泵站沉井的逆作法施工工艺分析

中交四航局第二工程有限公司，广东 广州 510220

1 工程概况

某项目建设内容包含4座一体化污水提升泵站，内部配置粉碎型格栅、工作平台、潜污泵等相关装置。泵站基坑施工现场以素填土、淤泥质土、砂质黏性土居多，土方开挖直径为4m，深度为7m（含）～9m（不含），沉井周边管线多，管线保护要求高，对沉井下沉过程要求高。该项目以现场地质、水文特性、地下管线及周边构筑物为基础，为满足技术可行性、安全性及经济效益性的要求，拟采用逆作法施工进行泵站的建设。

2 逆作法施工概述

逆作法的适应性较强，在地下水位偏高、土质偏软弱等特殊的地质条件中均具有可行性，且在良好地质施工条件下无须设置止水帷幕，精简了施工流程，减少了成本投入，提高了经济效益。另外，狭小空间内也可应用逆作法，施工过程中的扰动性甚微，使周边既有建（构）筑物可维持相对稳定的状态，综合应用效果显著[1]。

逆作法的工艺流程：（1）在施工井的周边施作高压旋喷桩（2排），用于阻断地下水的流通；（2）按照自上而下的顺序分节段施工井室，各节段的主要施工内容包含开挖土方、绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土；（3）随着施工进度的推进，当达到最下一节段时，可立即浇筑混凝土封底和底板，至此完成沉井井身的施工作业。

3 沉井逆作法在泵站工程建设中的应用要点

以现场地质、水文特性为基本依据，为满足技术可行性、安全性及经济效益性的要求，该项目拟采用逆作法施工，按照施作止水帷幕桩和地基承载桩→分层开挖/分层浇筑沉井→沉井封底→施作沉井底板→吊装泵体→二次浇筑细石混凝土→进出水管道连接→分层回填压实的流程有序完成泵站的建设工作。

泵站施工区易发生水损害现象，应兼顾现场地形、气候等方面的情况，合理配置排水系统，并在基坑外侧修筑截水沟，防止地面雨水等流入沉井内[2-3]。

3.1 旋喷桩作业

引入双管旋喷法，主要按照以下流程将各项工作落实到位：前期准备（现场清理等）→测量定位→机具就位→钻进成孔→旋喷→提升旋喷→成桩。

旋喷桩直径为φ600mm@450mm，施工所用材料为P·O42.5普通硅酸盐水泥，注浆施工压力≥20MPa，水泥用量为280kg/m，桩间距为1m，桩身强度为0.8MPa，具体工艺参数及相应的检测方法如表1所示。为探明现场施工情况，在正式作业前组织物探，根据所得结果绘制物探图，以准确掌握施工现场既有管线的敷设特点，合理规避此类管线，最终确定合适的沉井基坑开挖位置。

表1 旋喷桩施工技术检查表

3.2 井体护壁作业

X56沉井深度为8.2m，由5个节段共同组成井身护壁结构，第一节高度为1.4m，此后各节高度均为1.7m，逐节段依次将井体设置到位，待5个节段的施工完成后，全面封底。具体方法如下：

（1）灌注桩成型后开挖第一层，将该处多余的桩头凿除干净，再绑扎钢筋、安装井壁钢模板，组织井壁和井口圈梁两处的混凝土浇筑作业，用苫布覆盖沉井，内置电热风幕，向其中注入热风进行加热，以提高养护效率，使混凝土在短时间内凝结。通常在24h后便满足拆模要求，拆模后可进入后续施工环节。

（2）第二段施工采取分段的方法，每段长度不超过1.7m。在井壁顶部设置锚固钢筋，钻孔后插筋，经绑扎后与钢筋笼稳定连接于一体。混凝土浇筑施工期间，在混凝土自重的作用下，井壁易出现下沉现象，为避免此问题，施工中采取机械挖土和人工挖土相结合的方法，精准控制开挖深度，基坑开挖严格分层进行，待上道工序中混凝土的实测强度达到设计值的70%后，方可组织该层的土方开挖作业，按照此方法有序推进。

待结束第一模基坑的开挖作业后，适配相应的井壁钢筋和模板。在井壁钢筋的制作过程中，按要求控制预留量，钢筋插入基坑下方的长度需要与焊接长度相同或适当延长，并预留第二段井壁钢筋。在组织下一层的开挖作业时，全面清洗露出的预埋钢筋。受拉主筋间利用焊接的方法稳定连接，相同断面的焊接数量不超过50%，焊接断面间距至少达到30cm。较特殊的是最后一模，该处的钢筋需要弯起90°。经焊接后使其与底板稳定连接，按50cm的间距控制标准，纵向设置3层30cm的锚固筋。各模均要根据现场土质情况合理调整开挖深度，结合工程经验，黏土地质条件下的深度为1.0～1.5m，淤泥地质条件下的深度为1.2～ 2.0m。

（3）为满足混凝土浇筑和振捣的施工要求，沉井模板采用钢模，彼此间形成的接缝处用橡胶泥处理，以提高模板连接的紧密性。模板安装到位后在其外侧设置三角斜撑，检查顶丝的情况并调整。斜撑底部与地基具有较大接触面积是确保模板稳定性的关键前提，因此在斜撑下方增设木块，并将其与斜撑稳定连接。在斜撑与模板形成的接触面布设肋板，确保模板的稳定性。混凝土外观质量应保持一致，采用同型号的脱模剂且将其均匀刷涂到位。

（4）每完成一节施工后，相关人员应对井中心位置和垂直度进行检验。上道拱墙混凝土的强度达到设计值≥70%时，可以组织下一道施工。拱墙施工需要具有连续性，协调好生产要素的关系，尽可能将每道拱墙的施工时间控制在24h内，综合考虑混凝土强度和现场气温情况，合理确定拆模时间。

3.3 泵站沉井作业

泵站沉井施工期间，需在沉井上口周边安排1台抓斗挖机，其作用是开挖井内的土方并将其装车，由自卸车外运至指定堆放场所。井内靠周边的土方由施工人员开挖，应提高精细化水平，严格控制开挖厚度，以免出现超挖等异常状况。钢筋是重要的原材料，进场时加强质量检验，如检查原材料质保单、组织试验等，确保各批次钢筋的质量均可满足要求。此外，以设计图纸为准，完成钢筋的弯配和绑扎工作，具体采取绑扎接头的方法；设置接头时，其在受压区内应按50%交叉错开，受拉区按25%交叉错开，错开距离必须≥35d。在板、壁结构上开孔，孔径在300mm以下时钢筋应绕过，超过300mm时应在预留孔口处加固焊牢截断钢筋[4]。

3.4 基坑监测

施工期间的干扰因素较多，全面的监测能够给各项工作的开展提供可靠的指导。对此，在基坑外侧3m处布设土体沉降和水位观测点，及时采集数据，将实测数据与设定要求展开对比分析，超出后则及时分析成因、采取处理措施。当实测值小于控制值时，监测频率为2次/d；当实测值大于控制值时，调整至4次/d；当实测值大于警戒值时，此时问题较为严重，增加至8次/d。具体的基坑监测数值如表2所示。

表2 基坑监测数值

3.5 泵坑回填

待泵站筒体安装到位后检查结构的完整性，在无缺陷的前提下组织泵坑回填作业。回填所用材料为石粉渣。分层依次回填，单层厚度宜≤50cm，敷设的进出水管均要得到压实处理。随着回填作业的持续推进，与泵罐壁的间距缩小至30cm时不可再采取机械夯实的方式，否则易造成损伤。完成泵坑回填后可进入基坑降水环节，此处不进行过多描述[5]。

4 结束语

实践表明，通过沉井逆作法的应用，最终的施工质量可满足要求，同时施工期间无安全问题，突破了普通沉井施工工艺在软土中下沉速度快、施工精度低、易破坏周边管线、安全隐患多的局限性。因此，沉井逆作法在沉井施工中具有可行性，希望文章能为类似工程提供参考。