某泵站重建工程主要施工方法

黃小果

（河南潤旺建筑工程有限公司，河南 南陽 474350）

1 原泵站存在的問題及重建工程內容

1.1 原泵站存在的問題

原泵站存在的主要問題有：一是原泵站建成于20 世紀60年代，工程建設年代久遠，設備老化陳舊；二是區域內排水體系發生變化，造成原泵站排澇標準低，工程排澇能力明顯不足；三是區域內澇災嚴重，修建臨時支渠應急泵站仍無法永久解決區域澇災問題；四是現有涵閘建設標準低，設施簡陋，與快速發展的區域經濟不相匹配。

1.2 重建工程內容

重建工程主要任務是排澇、防洪兼顧改善區域內水景觀環境。工程的建設確保圍內在不超過設計標準下的暴雨時不致災，達到設計排澇要求。

主要建設內容：重建電排站1座，設計排澇流量27.50 m3/s，重建自排閘1座，設計自排流量39.70 m3/s，配套建設泵站和自排閘的附屬建筑物等。此項目為Ⅲ等中型泵站，電排站的主要建筑物級別為3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。

2 主要的施工方法

2.1 施工導流與上下游圍堰

2.1.1 施工導流

2.1.1.1 施工流程

場地接收后先清理→放導流明渠線→打鋼板樁→挖運導流明渠土方并實施頂撐支付→臨時排澇站土建及機泵安裝。

2.1.1.2 導流明渠

為有效解決施工期間的排水，勢必要在上下游圍堰的一側新開一條導流明渠。施工前，先按施工圖在原泵站左岸放出導流明渠位置線，并按圖紙要求在該明渠的兩側打拉森鋼板樁，然后開挖明渠內1.00～1.50 m深的土方，再焊接對撐的工字鋼以及鋼管，最后將渠底一次性開挖到設計的底高程。

2.1.2 內外河圍堰施工

施工圖揭示，內外河圍堰分一期和二期來實施。在主施工期開工前，分別在現狀原泵站的上下游分別構筑鋼板樁黏性土（袋裝砂）圍堰；第二期，在自排閘以及上下游水下部位具備過水條件時，拆除一期實施的內河圍堰，然后區別上下游、左右岸分別以拉森Ⅳ新型鋼板樁與袋裝土相結合的方法構筑對應的圍堰，各個擊破地將現狀河岸與主體擋墻聯為一體。

此工程的圍堰級別為5 級，（一期）外圍堰洪水標準取20年一遇洪水位5.01 m，（一期）內圍堰設計水位取內河最高控制水位3.30 m。鋼板樁全部為拉森Ⅳ新型鋼板樁，其主要參數滿足b=40 mm，h=360 mm，t1=14.8 mm，t2=10 mm，板樁壁慣性矩=39 600 cm4/m。

由于內外河圍堰歷經兩個全汛期，期間遭遇過多個臺風，項目部結合基坑監測，落實有專人巡查、定期觀測變形情況；安排專人對圍堰外河水位進行觀測以及對圍堰檢查，發現意外情況及時匯報處理，確保了圍堰在整個施工期內萬無一失。

2.2 土方工程

2.2.1 基坑土方開挖

首先拆除掉原構筑物，然后圍繞關鍵線路，著手安排主泵房、防洪閘以及自排閘的基坑支護和土方開挖。

受發包人征地因素影響，整個項目均不具備放坡大開挖條件，只能依賴于鋼板樁支護才能逐塊實施構筑物的基礎處理和下部結構施工；又由于無場區順水流向臨時施工道路布置的可能，只有在實施完自排閘基底共26 根鉆孔灌注樁后先在其上借道，最終在搶出下游水下工作量后，再依次自下游而上游把自排閘完整做起來。

初始，基坑土方開挖從主泵房起，使用2 臺挖掘機將土先挖至樁機操作平臺所示的高程，由5輛自卸車運送至發包人指定的余泥收納場；為積極響應省市區有關揚塵管控的號召，車輛離開工地前必經洗車槽且配備了專人沖洗，盡管如此，為防拋灑滴漏，還再安排專人沿主干道清掃自卸車所行駛的路線，確保不污染環境。

隨著主泵房結構的不斷上升，再自下游而上游地開挖前池、清污橋包括兩側擋墻等的基底土方。

2.2.2 土方填筑

土方回填前，先取具有代表性土樣做擊實試驗，以確定最優含水率和最大干容重。填筑時，并根據填土土料特性、壓實度指標以及填土高度等因素，預留足夠的沉陷量。

主泵房、防洪閘、穿堤箱涵等構筑物處的回填，按設計要求選用開挖出的粉質黏土，并使土料中黏粒含量10%～35%，塑性指標宜為7～20，且不含植物根莖、磚瓦、垃圾等雜質，不允許利用原開挖出的淤泥質土。

回填土施工過程中，主要通過以下工作來保證回填土的質量：①回填前，先清除建筑垃圾等雜物，報監理工程師驗收合格后，再施工。②控制回填土料的含水率，視具體情況采取翻曬或灑水的措施。③按確定的坯層厚度，用挖掘機攤鋪并碾壓密實，在分段填筑時，各段土層之間設定標志，以防漏壓、欠壓，并保持上下層分段位置搭接位置錯開。

2.2.3 擋墻后中粗砂填筑

此項目內外河左右岸擋墻主要以鋼筋混凝土扶壁式和懸臂式擋墻為主，與現狀河道相接除外河右岸為蜂巢擋墻其余是素混凝土重力式擋墻。鋼筋混凝土擋墻后設計是緊貼擋墻的3.50 m 寬范圍，填筑拆除下來的樁基中粗砂施工平臺，其余區域填筑黏性土。而實際由于攪拌樁中的水泥漿已充填進中粗砂空隙，達不到預期愿望，后設計變更為新購中粗砂進行填筑，經檢測，壓實后的中粗砂相對密度均大于0.65，全部滿足設計要求。

2.3 基礎處理工程

該項目的基礎處理施工內容主要有：①主泵房和檢修間采用Φ500水泥土攪拌樁圍封、防洪閘與自排閘基底設Φ500水泥土攪拌樁防滲墻。②扶壁式擋墻c基底Φ500水泥土攪拌樁格柵狀布置。③對主泵房和檢修間、防洪閘，改原端承型樁鉆孔灌注樁為Φ500水泥土攪拌樁加3:7水泥土褥墊層復合地基，先前已實施的34根鉆孔灌注樁當攪拌樁單樁使用。④自排閘基底26 根Φ800 鉆孔灌注樁。⑤副廠房區域共9 根沖孔灌注樁，其中Φ1 000直徑的1根，其余為Φ800樁。⑥清污橋、自排閘進水涵、檢修門庫、擋墻等區域采用剛性樁復合地基，為Φ300 直徑A型PHC管樁；剛性樁與基礎之間設碎石墊層。⑦在上下游的擋墻后還設計有阻滑樁，該特種支護樁用C80預應力高強混凝土澆制，直徑Φ500 mm。

2.4 水泥土攪拌樁施工

2.4.1 概述

2.4.1.1 圍封及防滲墻

根據補勘前巖土工程勘察資料，泵房和檢修間采用Φ500水泥土攪拌樁圍封，水泥土攪拌樁咬合200 mm，有效墻厚為700 mm，平均樁長按10 m控制；防洪閘和自排閘下設Φ500 水泥土攪拌樁防滲墻，水泥土攪拌樁咬合200 mm，有效墻厚為400 mm，有效樁長為8 m；采用ZKD85B-3 型三軸攪拌樁機進行施工。

2.4.1.2 水泥土單樁

對主泵房和檢修間、防洪閘，設計變更改原端承型樁鉆孔灌注樁為Φ500水泥土攪拌樁加3:7水泥土褥墊層復合地基；先前已在防洪閘區域實施的34根鉆孔灌注樁也當攪拌樁單樁使用；當在防洪閘范圍內打設攪拌樁時，樁位與已施工的鉆孔灌注樁樁位發生沖突時，根據現場實際情況作相應的調整；根據地基土特性，采用SP-5型攪拌樁機進行施工。

2.4.2 施工準備

水泥摻入比：根據工程的地質條件，按設計提供的20%（67 kg/m）水泥摻入比以及《建筑地基處理技術規范》進行工藝性試樁后再進行全面施工。

添加劑：采用2%的石膏和0.20%的木質素磺酸鈣。

水灰比選擇：根據多年來水泥土攪拌樁的施工經驗，水泥漿液中的水泥用量與軟土地基天然體積之比一般為12%～18%，此項目水泥漿的水灰比按0.50進行控制。水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥等級為42.5 R。

構筑施工平臺：水泥土攪拌樁施工前，根據原泵站拆除后的具體工況，將原擋墻或原擋墻外側的拋石及雜物全部清除干凈，以免影響水泥土攪拌樁成樁。攪拌樁樁機施工平臺均為1 m厚的中粗砂鋪筑而成。

2.4.3 施工工藝

該項目水泥土攪拌樁采用濕法施工，“四噴四攪”工藝成樁；注漿額定壓力不小于50 MPa，水泥土攪拌樁樁位允許誤差小于50 mm，垂直度允許偏差小于1 %。

①根據現場條件進行平面布置，安排施工供水，布置水泥制漿及泵送系統，送漿距離20 m左右。②按設計圖紙要求，進行現場測量放樣，定出軸線及樁位。③為避免噴漿孔堵塞，水泥土攪拌樁自樁基施工平臺開始便按照水泥土攪拌樁的施工技術要求進行送漿、攪拌。

2.4.4 施工過程中發現問題的處理方法

基坑開挖后發現泵房局部區域現狀存在有木樁，為不影響水泥攪拌樁的施工，已將這些木樁全數拔除出界。

施工過程中，局部區域發現存在著既往施工的攪拌樁，通過抽芯檢測后發現其質量較差，設計變更時通過在這些攪拌樁之間進行補打新水泥攪拌樁的方式進行了加強。

由于主泵房與防洪閘基礎不同高，按先深后淺的施工程序在實施完主泵房后墻，再通過采用回填的方式才能打設防洪閘區域的攪拌樁。施工中，嚴格控制該區域的回填土壓實度。

2.4.5 樁身質量檢測

2.4.5.1 檢測依據

按《建筑樁基技術規范》《建筑樁基檢測技術規范》的規定進行檢測。

2.4.5.2 檢測項目

水泥土攪拌樁的檢測項目包括樁身強度檢測和樁身完整性檢測。

2.4.5.3 檢測數量

委托水利部珠江水利委員會基本建設工程質量檢測中心對水泥土攪拌樁進行檢測，其中樁身強度檢測，通過釆用雙管單動取樣器鉆取芯樣作水泥土抗壓強度檢驗，數量19點；樁身完整性檢測成樁3 d 內，采用輕型動力觸探（N10）檢查上部樁身的均勻性，檢驗數量41點。

2.4.5.4 復合地基處理效果檢測

各處基坑封底前，進行了復合地基的承載力試驗：間距0.65 m 布樁區域不小于130 kPa，間距0.70 m 布樁區域不小于115 kPa，間距0.60 m布樁區域不小于135 kPa。防洪閘出口左岸扶壁式擋墻c 復合地基承載力130 kPa；結果表明全部滿足了設計要求。

該項目對水泥土攪拌樁的樁身質量檢測，也滿足了水務工程質量安全監督站的要求。

3 結語

在某泵站重建工程的具體施工過程中，嚴格按照施工工序和施工操作手冊進行，對重點工程：施工導流與上下游圍堰、土方工程、基礎處理工程、水泥土攪拌樁施工進行詳細論述，并嚴格進行質量檢測和過程控制，以保證項目的施工質量。