鳳臺電廠補給水泵房大型沉井施工

賴澤華

（浙江省水電建設(shè)公司 寧波 315010）

1 工程概況

鳳臺電廠補給水泵房工程位于鳳臺縣北鄉(xiāng)境內(nèi)，施工區(qū)地處淮河北岸的沖擊平原。泵房位于淮河大堤內(nèi)側(cè)現(xiàn)有的沉泥池中。泵房小區(qū)西側(cè)有一條與永幸河相連的河道。東側(cè)和東北側(cè)與另二座補給水泵房相鄰。

泵房的下部結(jié)構(gòu)5.9～18.00m標高為鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)；18.00～26.50m標高為現(xiàn)澆二次接高部分。泵房沉井結(jié)構(gòu)平面尺寸為34.74m×17.10m,沉井深度為12.10m，沉井壁厚為1.2m，為矩形狹長形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土強度等級為C30，抗?jié)B等級為S8；抗凍等級為F150。沉井刃腳底標高為5.90m，沉井面標高18.00m。內(nèi)設(shè)10個隔倉。

根據(jù)地質(zhì)勘探報告，補給水泵房區(qū)域根據(jù)各區(qū)地層的厚度及埋深情況，自上而下分布情況為：①沖填土：灰色，主要由淤泥粉質(zhì)粘土及粉土組成，層厚7.78m（平均值，下同）；②素填土：褐黃色，主要由粉質(zhì)粘土組成，濕，可塑，含植物根莖，層厚2.299m；③粉土：灰黃—褐黃色，很濕，稍密，夾粉質(zhì)粘土、粉砂，含氧鐵、云母。層厚4.03m；④-2粉質(zhì)粘土：深灰、灰綠、灰黃—黃褐色，很濕—濕，軟塑—可塑，夾粉土薄層，局部夾粉砂。

2 總體施工方案

根據(jù)該工程設(shè)計和現(xiàn)場施工條件，原始地面的標高大約為25.50m，即泵房主體結(jié)構(gòu)17.50m標高以上土方大開挖，在17.50m標高進行預(yù)制沉井施工。沉井采用干封底進行施工。給水泵房的施工主要包括沉井結(jié)構(gòu)制作與井體沉放兩部分。根據(jù)設(shè)計要求沉井分為三節(jié)制作，一次下沉。第一節(jié)為底梁和刃腳部分，從5.90m到8.60m標高，制作高度為2.7m；第二節(jié)從8.60m到14.00m標高，制作高度為5.4m；第三節(jié)從14.00m到18.00m標高，制作高度為4m。然后實施井體沉放。

3 施工重點和難點

施工中的重點和難點為：?砂墊層及磚胎模施工；?深井降水；?水力機械沖土順序；?下沉過程中監(jiān)測；?沉井下沉的控制。

4 砂墊層及磚胎膜施工

沉井在制作前須先開挖基坑，鋪筑砂墊層，以確保沉井在制作時的穩(wěn)定。在沉井準備下沉前，應(yīng)先將刃腳磚胎模拆除。在拆除磚胎模時，要對稱拆除，以防止因磚胎模拆除不均勻而造成地基受力不均、地基沉降不一，沉井發(fā)生傾斜現(xiàn)象。磚胎模拆除時先從短邊中間同時向兩邊拆除，而后再從長邊中間向兩側(cè)同時進行拆除。

5 深井降水

由于該工程施工期處于淮河訊期，同時沉井距大堤坡腳僅有50m左右，在沉井下沉過程中肯定會受到地下水位的影響，因此在下沉之前必須對沉井進行降水施工。為達到降水目的，降水要求深層承壓水水位降低至沉井刃腳以下2m，即絕對標高3.90m。

沉井降水采用大口徑井點，根據(jù)基坑范圍，在長邊處（38m+8m）布置 4口，短邊處（17m+8m）布置 3口（深井點距井邊緣按4.0m設(shè)計），深井管間距約12m，平均布置，共設(shè)井點10口。大口徑井點管長30m、管徑400mm。施工中能夠保證深井降水的出水量并取得了良好的降水效果。

6 水力機械沖土順序

根據(jù)該工程沉井的結(jié)構(gòu)特點，合理安排水力機械沖土順序是下沉的關(guān)鍵。下沉使用高壓水槍破碎土體，沖刷形成的泥漿利用泥漿泵抽出井外，排至泥漿池沉淀后排除。破土?xí)r應(yīng)先中間后四周，井內(nèi)土體形成鍋底，使沉井平衡下沉，下沉10m左右后按反鍋方法沖挖下沉，控制沉井下沉速度，確保沉井平穩(wěn)下沉。

沖洗順序為先中央后四周，沉井各倉內(nèi)挖土面高差不得超過1m，并沿刃腳留出土臺，最后對稱分層沖挖，盡量保持沉井受力均勻。井壁周圍土體下陷后及時補砂土，增加井壁外側(cè)摩阻力，減小下沉系數(shù)，使沉井在可控狀態(tài)下平穩(wěn)下沉。

沉井下沉距設(shè)計標高2.00m左右時，應(yīng)放慢下沉速度，采用“反鍋底”施工，基本以糾偏為主，測標下沉趨勢和自沉慣量。根據(jù)設(shè)計要求，按照正差提前10cm停止下沉，確保沉井平穩(wěn)，不超沉，高差控制在±7cm以內(nèi)，沉井進入設(shè)計標高后需繼續(xù)觀察，待沉井全部穩(wěn)定以后立即封底，以免出現(xiàn)超沉現(xiàn)象。

7 下沉過程中的監(jiān)測

下沉過程中，主要進行以下方面的監(jiān)測工作：

沉井本體監(jiān)測（下沉速度、下沉不均、整體漂移）：在沉井井壁四周布置下沉觀測點及觀測軸線進行監(jiān)測；沉井四周土體監(jiān)測（下沉、位移）：對四口降水井進行編號，定時記錄井內(nèi)水位、井的傾斜、破壞情況進行監(jiān)測；深井降水監(jiān)測（降水水位、深井傾斜及破壞情況）及淮河大堤、圍墻、附近泵房的監(jiān)測：對沉井四周土體定時觀察、附近泵房及圍墻在下沉?xí)r派專人觀測,如發(fā)現(xiàn)位移、裂縫、坍方要及時匯報，立即采取防護措施，如采用注漿堵縫等措施。

8 沉井下沉的控制

沉井下沉分為三個階段，即首沉控制在2～3m，中沉，最后下沉控制在1.5～2.0m（見圖 1～圖 3）。

圖1 首沉

首沉階段，必須每30min觀測一次并記錄數(shù)據(jù)進行匯總，及時計算偏差情況；每天24h下沉深度控制在300～500mm；沉井下沉初沉階段對沉井下沉質(zhì)量是至關(guān)重要的，由于此時沉井尚未入土，各側(cè)井壁尚無土壓力，無法提供沉井穩(wěn)定所必需的土壓力，因此初沉階段若不處理好，極易造成沉井大幅度偏斜，因此初沉階段下沉施工必須確保沉井的平穩(wěn)下沉。

圖2 中沉

圖3 終沉

沉井開始下沉?xí)r，首先應(yīng)從井格中央開始破碎土體，慢慢向四周擴大，嚴禁直接在刃腳踏面附近直接取土，保持沉井刃腳踏面受力均勻，讓沉井平穩(wěn)地緩緩切入土體。因沉井自重偏心較大，因此沖刷土體時應(yīng)根據(jù)沉井重心平面位置適當調(diào)整兩邊鍋底深度，讓沉井逐漸下沉，使沉井刃腳埋在土層中，降低沉井重心，確保沉井均勻下沉。中沉階段，進入正常下沉，正常下沉?xí)r，可每2h測量一次，每天24h下沉深度控制在300～1500mm；

最后下沉階段必須增加觀測頻率，一般為30min左右觀測一次，每天24h下沉深度控制在500mm以內(nèi)。

終沉階段，最后2m范圍內(nèi)要減小鍋底的開挖深度，防止突沉及超沉事故發(fā)生，控制開挖深度及速度，以下沉為輔，糾偏為主。沉井下沉離設(shè)計工程樁頂2m左右時，應(yīng)放慢下沉速度，停止6h觀察，掌握下沉速度，采用“反鍋底”施工，基本以糾偏為主，測標下沉趨勢和自沉慣量，2h測量一次，高差控制在10～15cm，隨著沉井繼續(xù)下沉，沉井應(yīng)逐漸形成擠土下沉，待沉井離設(shè)計標高50cm時，需再停止觀察6h，一般大梁基本接近土層，測量數(shù)據(jù)重新核準，以每小時1cm左右的速度讓沉井慢慢進入設(shè)計標高，根據(jù)設(shè)計要求，按照正差提前10cm停止下沉，確保沉井平穩(wěn)，不超沉，高差控制在±7cm以內(nèi)，沉井進入設(shè)計標高后需繼續(xù)觀察，待沉井全部穩(wěn)定（8h下沉小于10mm）以后立即封底，以免出現(xiàn)超沉現(xiàn)象。

9 結(jié)語

鳳臺電廠補給水泵房大型沉井施工通過工前精心策劃施工方案，過程中強化工程質(zhì)量、安全管理，針對砂墊層及磚胎膜施工、深井降水、沖土順序、下沉監(jiān)測、下沉控制等施工重點和難點積極展開技術(shù)攻關(guān)和總結(jié)經(jīng)驗，取得了良好的施工效果。