一体化污水提升泵站施工技术

郁董凯

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都， 610091)

1 工程概况

龙岗河深惠插花地河道(张河沥、马蹄沥)进行综合整治，整治河道总长5.56km，其中：张河沥干流长约3.2km；张河沥右岸三条支流1.88km；马蹄沥上游深圳境内河道0.48km。位于金沙社区金辉北路与深汕公路交汇处存在一处排污口，震雄集团污水、金辉南路以东五岭街以西的工业区污水以及金沙市场以西深汕公路以北的工业区污水均通过此处排入张河沥起端的河道，导致河道水体黑臭。

根据《深圳市治水提质计划(2015-2020年)》中的治理目标，张河沥列为环保督办的重点治理河道，且要求2019年完成入河排污口的处理。

根据上述情况，对张河沥的排污口优先进行实施。目前，通过沿河道修建污水管道将排污口进行截流，收集污水。在张河沥河口末端建设处理能力为6000m3/d的一体化污水提升泵站一座，把污水提升排入秀沙路市政污水干管中。张河沥泵站采用2用1备共3台污水泵，每台泵的参数为：H=13m，P=5.5kW，Q=162.5m3/h。

泵站基坑采用沉井工艺施工，沉井强度为C30，埋深约8m，混凝土抗渗等级为P6，内直径为φ5000mm，外径为φ6000mm，墙体厚度500mm。

2 污水提升泵站基坑沉井施工技术

2.1 施工工艺流程

施工准备→泵站沉井基坑放样→开挖基坑→垫层制作→第一节沉井井室及刃脚钢筋绑扎→第一节沉井井室及刃脚立模板和支撑支架搭设→浇捣混凝土→养护→拆模开挖下沉→施工缝处理→进行其余井壁施工(工序同上)→下沉到位沉降观测→沉井混凝土封底→沉井底板钢筋绑扎-浇筑混凝土底板→沉井外侧石粉渣回填。

2.2 施工方法

2.2.1 施工准备

本工程施工场地在坪山大道与金辉北路交叉处，沉井场地周边拟采用彩钢板进行临时围护。

2.2.2 基坑开挖

采用PC200挖掘机进行土方开挖，坡比为1∶1，深度1.5m～2.0m，基坑坡面人工抹一层水泥砂浆并进行修正。基坑周围设置0.3m×0.3m排水沟与直径0.3m、深度0.6m集水井，及时抽排积水。

2.2.3 铺设刃脚垫层

选用颗粒级配较好的中粗砂作为垫层，采用逐层夯实法提高垫层的密实度，夯击层数两层，每层厚度为15cm，宽度为6m。砂垫层施工完毕再进行测量放样，按照平面布置图放出沉井的内、外边线，再根据第一节沉井高度确定模板标高，然后立模绑扎钢筋。

根据基底情况，条件允许时，采用C10素混凝土10cm厚(或铺设砖基础抹水泥砂浆层)处理基底。

2.2.4 沉井制作及防水处理、沉井内挖土下沉

根据本合同段沉井设计的位置和尺寸，考虑采用分节浇筑施工，制作和下沉交替进行。

(1)为减少下沉阻力，井壁在制作时尽量做到光滑。

(2)沉井制作高度应保证沉井自身的稳定性，但也要考虑有适当的重量，以保证沉井足够的下沉系数。

(3)制造沉井前，根据测量定位在刃脚位置处放上刃脚角钢，然后立模，绑扎钢筋，筑第一节沉井井室及刃脚混凝土。

(4)第一节沉井的灌注高度2.14m→第二节沉井支立模板及浇筑1.5m，待沉井养生强度达到70%以上时开始下沉→绑扎钢筋第三节沉井支立模板及浇筑1.5m，待沉井养生强度达到70%以上时开始下沉→第四节沉井支立模板及浇筑1.5m，待沉井养生强度达到70%以上时开始下沉，沉井完成下沉工作→浇筑水下封底混凝土→绑扎井底钢筋→浇筑井底混凝土。

(5)每节沉井顶面下沉距基坑顶面距离为0.5m时，停止挖土，立模，绑扎钢筋，进行下一节沉井浇筑。复核前一节沉井位置正确后，进行施工缝处理，然后立模浇筑下一节混凝土，待沉井井室强度达到规范要求后拆模继续采用长壁挖掘机挖土下沉。

(6)沉井预留孔洞位置必须准确(进水口预留在第二节，出水口预留在第四节)，同时在孔洞位置制安钢筋加强筋。待第二节沉井强度达到70%以上，先将预留孔洞用钢板封堵，然后挖土下沉。沉井下沉时，及时进行清土校正，下沉过程中加强观测工作，减少沉井倾斜和水平位移。本工程根据沉井下沉深度，拟将沉井分4节浇筑。

(7)沉井主要施工技术措施

①沉井标高控制：通过在沉井井室顶部四面，外部基坑地面，设置纵横十字中心控制线及水准基点，以控制沉井的位置和标高。

②沉井垂直度控制：采用长臂挖掘机挖土时，随时观测垂直度，通过在沉井井室内按四等分标出垂直轴线，各吊线锤对准下部标板来控制。当沉井井室四面标高不一致或线锤离墨线达50mm时，要进行挖土纠正沉井井室垂直度。

(8)沉井主要纠正措施

①沉井受到的侧压力不均匀，压力一边大一边小，如非均衡挖土、基坑土体结构层偏斜、土体软硬层分布不均，都可能导致整个沉井偏离中心位置。此时在偏离方向的刃脚内边多挖，使沉井向偏离的方向倾侧，刃脚形成高差，然后再在偏离的反方向的刃脚掏挖，使井身恢复水平。重复进行，使沉井的偏离得到完全纠正。

②如因遇树根、硬土、石块等使沉井一边被卡住不能下沉而导致倾斜，则应设法清除阻碍物，使沉井井身恢复垂直。

③如因一端地下水压较大，或土体软硬层分布不均使沉井发生扭转，属圆形沉井，如扭转不大，不影响预留管道井出口位置的则可以不处理；如属矩形沉井，或者虽是圆形沉井但预留管道位置偏差较大，则应予以纠正。纠正方法是有意识地在扭转的反方向多挖土，使沉井逐步复位。

④如因基坑底部为淤泥层，土质松软，可能出现沉井不挖土也下沉或下沉过快的情况，此时应采取控制下沉速度的措施，增加沉井井室四周摩阻力。首先在刃脚下加垫硬木或混凝土块以扩大其受压面积；然后在井壁外围四周换填粘土或粗砂、砾石，并设法在井壁外围降低地下水，以改变土壤的含水量；待井身稳定后，再逐步撤除刃脚下的垫木或混凝土，使沉井恢复正常下沉。

⑤如井身上层土壤坚实而下层土壤湿软，使井身上部摩阻力大，井身下部摩阻力很小，此时有可能出现井身上部不易下沉而下部因自重较大而与上部井身发生环向断裂。处理的方法是采取上述④中方法减轻井身上部的摩阻力，使沉井能够整体下沉，而在下沉达到设计标高以后，再采取灌浆措施，把环向裂缝修补复原。

2.2.5 沉井基础处理及封底

沉井在施工完毕后，使用过程中还可能继续下沉，为保证沉井在使用过程中下沉不致过大和不均匀，当沉井沉到设计标高且基本稳定后(在8h监测过程中下沉量小于10mm)，用毛石填充刃角部分和超挖部分。

沉井井位地下水较大，采用不排水下沉法施工：当下沉至地下水位以下后，井内设置两台空气吸泥机，将泥水抽至地面的泥浆池沉淀过滤，过滤后的水再流回井内。如此反复循环，即可将水下泥土吸至地面，使沉井下沉。

沉井下沉到位后，立即卸载，然后将底部余土采用空气吸泥的方法挖至设计标高，进行水下混凝土封底。

2.2.6 封底混凝土浇筑

本工程封底面积19.625m2，浇筑混凝土9.8m3，深度5m，采用1根管径400导管进行水下混凝土浇筑封底。导管底部距离基坑底约10cm，保证导管下端始终埋入封底混凝土内，沉井封底浇筑超灌15cm，浇筑完成后凿除多余混凝土至设计标高。

下放导管→在料斗及导管内灌入封底混凝土→边灌混凝土、边提升导管→超灌→清除表面混凝土至设计标高。

导管法注意事宜如下：

(1)导管直径的选择：深度大于5m的可选直径300mm～500mm导管，施工浇筑范围约15 m2～50m2；深度3m～5m可选直径300mm导管，施工浇筑范围约5 m2～15m2；深度小于3m可选直径250mm导管，施工浇筑范围约4m2，当沉井封底面积过大时，可用多根导管同时配合浇筑。

(2)当沉井水下封底混凝土深度在10m～20m时，导管埋入封底混凝土的最小深度为1.1m～1.5m；当沉井水下封底混凝土深度在10m以内时，导管埋入封底混凝土的最小深度为0.8m。

(3)第一次浇筑的封底混凝土梁必须满足将导管埋入最小埋置深度，严格控制导管提升高度，只能上下提升，不准左右移动，以免造成管内返水事故。

3 污水提升泵站附属压力管道施工技术

3.1 压力管道工程内容

污水提升泵站管线总长度为617m，管道平均覆土高度为1m。

3.2 管材、管道连接、安装及防腐

管道管材为钢管。

(1)管道连接：采用焊接方式，焊口处外防腐采用冷缠PE带方式，内防腐补涂高强度液态环氧树脂。

(2)管道安装：控制好标高和尺寸长度，沉井施工预留孔位置的管道首先安装，后续压力管道应按施工设计图进行准确放线定位后安装。派专业的技术人员进行管道吊装作业指挥，严禁碰撞管道造成管道损伤失圆而无法安装。

(3)管道防腐：外壁先涂防锈底漆环氧富锌，再做面漆环氧煤沥青包玻璃纤维布，采取四油两布工艺进行处理；内防腐采用内衬水泥砂浆防腐。

3.3 管道基础及沟槽开挖

(1)钢管采用中粗砂垫层，厚度200mm。

(2)管道施工中，应确保沟槽内无积水，如有水应进行抽排；地基承载力不满足设计要求时，应进行地基处理；采用机械开挖时，基坑底部保留20cm～30cm厚土，由人工清理至设计标高，不得超挖。

(3)禁止在基坑坡顶两侧堆放置、开挖弃土，堆土应控制在基坑边缘5m以外，高度不超过1.5m。

3.4 管道水压试验

管道安装完成后，根据《给排水管道工程施工及验收规范》进行压力管道水压试验，工作压力0.6MPa，试验压力1.1MPa。判定合格条件如下：

(1)主实验阶段，停止注水补压，稳定15min，15min后不得出现压力降；

(2)然后将试压压力降至工作压力并保持恒压30min，再进行外观检查若无漏水现象，则水压试验合格。

3.5 沟槽回填

管道施工完毕后，在压力试验或闭水试验合格后，沟槽应及时回填，回填土符合下列规定：

(1)管道基础至管道腋角范围内，采用中粗砂回填；管道腋角以上至管顶以上0.5m范围内，采用石粉渣回填；

(2)当管道位于机动车道以下时，管顶0.5m至路面结构层，采用石粉渣回填；当管道位于非机动车道以下时，管顶0.5m范围以上，采用符合要求的原土回填；

(3)压力管道两侧及管顶以上0.5m范围内，应采取人工压实，管道两侧回填压实高差不应超过0.3m，石粉渣均匀运入基坑内，不得集中倒入。

4 污水提升泵站设备安装技术

本工程中的一体化提升泵站为成套设备，采用5.5kW潜污泵3台，2用1备，3台水泵交替使用，由厂家统一供应并负责指导安装，安装时要保证设备规格型号应符合合同和设计要求。

4.1 工艺流程

沉井基坑检查→泵站配套设备开箱检查→汽车起重吊就位→起重吊装→设备位置校核→二次灌浆→附属管道及零部件安装→设备24h试运转。

4.2 开箱检查

检查设备在搬运和保管过程中零部件、附件是否短缺，是否有损伤或损坏现象，检查产品合格证、使用说明书、配套图纸是否齐全，并做好详细的设备开箱记录。

4.3 基础验核

当设备基础混凝土强度达到75%时，进行检查验收，确认符合设计规范及产品安装的要求后进行吊装作业。

4.4 起重吊装

用汽车起重吊将设备放置于沉井内设计位置。

4.5 找正找平

吊装就位后，对一体化提升泵站泵体做出精确地调整后方可将设备固定。

4.6 设备固定

采用预埋在基础中的地脚螺栓，将设备底座与基础紧固在一起，通过在设备下面放入垫铁调整设备的水平和标高，然后进行二次灌浆将地脚螺栓、垫铁、泵体与基础浇筑成整体，确保设备稳固。

4.7 设备试运转

设备安装完成后进行24h试运转，建设、设计、监理、施工、厂家全面检查一体化污水泵站施工及设备安装过程各道工序的质量，如发现缺陷及时加以处理。

5 结语

通过建设一体化污水提升泵站的方式，对张河沥河道沿线排污口截流后收集的污水提升至坪山区沙田社区秀沙路市政污水干管，最终进入沙田污水处理厂，达到了建设单位要求的截污效果，总结出了一套可靠的施工方法及关键工序的控制措施，为后续类似工程的实施提供借鉴。