摘要 :因上游物流码头对嘉鱼县城区水源造成了安全隐患,因此需要迁建取水泵站。拟选位置满足规划、航运、防洪和环保等要求并安全可靠,通过经济比选形成最佳方案。基于江滩地形、地质、规模和景观要求,泵房下部设计为圆筒结构,上部为平台,屋顶为重檐形式。取水管深入江中770m,取水头部及邻近110m采用钢管桩和预制钢平台固定支撑,法兰连接,确保取水质量和安全,同时可适应江床的变迁。施工中运用了沉井、沉管、顶管、水下钢管桩和预制钢平台水下安装技术和多种大型专业施工设备。因施工条件复杂多变,故各工序相互制约、穿插进行。目前该工程已建成运行,并经历了枯水期和汛期,取水的可靠性和设施的安全性得到验证。
黄海军 ,大学本科,工程师,项目经理,从事EPC模式下的市政公用工程技术管理工作。
项目概况
图 1 现况两座取水泵房
项目选址
表 1 两种取水口选址方案工程量
表 2 两种取水口选址方案技术经济比较
图 2 新建取水泵站选址
泵房设计
图 3 泵房示意
图 4 输水管道穿越堤坝剖面图
3.6 井筒(下部结构)沉井法施工
为防止沉井下沉过程中基坑坍塌和沉井发生较大倾移而失稳,在沉井周围设计高压旋喷桩。沿 R 15.5m布置,桩间距不大于0.55m,桩直径不小于0.70m,桩底标高1.0m,水灰比为1∶1。高压旋喷桩有一定阻水作用,在江水低水位季节,可能形成一个少水或无水的施工条件,据此可以调整沉井施工方法:将不排水下沉法改为排水下沉,水下封底改为干封底。实际施工过程也验证设计阻水效果良好,缩短了工期,降低了总体造价。
关键施工技术
4.1 井筒(下部结构)沉井法施工技术
先将施工场地开挖整平至 24.00m高程。接着铺设砂垫层和浇筑混凝土垫层,开始沉井预制。井筒(标高26.40m以下部分)分四次预制,每次预制6.00m,剩余的泵房结构在沉井底板浇筑完毕后接高。第一节沉井混凝土强度达到设计强度后,凿除沉井刃脚砖胎膜和混凝土垫层,并凿毛内刃脚与底板接合部,并在井外壁堆填滑石粉,三角形堆积高0.8m、宽0.8m,将外围土方回填至原地面,高程26.3m,做好沉井的固基。
在预制沉井混凝土强度达到设计强度后,开始沉井下沉施工。施工预案是分二次下沉,下沉初期采用干沉法,当地下水不能满足干沉施工条件时采用湿沉法施工。实际施工过程中,由于高压旋喷桩对地下水的隔离作用,地下水对沉井施工无影响。因此整个过程采用干沉法,一次下沉到位。
当沉井下沉至设计标高时,干封底前,连续 24 h实测累计下沉量不超过10mm方封底 。混凝土通过套筒入仓,封底完成后即开始混凝土底板施工。
4.2 取水管道顶管施工技术
采用两台泥水平衡式顶管机,前后平行掘进。初始顶进速度控制在 20 ~ 30mm/min左右,出土量控制在105%左右。正常顶进速度控制在0~50 mm/min,出土量控制在98%~100%。如遇正面障碍物,应控制在10mm/min以内。
采取连续触变泥浆减阻措施,摩阻力减少到1 ~ 5 kN/m 2 。工具头后的20 m以内的注浆孔均连接注浆管补充浆液,之后在需要时再接上注浆管注浆 。
顶管机配备有光电自控系统。在顶进初期,使激光基准线和管道中线、坡度一致。顶进过程中,自控系统根据激光信号偏离情况,操控顶进设备按预设的线路顶进。
4.3 取水管道沉管施工技术
采用挖泥船和吸沙船配合开挖沟槽。沟槽底部开挖宽度 6.2m,开挖深度0~4m,土质为粉细砂。受长江水位和流速影响,水下沟槽只能在枯水季、水流流速≤1m/s才能形成。清挖的细粉砂沿管槽下游一侧堆放,可作为该管线外空腔和管顶回填料备用。凸凹不平但高差不大的地方采用水下钢轨刮尺法整平,欠挖较大的地方则使用导管提升法抽除。
采用分段沉放、水下对接的铺设方式。取水管 K0+490~K0+695分成四段:取水头+35m、100m管道、100m管道、37m+顶管碰接节。管道水下法兰对接,沉管与顶管段碰接处留37m,采用哈夫节碰接 。
投入 3艘定位船(75、75、500 t工程船),各船沿管槽中轴线布置,各船之间相距约30m。另投入一台50t汽车吊,控制管道的南端。各船准确定位后,即可将沉管浮运拖至设计的管槽中轴线位置,然后利用各船上的卷扬机钢丝绳将沉管绑牢作为管道铺设的起重吊点。沉管管道充水下沉,用一台潜水泵通过沉管北端封板预留注水闸阀注水,并把管道南端封板预留的排气阀门打开。随着注入管道水量增加,管道由取水头部端先下沉至钢制托架支撑点位就位,管内空气由南端排气阀门排出。管线由江中(取水头部)一端至南岸一端逐步下沉直至整管下沉就位 。图 5是施工现场照片。
图 5 沉管沉放、抛石保护作业
图 6 水下钢管桩作业
采用冲孔桩工艺配合潜水泵清孔。填芯混凝土浇筑采用串筒进行布料,浇筑至标高要求 -0.5m时停止泵机布料,此时复查混凝土浇筑面标高,负差值采用人工填料,如出现正差值,用人工清至设计标高,确保混凝土填芯浇筑完成面符合设计标高 。
由潜水员实施水下割桩和预制承台梁安装。
4.5 连续箱梁预压施工技术
栈桥采用满堂支架整体现浇施工。满堂式支架和底模安装后,采用土袋预压,推算其弹性数据。预压质量按现浇箱梁自重的 1.2倍进行预压。第一级加压至60%总质量;第二级加压至80%总质量;第三级加压至100%总质量,加载顺序为纵向从跨中向支点进行对称布载,横向从结构中心线向两侧对称布载。支架卸载时可均值卸载,按两次卸完,分别为50%。第一次卸载后停4~6h,观测2次,第二次卸载后48h内进行6次观测。在横梁处、 L /4、 L /2、3 L /4断面设置观测点,每个断面在中线、横向左右侧底板边缘布3个测点。
工程效果
经验总结
结语
临江大型取水泵站工程设计及施工
黄海军
(北京易成市政工程有限责任公司,北京 100176)
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只看楼主 我来说两句抢地板感谢楼主,谢谢楼主分享,若多些图示就更好!
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感谢,学习一下。
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