简述一体化泵站施工方法

（大同市御河中水调蓄工程管理处 山西大同037000）

1 一体化泵站总体布置概述

近年来，由于我国城镇人口快速增长，城市化速度加快，城市内涝问题逐渐突现，由于基础配套设施建设速度较慢，在部分城市内涝问题尤为突出，为快速和经济地解决这一问题，一体化泵站成为解决这一问题的优选方案，一体化泵站最大的优点就是施工工期短、占地面积小，运营成本低。

本项目为汾东临时雨水泵站及配套管网工程，位于太原市小店区汾东拓展园区，北起六号线，南至十号线，西起真武路，东至大运路。建设规模：管网铺设全长约1 380 m。本工程由进水管、格栅井、闸门井、一体化泵站、配电柜、出水管组成。除配电柜外，全部为地埋结构，格栅井、闸门井、一体化泵站外露高度为0.5～0.7 m，动力电缆和控制电缆全部从泵站顶部进入泵筒壳体内。

一体化泵站主要由进水闸、拦污栅、大功率水泵电机、泵站壳体、进水管、出水管、缓闭止回阀等组成。除进水闸外，其他部分一般在工厂内完成组装。

格栅井、闸门井为钢筋混凝土结构，内部安装格栅除污机、启闭机、闸门等。

本项目一体化泵站总装机3 台，每台容量为90kW，总装机容量为270 kW，扬程为15 m，最大额定排水能力为1 m3/s，泵站壳体宽3.5 m，高8.2 m，原形筒体结构，壳体材质为玻璃钢加砂管。

一体化泵站筒体内布置一根进水管、3 台潜水泵、3 根出水管、3 台电动缓闭止回阀、有害气体检测及报警装置等。进水管直径为1 m 的钢管，筒体内布置的3 台机组为一个平面并行连接，3 根出水管直径为500 mm 的不锈钢管，出泵站后合并为1 根直径为1 m的钢管。

3 台机组均为潜水泵，潜水泵的启动水位设置为泵体以上2.5 m 水位启动第一台；3.5 m 水位启动第二台，5 m 水位启动第三台，停止水位为1 m，启动及停止水位可根据来水量的大小通过软件灵活调整。3 台水泵出水管均为不锈钢管，出泵站壳体后合并为一根1 m 管径的出水管。为保证机组不受水锤影响，每个出水管在泵站壳体内均布置有一台不锈钢材质的缓闭止回阀。

由于雨水流动冲刷，容易将垃圾、泥土等杂质汇集至一体化泵站壳体内，发酵后容易产生一氧化碳、二氧化碳等有害气体，为保证检修人员安全，故壳体内安装有格栅除污机、有害气体检测及报警装置。垃圾及杂质等可通过格栅除污机清除；有害气体浓度达到危害人体临界值时通过有害气体报警系统自动报警，报警后可自动启动安装在泵站壳体上部的换风扇排风，直至壳体内空气新鲜为止。

一体化泵站总体布置图见图1，泵站壳体在基础底板上的安装见图2。

图1 一体化泵站总体布置图

图2 泵站壳体在基础底板上的安装图

2 一体化泵站施工工艺流程

泵站施工工艺包括基坑开挖→基础处理→钢筋混凝土底板施工→泵站吊装→基坑回填→与进、出口管道连接。

3 具体施工方法

3.1 泵站基坑开挖

根据泵站基坑地质情况和距离周围建筑物的影响情况，分别采用不同的开挖方法，如基坑为低液限黏土、地下水位高，并且距离周围建筑物较近时，则泵站基坑开挖采用钢筋混凝土防渗墙、素混凝土防渗墙、拉森钢板桩等提前支护方式；如基坑为岩石，并且距离周围建筑物较远时，则不考虑支护方式，直接进行开挖。

太原市汾东临时雨水泵站基坑为低液限粉土，开挖土料全部位于地下水位以下，基坑边缘距离公路不足2 m，开挖深度达8.5 m，开挖范围内全部为水塘，为施工方便，首先修筑围堰，后将开挖范围内的水全部抽完，在四周打双层拉森钢板桩，采用长臂挖机开挖。

为防止钢板桩迎土面侧压力过大导致钢板桩变形，每开挖深度达到3 m 时，对钢板桩进行钢支撑加固，本工程共进行了两层钢支撑加固。对钢板桩进行钢支撑加固前，设计钢支撑的尺寸及加固点，保证后期泵站筒体吊装顺利完成。

3.2 基础处理

当基坑底部基础面为低液限粉土时，其基础承载力无法满足要求，必须对基础进行换填，换填厚度为2 m，采用级配沙砾石进行换填，分层压实。

基础面换填完成后浇筑混凝土垫层，垫层一般厚度为10 cm，施工时采购商品混凝土，运输至施工现场后泵车入仓，场内人工摊铺整平，平板振捣器振捣密实。

3.3 钢筋混凝土底板施工

钢筋混凝土底板施工包括钢筋、模板、混凝土浇筑、养护、预埋件的埋设等工序。

钢筋及模板的施工在现场钢木加工厂制作完成，模板采用胶木板，加工完成后用5 t 载重汽车运输至基坑上部附近平台，8 t 汽吊垂直运输至基坑底部，人工进行安装。

钢筋安装完成后进行预埋件的安装，预埋件的安装包括底板与泵站底部的地脚螺栓和与泵站壳体上部的对拉杆连接的挂钩两部分，地脚螺栓和挂钩的预埋安装严格按照施工图纸定位，为保证地脚螺栓和挂钩与泵站壳体预留孔准确连接，安装前与生产厂家再次确认，包括螺栓、挂钩的型号、尺寸、壳体预留孔的位置等，以保证泵站壳体与底板的顺利连接。

由于一体化泵站施工一般在市区内，所用混凝土量不大，故一般采用商品混凝土，水平运输一般采用罐车，垂直运输及入仓采用混凝土泵车，仓内人工分层摊铺整平，50 型软轴振捣器振捣密实，表面人工进行压面磨光。振捣过程中严禁振捣棒与预埋螺栓接触，浇筑过程及完成后用经纬仪重新对地脚螺栓进行定位复合，保证其位置的准确性。混凝土浇筑完成12～18 h 后人工进行拆模、养护，保证混凝土表面始终处于湿润状态。

3.4 一体化泵站运输及吊装

泵站运输一般为水平放置，固定在拖板车上，手拉葫芦和吊带固定。运输至安装部位后，去掉固定装置，汽吊吊装卸车，卸车过程中严防泵站翻滚和坠落。汽吊、吊具、扣件等工具的规格型号应大于泵站设备自重，由于泵站壳体一般为玻璃钢夹砂罐体，运输、装卸、安装过程中应严防碰撞，由于卸车过程中要将泵站壳体由水平放置变为垂直放置，故在卸车着地时尽量使泵站底部整体同时受力。

泵站吊装在底板混凝土强度达到70%后进行，首先将底板上的杂物、泥土等清理干净，起吊时吊绳均匀受力，以免将壳体夹坏。吊装过程中严禁将泵站壳体和地脚螺栓直接接触，以免破坏壳体表面，吊装壳体至地脚螺栓上部时，人工辅助，保证壳体底部螺栓孔准确与地脚螺栓连接就位，然后人工安装固定支架和紧固螺母。

泵站就位后，在泵站底板以上安装模板，从泵站壳体下部的预留灌浆孔浇筑细石混凝土，为保证浇筑混凝土期间泵体不上浮，浇筑混凝土前首先向泵体内注入一定量的水，保证注入水的重力大于浇筑混凝土的浮力。

当地下水位埋深浅时，为防止地下水浮力将泵站上浮位移，泵站圆形壳体上部均匀布置有三个圆形卡环，泵站上部圆形卡环与底板上预埋的挂钩连接，一般采用钢绞线。

3.5 基坑回填

基坑回填前，检查泵体是否完好，壳体表面有无裂痕、划痕，确保壳体完好后进行回填，泵站基坑回填全部采用粗砂进行，为保证泵站壳体垂直度，回填时四周均匀上升，分层碾压密室，每层铺砂厚度控制在25 cm 左右，在每个回填层内距离罐体30 cm 以内范围内严禁采用夯实机械。

基坑回填必须保证回填的压实度，一旦出现基础不均匀沉降，会导致进出口管道受力，造成管道破坏；严禁回填料粒径过大，否则会砸坏罐体；底板混凝土浇筑完成后，用水准仪超平，否则泵站壳体倾斜会导致罐体出现裂缝。

3.6 与进、出口管道连接

与一体化泵站连接的进水口管道主要为进水闸至一体化泵站之间的距离一般为3～6 m，距离一般较短，可采用钢管焊接。该段工序在基坑粗砂回填前进行。在控制好管道位置、焊缝和管区粗砂回填质量的前提下一般不会出现问题。

与一体化泵站连接的出水管是一体化泵站施工的关键部位，由于受泵站震动影响，极易造成可曲挠橡胶软接头损坏或泵站壳体破损，施工期间，其泵站安装定位、接口处的基础处理、可曲挠橡胶软接头的安装等施工必须严格控制。一旦出现泵站壳体损坏，在目前的技术条件下，维修成本及维修难度会很大。

4 投入施工设备及人员

投入的主要施工设备有2 t 手扶式振动碾、长臂挖机、打桩机、装载机、振捣器、混凝土罐车、50 t 汽吊、电焊机等。

投入的主要施工人员包括混凝土工、木工、钢筋工、机械操作工、电工、起重工、架工等。

5 质量控制重点

1）严格控制底板混凝土面，保证泵站安装的垂直度。

2）严格控制泵站下部的细石混凝土灌浆，保证期密实度。

3）严格控制基坑粗砂回填质量，防止出现基础不均匀沉降。

4）严格控制泵站出水管接口施工质量，包括粗砂回填质量和可曲挠橡胶软接头的安装质量。

6 施工建议

1）建议泵站出水口可曲挠橡胶软接头下部增加钢筋混凝土底板。

2）建议将泵站出水口部位增加阀井，以利于日后维修方便。

通过试运行、后期运行，泵站内部和泵站与进水管、出水管的连接口等均达到了设计要求。如加设远程自动化控制体系，运行期间，仅需一个维修养护周期维护一次，完全可达到无人值守，提高了运行效率，降低了运行成本。