模上部與芯模間兩道對拉緊固。接高段模板支立見圖4。

圖4 接高段模板支立形式圖（mm）Fig.4 Formwork erection form of elevated section(mm)

④接高段模板拆除。松動對拉螺桿，按照外模支立逆順序拆下外模；然后逐個拆除芯模；提升內部工作平臺及外部工作平臺。

⑤胸墻模板安裝及拆除

胸墻模板采用2 m 高定型鋼模板，模板支立拆除形式與排水泵房沉箱模板相同。

2.4 混凝土工程施工方法

1）澆筑混凝土按照規范要求分層進行，每層厚度不大于50 cm。采用人工插入式高頻振搗器振搗，每一振點的振動時間20～30 s，振搗器移動間距40 cm，振搗器應插入下層混凝土中5 cm[7-8]。

2）混凝土分層接茬處統一進行高壓水沖毛處理，除去頂層浮渣，保證新舊混凝土間接合不滲水。

3）混凝土養護。底板混凝土拆模后，采用灑水養護，并覆蓋土工布。

3 工程實施效果

排水泵房同時兼做干塢塢墻使用，沉箱及胸墻采用大片組合式鋼模，結構線形順直，表面平整光澤，同時墻體不設置穿墻拉桿，且分層混凝土接茬采用高壓水沖工藝，泵房整體無漏水，止水效果良好。排水泵房實施效果見圖5。

圖5 排水泵房實施效果圖Fig.5 Implementation effect of drainage pump house

4 結語

大型沉箱式排水泵房在干塢工程中正式應用，采取分層現澆施工方式，施工效率高，可保證每3 天施工1 層，相比較于常規搭設滿堂腳手架施工效率提高近1 倍，有效節約工期。經實施，泵房整體無漏水，應用效果良好。沉箱式泵房結構，施工工藝成熟且簡單，施工難度低，對人工及設備等資源需求少，進一步節省施工成本；同時沉箱結構各道施工工序交叉作業少，施工安全風險很小，可在相關的工程中進一步推廣使用。