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探讨城市排涝泵站施工关键点进度控制的技术管理措施

2022-11-08黄锦添广州市水电建设工程有限公司

珠江水运 2022年1期
关键词:泵房围堰导流

黄锦添 广州市水电建设工程有限公司

随着城市经济的快速发展,城市内涝成为每年汛期绕不过的热点之一。城市排涝泵站作为提高城市排涝能力、保障人民群众汛期正常出行生活正常开展的重要手段,实际施工过程中的进度控制十分关键。为了科学、高效地进行进度控制,需将排涝泵站的施工过程合理分解、分析,找准重点及关键点,针对城市内施工的特殊性,科学合理安排各部位、各工作面的施工。在保证安全的前提下,按时、按质、按量完成工程建设任务。

1.城市排涝泵站施工关键进度控制部位

排涝泵站与传统意义的泵站结构类似。为了合理地在施工中控制进度,需在施工前对排涝泵站的施工过程及结构进行有机分解,找出控制进度的关键结构及部位,按照实际施工情况进行有针对性的准备。排涝泵站建设过程中,各结构环环相扣,需要进行科学的组织。以下针对排涝泵站施工现场及结构组成,对该排涝站进行有机分解,找出施工过程中的关键进度控制部位。

1.1 施工导流

施工导流作为水利水电工程建设过程中,为水工建筑物施工创造干地施工条件的临时工程。排涝泵站通常是修建在两条河流交汇之处,施工过程中需保证河道正常的过水及汛期的行洪。施工导流方式,大体上可以分为分段围堰导流法和全段围堰导流法。分段围堰导流法适用于河床宽、流量大、工期长的水利工程。全段围堰法导流就是在河道主体工程的上下游各修建一道挡水截留围堰,使河水通过河道以外的临时或永久泄水通道下泄,待主体工程具备挡水能力或接近建成时,将临时泄水通道封堵或回填。城市排涝泵站的施工导流一般采用明渠导流,至于采用全段围堰法导流还是分段围堰法导流需综合考虑工程所在地水文、地质状况及防洪安全需要。施工导流贯穿于排涝泵站水下结构施工的全过程。可以说,施工导流的安全与否直接影响着排涝泵站的施工进度。

1.2 围堰

围堰是指在水利工程施工建设过程中,为建设永久性水利设施(通常为水下结构)而修建的临时性挡水建筑物。其作用主要是防止施工过程中河流的水进入施工部位,保证施工安全。按照导流期间基坑是否淹没,可以分为过水围堰及不过水围堰。围堰通常与施工导流配合施工。城市排涝泵站建设过程中一般采用全段不过水围堰法进行施工,围堰形式有土石围堰、膜袋冲砂等。围堰需具有足够的稳定性、强度及足够的抗渗、抗冲性能。施工过程中要便于就地取材,构造尽量简单,修建、拆除简便。围堰在水下主体结构具备挡水功能的情况下方可拆除,在拆除之前起着保护基坑施工的安全,作用尤为关键。

1.3 泵站基础处理

排涝泵站通常建设在原有河道的河床上,基本处于地质条件复杂、软弱的地基上。为保证排涝站建成后的结构安全及正常运行,一般需采用工程措施对地基进行处理。地基处理的方式主要通过前期的地质勘探、钻孔、分析地质情况获取施工点地质情况,综合考虑适用性、地质承载力因素、处理效果及经济指标等确定。通常的处理方式有换填、水泥粉喷搅拌桩、钻孔灌注桩、预应力管桩等。基础处理的场地往往位于排涝站施工的最低处,关系着后续的主体结构施工。因此,如何在保证安全和质量的前提下加快施工,首要进行的基础处理需要合理安排。

1.4 主体结构

排涝泵站的主体结构主要为钢筋混凝土结构,主要包括进水侧的护坦、清污桥、前池,泵房,防洪闸,出水侧的消力池、海漫等。以上结构基本为水下结构,且施工高程各不相同。相邻结构间联系紧密,结构不尽相同,无法采取定型施工。主体结构的钢筋混凝土结构施工涉及基础面的处理、钢筋绑扎、模板支立、预埋件的布设、混凝土浇筑、拆模及养护等多个工序,每个施工工序环环相扣。科学地安排工作面能使施工过程条理清晰,合理的进度控制能使工程建设事半功倍。主体结构施工通常位于排涝站施工的关键路线上,且基本属于露天施工,受天气情况影响较大。

2.城市排涝泵站施工关键进度控制措施

针对以上罗列的五部分关键结构(部位),结合广州市花都区某新建排涝泵站施工过程中的实际情况,采取了以下切实可行的措施进行进度控制,取得了一定的积极效果。

2.1 施工导流进度控制措施

该排涝泵站位于工业区内,施工场地较为狭窄,施工导流布置于管理楼及附属设施施工用地上。施工导流的开挖成型、通水及回填这三个环节对后续的主体结构施工影响很大。该排涝站安排在10月底枯水期开始进场施工,工期为16个月,需横跨来年的一个汛期。综合考虑进度工期、场地及防洪度汛需要,该施工导流采用钢板桩明渠施工导流。采用这种施工导流方式,能加快施工进度推进:由于采用了直立的拉森Ⅲ型钢板桩进行支护,在保证过流量的前提下,施工导流土方开挖工程量较自然放坡减少了约45%,按照150m施工导流的施工作业量,安排2台PC-350钢板桩及4台PC-200挖掘机同时开展施工导流的钢板桩支护、土方开挖及转运施工。施工导流的施工时间从15天减少到8天。开挖土方分两部分分开进行处置:对于没有回填价值的建筑垃圾、树根等,进行清理外运;对于有回填价值,能二次利用的,按照土的物理性质,粘土或透水性差的土,能用于后续的围堰填筑及回填工程。该施工导流方案在后续施工过程中能保证主体结构的安全施工,同时满足汛期期间内河由于短时强降雨导致的水位上涨的行洪需要。

2.2 围堰工程进度控制措施

该排涝泵站的围堰分为内河、外河围堰,一般来说,外河围堰较内河围堰标准及重要性要高。围堰的堰顶高程主要考虑内外河水位高程、波浪爬高及安全超高。该排涝站内外河围堰均采用不过水粘土围堰。因围堰与施工导流在施工前期配合施工,施工期间充分考虑围堰结构型式、填筑材料、机械施工工艺特性等,利用施工导流开挖土方与内外河围堰填筑土方工程量接近的便利,在施工进度安排上统筹施工导流与围堰的施工时间与搭接。安排施工导流先开挖4天半时间后,利用施工导流开挖土在内外河水位最低时间段先修筑外河围堰,利用3天半的时间完成内外河围堰的填筑施工,做到与施工导流协同调配施工机械,科学消化开挖土,同步完成施工导流的开通及内外河围堰的填筑,为后续的主体结构的基础处理及基坑开挖创造有利的施工条件。

2.3 泵站基础处理进度控制措施

该排涝泵站的基础处理部位主要有泵房与防洪闸,均采用刚性桩复合地基,刚性桩采用PHCΦ300-A型静压式管桩,桩长均为8m,桩间距为1.2m*1.2m。防洪闸与泵房基础相连,泵房基础处理范围为30.8m(长)*13.5m(宽),预制桩共计275根;防洪闸基础处理范围30.8m(长)*14.0m(宽),预制桩共计275根。在此基础上,泵房同时采用Φ500水泥土搅拌桩进行围封,水泥土搅拌桩相互咬合形成防渗墙,桩长均为8m,搅拌桩总数为250根。现场施工场地较为狭窄,考虑需在第二年春节前(1月底)完成泵房底板混凝土的浇筑,留给泵站基坑开挖及基础处理的时间仅有40天。由于场地限制,无法采用2台静压桩机同时进行预制桩施打施工,且泵房基础预制桩桩顶高程为-2.90m(85黄海高程,下同)、搅拌桩桩顶高程为-2.70m,防洪闸预制桩桩顶高程为-1.30m。施工作业面现状高程为1.12m~5.13m,若按照各自桩顶标高先进行开挖后,修筑打桩平台,不仅所花费的时间会很长,而且施工降水压力及土方开挖余土外运的压力将会十分大,桩顶标高差亦会让静压桩机移动受限。综合分析现场地质标高情况、基础桩位图、静压桩机及搅拌桩机工作特性,对照工期要求,制定以下控制措施:

(1)将排涝泵站防洪闸、泵房基础处理施工范围内统一开挖至-1.5m高程,再填筑0.5m厚打桩平台,打桩平台面高程为-1.0m。制定搅拌桩施打约1.7m长的空桩后再施打实桩、泵房及防洪闸预制桩送桩1.7m和0.3m的组合施工方案。

(2)根据试桩方案及桩基检测方案,搅拌桩机及静压管桩机同时进场。其中搅拌桩机自基坑短边侧开始按照逆时针顺序进行试桩及工程桩施工。采用两班倒,保证搅拌桩机24小时施工,用最短的时间完成水泥土搅拌桩施工,保证桩身的龄期及强度,为后续的搅拌桩检测争取时间。

(3)静压管桩机与搅拌桩机错开方向施工,因基坑面积较小,除了容纳两台桩基的施工位置及行走空位外,还需要设置预制桩材料堆放区。如果预制桩在现场堆积过多,将影响桩机移动,堆积过少则满足不了施工需求。为此项目部主动对接沟通预制桩厂家及现场施工班组,摸清管桩生产运输情况及现场施工效率,保证现场的预制桩在满足施工进度和桩机效率的前提下当天消化完,第二天施工时当天的预制桩能到场不耽误当天的静压桩施工。

(4)合理安排打桩顺序:尽量避免搅拌桩机与静压管桩机在同时段在接近的部位进行施工,考虑静压管桩施工时会对地基土产生一定的挤压作用。为避免土体挤压影响搅拌桩的成桩质量,安排专人根据现场土体情况局部调整打桩顺序。

综合运用上述技术及管理措施,实际施工时泵房及防洪闸基础开挖、基础处理施工分别耗时6天及28天,加上后续分级开挖至搅拌桩及预制桩桩顶标高的日期,总耗时为37天,比原计划提前3天完成,为接下来的桩基检测及相关部位的结构施工打开了良好的局面。

2.4 主体结构进度控制措施

排涝泵站的主体结构施工需遵循先深后浅、先重后轻、先高后矮、先主后次的原则进行施工。对于该排涝泵站,泵房、前池、清污桥、防洪闸及消力池的水下施工是主体结构的重中之重,加之以上各结构的基础标高不尽相同,需要有针对性的,根据各部位的结构特点、相互间的联系进行统筹施工,分清主次与顺序。经过深入研究图纸,考虑施工过程中可能遇到的不利天气因素,制定了以下的施工顺序安排:

(1)上述五个结构部位中,自上游到下游的结构一次为:清污桥→前池→泵房→防洪闸→消力池,其中泵房的基础高程最低,前池次之,防洪闸居中,清污桥及消力池相对较高。根据先深后浅,先高后矮的原则,在完成桩基础检测并通过地基验收后,集中工人、材料、机械的投入,优先进行泵房底板施工。

(2)当处于整个排涝站工程高程最低点的泵房底板完成混凝土施工后,可以及时安排人力、材料及机械,按照各结构底板高程的实际情况,同步开展上游前池底板及下游防洪闸底板的基础开挖、结构施工。与此同时,满足龄期要求后,按照结构及高程要求,迅速进行泵房的闸墩、检修层、设备层、厂房结构的施工。采取错开工作面、水平结构与立体结构交替作业,保证主体结构的施工连续、不间断。特别在汛期、雨季期间,密切注意天气预报信息,抓准时机,分清主次,优先抢底板施工;重点突击,事关度汛挡水、易受降水影响周边土体稳定的结构,密切关注并有针对性地抢抓。

主体结构的进度控制除了需要合理安排施工工序外,还需对以下环节进行重点保障。材料方面:主要保障商品混凝土的及时供应,结构木模板及异形钢模板的制作使用等。机械方面:合理安排机械调度,提高机械作业效率,基础开挖尽量配备有经验的操作手,与测量放线及基坑降水相互配合,除较大范围底板外保证做到当日开挖、当日完工、当日浇筑垫层、次日放线布设钢筋。施工场地方面:因主体结构基本贯穿雨季,做好施工场地内道路保障,有条件的部位进行硬底化,特殊位置铺设钢板等。

3.结束语

以上技术管理措施的成功运用,使该排涝站在整个施工建设过程中都能顺利进行,其中水下主体结构在开工次年6月拆除施工围堰,顺利下闸通水,减轻了内河及工程自身的防汛压力,较合同工期提前1个多月高质量完成建设任务。因此,排涝泵站的施工应提前谋划、主动调整、合理控制各关键点的进度,方能化繁为简,更好地为城市发展建设添砖加瓦。

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