干坞沉箱式结构排水泵房施工方法

乔光 ，张春阁 ，王坤

（1.中交一航局第三工程有限公司，辽宁 大连 116083；2.天津市水下隧道建设与运维技术企业重点实验室，天津 300461）

1 工程概况

大连湾海底隧道干坞工程总占地11 万m2，设有东、西两个独立坞室，两个坞室公用1 座排水泵房以满足坞内排水使用。排水泵房为对称式结构，由排水前池、沉箱和现浇混凝土胸墙组成。泵房排水系统共配有主泵8 台，副泵4 台，通过管道将坞内存水从前池内泵送到胸墙顶部集中排入海内。底部前池为双侧对称结构，分12 个池体，泵房沉箱为矩形结构，内部设有21 格方形空心仓格，顶部胸墙为实心钢筋混凝土结构，断面图见图1。

图1 排水泵房结构断面Fig.1 Structural section of drainage pump house

该排水泵房结构形式复杂，高度23 m，施工的难点和重点包括：1） 泵房前池配置使用木模板，上部泵房沉箱及胸墙采用钢模板，模板工序是施工难点。2）排水泵房前池及沉箱底板均属于大体积混凝土结构，混凝土施工质量是控制重点[1]。3）本分项工程施工作业区域位于中隔岸壁坞墙南端紧邻坞口施工区域，施工作业面小，分层施工高度不宜过高。

2 现浇排水泵房施工方法

2.1 施工顺序

排水泵房为一个单独施工作业区域，为保证施工场地充足，与泵房相邻结构均在排水泵房完成后施工。考虑施工作业面小及人员安全问题，分层施工高度不超过5.5 m。泵房的施工按照先地下后地上、先主体后小结构的施工原则，由下至上共分7 层进行施工，按照自下至上顺序施工，具体施工顺序如下：

1）排水泵房前池：前池高度最大7.5 m，自下而上按1.5 m、4.0 m、2.0 m 高度分3 层浇筑，模板采用木模板，配合承重式脚手架结构施工。

2）排水泵房沉箱：现浇沉箱高度为14.3 m，自下而上按5.3 m、4.5 m、4.5 m 高度分3 层浇筑。其中模板采用大片组合钢模板，模板施工采用分片吊安方法[2]；钢筋施工采用吊装钢筋片与现场人工穿绑相结合方法；混凝土施工采用泵送混凝土、人工振捣成型方法。

3）排水泵房胸墙：胸墙高度2 m，一次浇筑成型。其中模板采用钢模板，分块吊安到位；钢筋采用现场人工绑扎方法；混凝土施工采用泵送混凝土、人工振捣成型方法。

2.2 钢筋工程施工方法

1）钢筋加工

钢筋下料尺寸、弯曲角度严格按施工图及规范要求施工。

2）钢筋绑扎

钢筋采用分层绑扎方式，其中底板钢筋采用现场人工绑扎形式，墙体钢筋通过提前绑扎成网片，分片吊安及人工穿绑相结合形式。

3）钢筋焊接

单根钢筋设计长度大于12 m 时均采用闪光对焊连接形式。

4）底板部位钢筋绑扎

①在基础垫层上铺底放线，首先绑扎底板两层钢筋，底板上下层网片之间架设φ20 钢筋支撑。

②现场人工绑扎墙体钢筋，完成找正钢筋间距后，绑扎其他类加强筋、辅助筋等。

③安放保护层垫块，垫块数量按照1 m 间距布置。

5）接高部位钢筋绑扎

①在下部已成型墙体上放线，安装接高施工用工作平台，提供钢筋绑扎作业面。②吊安在地面上绑扎成型的墙体钢筋网片。③人工配合网片穿筋施工，完成找正钢筋间距后，绑扎各种辅助筋、绑扣等。

④安放保护层垫块，垫块数量按照1 m 间距布置。

2.3 模板工程施工方法

1）前池模板工程

①前池第1 层模板施工，模板均采用木模板结构，采用15 mm 厚竹胶板按设计结构下料拼接，模板间采用对拉杆加固，模板背部采用直径50 mm 钢管支顶加固调整。

②前池第2 层模板施工需要搭设脚手架人行走台，木模板间采用对穿拉杆加固形式，模板背部通过直径50 mm 钢管支撑在前池底板上。

③前池第3 层模板施工，承重脚手架用直径50 mm 钢管、卡扣搭设，在立杆底部垫30 mm 厚木板。立杆间距90 cm，横杆步距60 cm。前池悬臂板及连系梁模板支撑使用10 cm×10 cm 方木，沉砂槽模板加固采用5 cm×8 cm 方木，面板面统一使用15 mm 竹胶板。前池第3 层模板支立形式见图2。

图2 前池第3 层模板支立形式图Fig.2 Formwork erection form of the third floor of forebay

2）排水泵房模板工程

泵房沉箱外模采用组合式钢模板[3]，芯模采用定型钢模板。其中外模之间通过螺栓连接，外模与芯模之间采用对拉螺栓连接形式[4]。

①底段模板施工。在垫层上放出沉箱底平面尺寸线，对角线偏差小于1 cm；清理内芯表面，刷脱模剂；底板钢筋绑扎完成后，吊安支立单号芯模，继续绑扎墙体钢筋；待墙体钢筋绑扎完成后，吊安支立双号芯模，连接好芯模之间的上口螺栓；外模组合钢模板拼装成大片，然后进行吊装；外模底部与垫层预埋件间焊接固定，顶部与芯模间对拉固定[5]。底段模板支立形式见图3。顺时针安装其余外模，找正模板垂度，完成模板支立验收。

图3 底段模板支立形式图（mm）Fig.3 Formwork erection form of bottom section(mm)

②底段模板拆除。先松动对拉螺杆并拆出芯模；按照外模支立逆顺序，拆除外模。

③接高段模板支立。吊装支立内平台，将内平台紧固在沉箱隔墙上；将外工作平台吊装就位，通过外壁上的圆台螺母将其紧固在墙上；将结构段单号芯模吊放在内平台上，绑扎接高段墙体钢筋；待钢筋绑扎完毕后，支立双号芯模，将芯模间上口对拉螺栓紧固，顶紧芯模下口丝顶；吊安接高段外模，外模底部与预埋圆台螺母连接固定[6]，外模上部与芯模间两道对拉紧固。接高段模板支立见图4。

图4 接高段模板支立形式图（mm）Fig.4 Formwork erection form of elevated section(mm)

④接高段模板拆除。松动对拉螺杆，按照外模支立逆顺序拆下外模；然后逐个拆除芯模；提升内部工作平台及外部工作平台。

⑤胸墙模板安装及拆除

胸墙模板采用2 m 高定型钢模板，模板支立拆除形式与排水泵房沉箱模板相同。

2.4 混凝土工程施工方法

1）浇筑混凝土按照规范要求分层进行，每层厚度不大于50 cm。采用人工插入式高频振捣器振捣，每一振点的振动时间20～30 s，振捣器移动间距40 cm，振捣器应插入下层混凝土中5 cm[7-8]。

2）混凝土分层接茬处统一进行高压水冲毛处理，除去顶层浮渣，保证新旧混凝土间接合不渗水。

3）混凝土养护。底板混凝土拆模后，采用洒水养护，并覆盖土工布。

3 工程实施效果

排水泵房同时兼做干坞坞墙使用，沉箱及胸墙采用大片组合式钢模，结构线形顺直，表面平整光泽，同时墙体不设置穿墙拉杆，且分层混凝土接茬采用高压水冲工艺，泵房整体无漏水，止水效果良好。排水泵房实施效果见图5。

图5 排水泵房实施效果图Fig.5 Implementation effect of drainage pump house

4 结语

大型沉箱式排水泵房在干坞工程中正式应用，采取分层现浇施工方式，施工效率高，可保证每3 天施工1 层，相比较于常规搭设满堂脚手架施工效率提高近1 倍，有效节约工期。经实施，泵房整体无漏水，应用效果良好。沉箱式泵房结构，施工工艺成熟且简单，施工难度低，对人工及设备等资源需求少，进一步节省施工成本；同时沉箱结构各道施工工序交叉作业少，施工安全风险很小，可在相关的工程中进一步推广使用。