試論水利水電泵站基礎施工技術應用

顏萬坤

中交一公局集團水利工程有限公司 湖南 益陽 413000

引言

一般來說，泵站地基存在復雜的地質構造，其地質缺陷難以發現。如果不進行穩定性分析和計算，可能會形成不可預測的滑道，甚至會導致嚴重的水利事故。因此，對泵站工程進行穩定性分析和安全評價具有重要意義。傳統泵站穩定性分析一般只是按照規范中規定的方法進行計算，忽略了超載、材料磨損等因素對泵站安全運行的影響。

1 地基的主要問題

根據《泵站設計規范》（GB50265-2010）和大量水利工程建設的實際經驗，泵站地基處理概括起來主要有四個問題：①強度和穩定性問題；②壓縮及不均勻沉降問題；③地基的滲漏量超過容許值時，會發生水量損失導致發生事故；④施工中動力荷載可能引起地基土邊坡的失穩等危害。根據上述四個方面的問題，結合本案例的實際情況，需要重點解決地基強度和穩定性問題來滿足泵站的穩定，同時還要保證施工安全[1]。

2 泵站建設施工管理的現狀分析

如今，在新時期發展背景的基礎上，我國水利工程規模不斷擴大，泵站數量大幅增加，建設泵站困難重重。泵站實際施工過程中，由于諸多因素的影響，仍存在諸多問題。這些問題不僅會影響泵站的施工質量，而且會對水利工程的整體質量產生非常嚴重的影響。根據目前的實際情況，抽油機施工管理中存在的問題主要體現在以下幾個方面。

2.1 水利工程泵站建設設計缺少合理性

該設計在水利工程泵站建設中起著非常重要的作用，泵站的規劃質量與建設質量之間存在著非常密切的關系。但在泵站的實際設計中，總體上不能滿足一定的合理性要求，導致泵站的最終施工質量與設計形式不符。同時，一些規劃單位在開工前對施工現場的實際情況了解不夠，規劃工作沒有嚴格遵循相關規范和制度，對抽油機的施工質量產生了很大影響[2]。

2.2 管理人員綜合素質水平有待提升

水利工程泵站建設過程中人員流動明顯，甚至管理隊伍也臨時組建，因此無法很好地保證泵站的建設和管理質量。此外，還有一些經理在就職前缺乏相應的資格，同時也不認識到建設和管理泵站的重要性，導致他們的職業責任沒有得到充分履行，這是建設和發展的一個非常嚴重的障礙。

2.3 工程規劃設計缺乏科學指導，未掌握施工流程

節水建設的實踐表明，如果設計規劃設計的合理性不夠，缺乏科學指導，不符合實際情況，設計方案的科學性和可行性就無法保證，現有設計的隱患很容易埋下每個人的隱患。泵站施工時，一些施工單元水平有限，一些環節的裝配質量在施工過程本身無法達到標準。這些問題是節水項目中泵站建設和管理中應注意的內容。不僅有些建設項目沒有嚴格按照國家有關法規進行施工，不了解電氣安裝工程的規格等方面，也沒有積極研究，無法保證設計質量。節水項目隱蔽工程中，一些建設單位存在機會心理，給整個項目建設帶來很大的安全風險。節水泵站施工時，一些施工人員不知道施工過程，不知道泵站的施工規格，也沒有明確泵站的施工要點，導致節水泵站施工中的盲目性和隨機性，容易導致施工質量問題[3]。

3 提升水利工程中泵站建設施工管理水平的相關策略

3.1 基坑支護設計

開挖基坑時，如地質條件及周圍環境許可，采用放坡開挖時較經濟的，考慮到開挖的土均為淤泥質黏土，含水量高，承載力低，同時工程基坑開挖深度達到5.2m，根據相關規范，屬于深基坑開挖，故必須進行基坑支護，以保證施工的順利和安全。根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）中強制性條文3.1.2規定，基坑支護應滿足下列功能要求：①保證基坑周邊建（構）筑物、地下管線、道路的安全和正常使用；②保證主體地下結構的施工空間。同時根據規程的3.1.3條規定，支護結構的安全等級為三級。基坑支護結構的主要作用是支撐土壁。目前水利工程的基坑支護根據受力狀態主要分為三大類，第一類是橫撐式支撐，第二類是重力式支護結構，第三類是板式支護結構。該工程屬于深基坑，泵站工程基坑工作面很大，故該工程采用第三類板式支護結構。板式支護結構有槽鋼、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁及地下連續墻等結構，根據土層情況，該工程采用鉆孔灌注樁結構。根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）中“支擋式結構”的規定，鉆孔灌注樁采用樁徑800mm、間距1.6m、長度10m的C30鋼筋混凝土，同時為使所有鉆孔灌注樁連在一起，在樁頂部設置混凝土冠梁，冠梁尺寸為1000mm×1000mm。基坑支護的同時，必須處理好地下水的控制，否則基坑支護必然會出現不安全的因素。根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）中7.1.1條，“地下水控制應根據工程地質和水文地質條件、基坑周邊環境要求及支護結構形式選用截水、降水、集水明排方法或其他組合”。地下水控制包括截水和排水，根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）中7.2.1條的規定，同時結合該工程地基處理采用水泥土深層攪拌樁，為施工方便，截水采用直徑為500mm的水泥土攪拌樁，長度與鉆孔灌注樁相同?；永锏姆e水采用明排法，由于地基土層為黏土，滲透系數較小，根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）中7.3.1條的規定，在基坑周邊采用真空井點進行降水。綜上所述，該工程基坑支護采用的方法為：第一排為樁徑800m的鉆孔灌注樁，間距為1.6m，樁后采用500mm的12%水泥土攪拌樁作為截滲樁，樁長均為8.4m。同時嚴格控制排水，采用明排水先排除基坑內積水，同時采用輕型井點降低基坑周邊的地下水位，保證為基坑創造一個干燥的施工環境，保證施工安全[4]。

3.2 地基處理及基礎方案

地基是工程建設的根基，地基的穩固與否關系到整個工程的安危。地基具有特殊性質，泵站的運行存在水泵振動、閘門升降、流水沖刷等復雜動力荷載作用，兩種因素共同作用，對建筑物地基及基礎的可靠性造成影響。構筑物的地基及基礎處理方式有多種，如天然地基、樁基礎、深基礎、人工處理地基等，各有優缺點和適應性，地基及基礎方式的選擇要貼合現場條件和荷載、構筑物功能等實際。當土質均勻、堅實、工程性質良好時，可以利用天然地基作為持力層，一般要求承載力特征值不小于120KPa，當持力層以下還有軟弱下臥層時，需要驗算軟弱下臥層的承載力是否符合。天然地基技術簡單、施工量小、經濟性好、施工操作方便，能滿足使用條件時，應優先選用。漫灘區的上層天然地基工程質性差，且一般還有軟弱下臥層，不應采用天然地基。人工處理地基是指遇到軟弱、壓縮性高、強度低土層時采取人工加固處理的辦法，用處理過后地基作為基礎持力層，加固方法包括機械碾壓法、強夯法、換填法、預壓法、擠密法、化學固結法等，人工加固地基需要耗費較高的成本，且工序較繁雜，如換填法需要考慮開挖支護、降水、棄土堆放、取土來源等多種因素以及夯實施工配合，強夯等簡單的處理方法適用范圍窄。當擬建建筑地下部分有特殊作用時，可考慮采用深基礎。在漫灘區建設的一般泵站，地下空間的開發利用受到場地條件、成本、使用要求等約束，因此，除管涵等必須埋入地下的結構外，其余構筑物一般不利用地下空間進行布置。樁基礎適用于含各種類型土層地基，樁基礎穿透的軟弱地層不需經過特別處理，是一種方便實用且安全性、耐久性有保證的典型處理方法。其主要缺點是施工過程中對場地空間要求高，需要專業的設備，經濟代價較直接以天然或簡單人工處理地基大。根據工程巖土勘測結果，顯然工程所處位置天然地基不能滿足要求，必須進行地基處理。雖地表填土下的粉質黏土層有較大承載力且工程性質好，但其下的軟弱下臥層如果采用人工加固處理，要對厚度達20多米的土層進行換填、夯實或者人工固結，施工難度和經濟代價非常大。工程所處場地開闊，施工條件好，適合用樁基礎，樁基礎直接穿透軟弱層，持力層設在下部承載能力大、工程性質好的土層，實現地基安全有保證，沉降可控，耐久性好且建設成本可控[5]。

3.3 結合工程質量要求，制定施工管理制度

任何工作的有效發展都離不開科學工作體系，因此在泵站施工管理的早期階段制定合理的施工管理體系尤為重要。在泵站施工過程中，為了在施工管理中發揮積極作用，提高工程施工質量，需要制定科學、系統、標準化的施工管理制度，確保各項施工管理都能按規定進行?？紤]到不同泵站施工目標的差異，各泵站施工應根據實際施工需要制定特殊管理制度。在管理制度中，除了對建筑人員、材料和設備的基本要求外，還包括管理人員的管理和監督，以確保建筑管理人員的工作能夠科學有效地進行。在實際工作中，為了確保施工管理能夠科學有效地進行，管理者必須在保證其工作科學性的基礎上克制、管理和監督施工人員的工作行為。鑒于施工人員（包括施工管理人員）的工作失誤和失誤，將根據結果的程度進行處罰，包括減薪和福利扣減等。情節嚴重的，可以直接駁回，依法追究責任[6]。

3.4 地基失效后的綜合加固措施

從基坑邊坡的滑動情況及對復合地基造成的影響可知：①不管是地基補強還后續工程施工，都需要盡快解決邊坡持續滑動問題；②需要結合地基現狀和上部結構型式采取適當的措施保證地基滿足上部建筑安全運行。考慮到基坑內已倒伏的管樁方向和位置不確定，基坑淤泥質土膨出，若重新回填平臺補樁，重型機械無法進出及施工，補樁（包括其他樁型）工作實施困難。為保證泵站按既定工期完成、汛前具備排澇抽水能力，應盡快控制邊坡滑動，采取工期短、見效快的方案進行地基補強處理及上部結構優化調整。站身尚有西側一半管樁完好，考慮現狀條件，結合泵站結構型式、施工單位根據經驗提出的建議，補強加固主要從以下三個方面入手：①維持臨時邊坡穩定，保證后續施工安全；②補強加固復合地基，提高擾動地基承載力，③優化站身底板結構，減小基底應力[7]。

4 結束語

在水利項目建設中，在提高泵站建設質量的同時，不僅可以對促進社會經濟發展起到非常重要的作用，而且可以為人們的日常生活和生產提供非常重要的保障。目前，國家逐步重視水利項目建設，逐步加大資本投入，有利于節水抽油機建設規模的不斷擴大，但同時也逐漸出現了一些問題。面對這種現象，在水利泵站建設中有必要充分實施相應的建設線路工程，實現信息技術的合理利用，進一步提高水利泵站建設質量。