供水泵站水下建筑物施工安装的新方法

供水泵站水下建筑物施工安装日勺新措施□南宁航道管理处胡日金冯毅摘要重要简介在水源供水工程中，通过采用射流泵水下开挖下沉泵井、运用水上施工平台来制作浮运安装取水头部以及应用水下顶管新工艺进行自流管安装施工日勺成功实践经验关键词射流泵水上预制平台水下顶管工程概述1广西北海廉州10万m3/d净化厂供水泵站位于广西合浦县廉州镇南流江段左岸防洪堤内，该供水泵站工程重要包括取水泵房、取水头部、自流管、设备安装等项目取水泵房构造为一矩形钢筋混凝土沉井形式，其平面尺寸为

18.5mX

14.6m（长X宽），设计由原地面标高开挖下沉至13m；取水头部为钢筋混凝土箱体构造，碎体积

60.05m3,自重约150t；自流管为两条平行钢质取水管（D1020X10mm）,长度为泵井至取水头部水平距离约60m施工现场位于密集日勺居民生活区，地质构造为细砂，地下水丰富、水位较高（与南流江贯穿），施工条件相对较差泵房沉井开挖下沉技术措施2长、宽、高的钢筋混凝土构造的重力式沉井，在原地面标

18.5m

14.6m13m高分两次现浇制作好后，通过在井内开挖下沉到设计高程，其施工难度重要是现场地下水位较高（地面如下约左右），井内开挖为粉细沙地质,沙质含泥量2m〜小而凝聚力低和渗透性强在初试排干水开挖下沉中，频频出现大量沙质由井外涌入井内的“反砂”现象，导致泵井周围碎路面沉陷开裂,当地居民因担忧泵井开挖下沉危及附近楼房的安全而干扰导致多次停工为保证泵井开挖下沉时顺利进行，防止泵井开挖下沉施工时发生“反砂”现象而导致沉井周围地基下沉影响当地居民和楼房安全，通过度析和讨论，决定采用射流泵水下吸排开挖下沉的工艺进行施工施工时，在井内设置一台千瓦射流泵（口75径为）潜水员手持水枪在水下喷射较为固结的砂土层使之松动以配合进行254mm,水下吸排开挖，同步在外江用水泵注入与射流泵大概排出等量的河水，并保持井内水位高于地下水位以上，排除了在井内水下吸排时因井内负压而出现1〜3m“反砂”现象，保证了井外周围地基及楼房的安全射流泵在水下吸排泥砂开挖的高度（扬程）达以上，每小时吸排砂砾量平均达效率较高在施工18m20m3,中，为使泵井均匀下沉，要注意分层吸排，每层宜同步要按照先周围后50〜80c,中间日勺次序进行作业，从而保证了泵井下沉的垂直度和位移均在设计容许偏差内使用吸排开挖的射流泵的工作原理如图lo压缩管取水头部日勺预制安装措施3取水头部为设计于泵房侧面与南流江深水处水面如下日勺钢筋混凝土建筑物，其设计尺寸为（长宽高），壁厚时矩形箱体

15.8mX

4.5mX

4.8m XX

0.3m构造，与泵房水平距为如图60m,2图2由于在泵房侧面的南流江下游，已修筑有一拦河闸坝，大型浮吊船无法从沿海直接进入南流江，因而自重约的钢筋混凝土取水头部无法在现场岸边临时150t预制场进行预制后，用大型浮吊船直接将取水头吊下安装的老式工艺进行施工根据沿海大型深水码头用沿岸船坞预制大型钢筋混凝沉箱并用浮运注水下沉安装码头泊位的原理，采用艘疏浚工程补助用时小方驳,用槽钢拼装为一整体施420t工平台在长度内平均每边安放台同步卷扬机,卷扬机钢丝绳穿过两道滑22m3轮，滑轮一只固定在工作船弦，另一只固定在自制浮箱侧面，自制浮箱用3mm钢板焊接而成，尺寸为施工平台用锚缆与岸上拉紧并泊于水17mX5mX

1.25m位较深的岸边，然后开始立模预制取水头部主体构件，在浇筑税过程中，要注意保持构件和平台的平衡取水头部盖板则在岸上分块预制，待取水头部主体浇I筑完定位沉放后再予以吊放该箱形欧钢筋混凝土取水头部在水上施工平台完I毕制作后，再用厚钢板（钢板内用角钢做成加强骨架，将取水头部的顶面3mm和侧面预留欧取水管孔和进水窗临时封闭，该箱形取水头部即为一种浮力不小I于其自身重力的浮体，在安装时，即将该浮体取水头部浮运至已进行清淤、抛石、扎实和整平时取头部基床的水面上就位，然后采用注水法使取水头部箱体逐渐均匀下沉至设计基床上水下预管安装工艺4由泵井底部向外江深水处日勺取水头部安装两公约平行的钢质取水160m管必须穿越防洪堤和覆盖约水深约的粉细沙不良地质，D1020X10mm,11m9m〜由于这种沙质凝聚力低，渗漏大，在井内开挖因负压出现严重的“反砂”现象而无法采用一般人工开挖顶管法进到施工安装如用明槽开挖法安装时，由于开挖边坡塌方严重，除开挖与回填工程量很大外，防洪堤以及附近房屋和道路的安全均受到严重危害，并且难于承担拆迁和赔偿建房的高额预算外的开支，此为该项目工程最大的难度与风险为突破由泵井底部向外江取水头部安装两条钢质自流取水管，根据水力2学中日勺水压差的产生与压力平衡日勺理论与国内外水下顶管的高新技术，我们自行设计了“沙水进出平衡法”的水下顶管装置见图其原理3图“沙水进出平衡法”水下顶管装置示意图3为由泵井往河向顶出的钢质取水管前端，设置一段控制砂土水混合物的进出平衡装置，该装置重要在该管段中设置一抗压强度较高的钢制隔板，将管段分为前仓和后仓两部份前仓为顶进的挖掘面，后仓为顶管操作人员进入作业的无水区；在前仓与后仓时隔板间，设置一种直径为砂水排出闸阀当第一种顶程约120mm进行顶进后，前仓即充斥砂土水混合物，由于前仓与后仓存在水中压力差日

0.6m勺条件，当打开砂水排出闸阀时，前仓挖掘面的沙性土便以砂土水混合物排出后I仓直至沉井集水池，使前仓阻力大大减小而为管道顶进一种顶程发明机会与环境，后仓的长度，伴随管道不停顶进面而逐渐焊接顶进而加长，直到完毕全程顶进I为止前仓的长度是根据管内挖掘面沙性土日勺内摩擦角日勺大小来计算管内L,挖掘面的稳定条件，即式中一前仓长度一顶进管道直径I L=D/tga Lm,D m,ao一砂性土日勺内摩擦角，如无试验参数可查表确定水下顶管操作3先用抽水机充水，令井内水位与外江水位持平后，由潜水员潜入井底水下将两块井壁取水管预留孔临时密封钢板法兰拆卸除，以泵房的隔墙作顶力靠背，将液压顶管机安装于泵房隔墙侧面，启动顶机将上述“砂水进出平衡法”水下顶管装置的前仓顶出井壁外，用抽水机将泵井内的水抽干，然后按如下操作程序进行顶管作业

①顶管作业人员进入水下顶管装置的后仓（前仓已顶出井壁外并充斥砂土水混合物），打开后仓的排砂闸阀，由于水压差日勺作用，前仓日勺砂土水混合物通过排砂管排出至泵井底部的集水坑，集水坑的砂泵即将之排出井外；如遇前仓地质为胶结砂砾或粘土层，可用高压水枪冲射使之松散排出；操作人员通过后仓观测前仓砂土排空状况及时关闭排砂闸阀，防止前仓管端外出现塌方

②开动在泵井底部的液压顶机，将管道顶进一种顶程（约）

③在泵井底用仪

0.6m器测量已顶进管段的偏位状况，如发现偏位时，即在下一顶程采用偏心顶力纠偏法进到纠偏作业

④继续焊接加长取水钢管，并反复上述

①③顶进操作2〜3m〜程序，直至所顶管道完全穿透砂土层（）当上述水下顶管顶进约时已完全穿透砂土层，此时管端至吸水头部440m之间管道日勺安装，则由潜水员通过水下切割、水下焊接和钢筋混凝土包箍20m等作业完毕了管端至取水头部之间的连接至此，整个自流管的水下安装即告完毕经压力检测，到达设计和使用规定结束语5通过采用射流泵进行水下开挖可防止“反砂”保证安全和提高效率；因地制宜地运用水上施工平台来制作、浮运、安装重型建筑物可到达“四两拨千斤”时效果；而水下顶管的成功实践不仅化解了水下管道安装的风险与难题，并且防止了高额的预算外开支，并为我处初次应用水下顶管新技术获得优质、高效、安全施工的新突破■参照文献

[1]施国道，等.港口工程施工手册.北京人们交通出版社.1997

[2]刘灿生，等.给水排水工程施工手册.北京中国建筑工业出版社.2023。