[摘要]本文結(jié)合襄樊火電廠二期循環(huán)水泵房沉井水下封底混凝土施工，介紹了大型沉井水下封底混凝土的施工技術。
1工程概述
襄樊電廠二期循環(huán)水泵房沉井，結(jié)構尺寸43.6×31.4m，沉井高17m，沉井下沉到位后刃腳底面距地面21.5m。設計沉井下部由三道縱底梁和六道橫底梁分隔成28格倉，格倉由底梁刃腳斜面組成四棱錐臺體，為封底砼填充位置，封底砼上部為2m厚的鋼筋砼底板。各格倉構成獨立的封底系統(tǒng)，設計封底混凝土最大厚度3m，自刃腳底面起算封底混凝土厚度為2.5m，施工按照幾何尺寸最大的格倉設計水下砼澆筑方案。整個沉井封底混凝土計算量2044m3，混凝土設計為C20。
2施工方案概述及工藝流程
由于沉井采用的是不排水下沉，且沉井終沉到位后，地下水位高，水量大，故沉井封底采用不排水的水下砼灌注封底。施工時在沉井頂部搭設型鋼操作平臺，安裝導管和漏斗后，采用導管灌注。導管的提升采用手拉吊鏈和履帶吊，混凝土利用現(xiàn)場攪拌站拌和后經(jīng)由砼輸送泵供應至操作平臺。整個施工采用逐個格倉分別灌注的順序進行。具體施工工藝流程如下：
潛水員探摸格倉鍋底并清理浮泥→鍋底拋填塊石或砂卵石整平→格倉封閉隔離→安裝井頂型鋼操作平臺→安裝導管→灌注水下混凝土→導管及操作平臺拆移→繼續(xù)下一格倉的封底工作→水下砼養(yǎng)護
3施工機具及人員組織
3.1勞力組織及安排
沉井封底施工經(jīng)理部組建專門的施工隊伍進行，設隊長一名，技術工作由經(jīng)理部專工負責，施工隊配員30人，負責砼拌和及井頂平臺上的作業(yè)。另外組建水下灌注測量技術組，對灌注工作及沉井沉降進行跟蹤測量監(jiān)控，指導施工正常進行。
水下砼灌注實行24小時連續(xù)作業(yè)，兩班制輪流作業(yè)。
具體人員及責任安排如下表：
3.2機具設備
根據(jù)沉井水下混凝土灌注封底的需要，現(xiàn)場配備如下檢驗狀態(tài)良好的機械設備，以滿足施工需要。具體見下表：
4各主要施工方案
4.1料斗及導管的選擇及布置
4.1.1首次澆筑量計算及料斗和導管設計
料斗容積及導管布置主要按照首次澆筑量設計和配置，首次澆筑量按照最大格倉的尺寸設計計算，根據(jù)鍋底尺寸及導管埋深不小于1m的要求，單根導管的首次澆筑量計算如下：
混凝土的流動坡度按照1：5（高寬比）考慮，導管端至鍋底的高度0.3m，混凝土的計算高度1m，導管埋深0.7m。具體見下圖
掩埋導管需混凝土量
導管內(nèi)混凝土柱與導管外水壓平衡所需砼量
平衡所需砼柱高度
Hw—澆筑砼面至水面高度（m）；
—井內(nèi)混合液或泥漿的重度（kN/m3）；
—混凝土拌和物的重度（2.4kN/m3）
導管內(nèi)需混凝土量
總計首次方量
故采用1.5m3容量的料斗，外加1m3的輔助料斗，并利用導管儲存一部分混凝土，并通過持續(xù)的后續(xù)砼供應滿足首澆量。澆筑時在開啟導管料斗的同時，開啟輔助料斗，并往導管料斗持續(xù)供應砼，保證導管埋入砼內(nèi)。
4.1.2導管布置和起吊
最大格倉下部尺寸為5900×6600mm，對角線尺寸為8853mm，導管擴散半徑按照4.5m考慮，故單個格倉內(nèi)設置一根導管可滿足灌注要求。布置時以格倉鍋底中點為基準布置，具體安裝時根據(jù)各格倉的幾何尺寸確定。導管安裝總長度17.5～20m，具體安裝時根據(jù)測得的格倉鍋底深度和井頂平臺安裝高度，按照導管底端距鍋底土面的距離，由技術人員計算后配管安裝。導管共計加工2套，加工制作完成的導管，連接好在地面做水密性試驗后方可投入使用。水密試驗采取兩端堵裝法蘭悶蓋后注水打壓的方法，試驗壓力0.2MPa。
導管起吊簡易龍門架設計
導管及料斗重量
考慮1.5的摩阻系數(shù)，計起吊重量為1264.07×1.5=1896.11kg，考慮安全起見，計算值取2000kg=20kN
龍門架跨度取3m，計算受力如下：
設鋼梁的材料為Q235鋼，屈服強度210MPa，安全系數(shù)1.7，則許用應力為：
即：抗彎截面系數(shù)不小于121.43cm3，可選用1根［18a，計算材料重量60.51kg。
——抗彎滿足
支腿選用兩根［16a成三角頂撐，高度3m，計材料重量241.22kg。
4.2型鋼平臺設計
型鋼平臺設計采用槽鋼和角鋼制作，為滿足施工安全需要，平臺設計主要考慮承載能力，在滿足承載能力前提下考慮施工作業(yè)的平面要求。
⒈平臺承載力計算
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導管重量=20×45.92=918.4kg（導管安裝長度按照20m考慮，Dg273×7mm鋼管單位重量為45.92kg/m）
料斗重量=（1.6+0.3）×1.63/2×4×0.006×7850+179.77×0.3=345.67kg
混凝土重量=1.5×24=36kN/m3
②施工荷載
a.施工荷載按照3kN/m2考慮，并考慮平臺及支架的重量，化為均布荷載取2.5kN/m。
b.龍門架重量301.73kg，起吊重量735.93kg，計1037.66kg。
⒉平臺設計
平臺承受導管、料斗、混凝土的集中荷載59.02kN和施工的均布荷載2.5kN/m，平臺假設為一鋼梁支撐，其計算簡圖如下：
——抗彎滿足
為保證槽鋼支撐梁的穩(wěn)定性，并為了形成上部作業(yè)的操作平臺，兩鋼梁之間用63×6mm的角鋼焊接連接固定，角鋼間距800mm，兩槽鋼間距400mm，槽鋼兩側(cè)每隔800mm焊接一根50×5mm角鋼的三角支撐，支撐懸挑長度500mm，上部根據(jù)需要鋪設3mm厚的花紋鋼板組成操作平臺，平臺兩側(cè)設置高1.2m的安全護欄。
4.3混凝土
封底混凝土設計強度C20，施工時采用現(xiàn)場攪拌站拌制。為防止攪拌站出現(xiàn)故障導致砼灌注終止，影響灌注質(zhì)量，事先與二期具備砼攪拌和輸送能力的施工單位聯(lián)系好，保證在現(xiàn)場攪拌站出現(xiàn)故障時，在混凝土初凝前恢復砼供應。
混凝土水泥采用42.5級普硅水泥，砂子采用本地產(chǎn)的中粗砂，石子采用卵石，粒徑5～40mm。
為提高混凝土的和易性和抗?jié)B性能，考慮摻加一定量的粉煤灰。所有原材料均需見證取樣試驗合格后方準投入使用。
混凝土配置時要求坍落度不小于18cm，初凝時間不小于3h，含砂率宜在40%～45%之間，具體由試驗室根據(jù)原材料和施工條件試配確定，并出具配合比通知單后執(zhí)行，施工中可根據(jù)氣候條件適當調(diào)整，滿足水下灌注的需要。施工現(xiàn)場掛牌明示混凝土理論和施工配合比，并由試驗員根據(jù)適時測定的原材料含水量和澆筑的需要做以調(diào)整，并輸入攪拌站控制系統(tǒng)不得隨意變更。施工中要加強混凝土的坍落度和初凝時間的檢驗，以及時指導灌注施工。
混凝土拌和時，拌和時間不得少于2min，水泥利用螺旋輸送機直接加入，粉煤灰利用磅秤計量后人工添加，砂石料由配料機按照配比加入。施工時要嚴格計量攪拌，禁止不合格料進入砼輸送泵。成品混凝土由輸送泵泵送至料斗，實現(xiàn)砼的連續(xù)灌注。
5質(zhì)量控制措施
⒈嚴格遵照工藝方案施工，在施工前對作業(yè)人員進行授課、技術交底和培訓，確保按照操作規(guī)程作業(yè)。
?、彩┕ぶ屑訌娊M織領導，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保沉井封底的順利實施。
?、硣栏袢墮z驗制度，確保工序安裝或?qū)嵤┓弦?guī)范和工藝要求，保證作業(yè)質(zhì)量。
⒋嚴格混凝土計量攪拌制度，控制計量誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi)，控制攪拌時間，保證混凝土攪拌質(zhì)量。
?、导訌姕y量監(jiān)控，及時按照規(guī)定的測量密度進行測量，正確指導灌注工作。
6施工安全措施
⒈井頂操作平臺上的人員必須系掛安全帶，安全帶系掛于支架上。
?、舶惭b、提升、拆卸導管時要由專人指揮，統(tǒng)一動作，防止發(fā)生擠、撞、擦事故。
?、掣鞣N機械操作要嚴格遵守操作規(guī)程，并專人負責保養(yǎng)維護，確保機械無故障運轉(zhuǎn)作業(yè)。
?、礉撍畣T在水下作業(yè)時，上部不可進行吊裝物件或其他易墜落物件的作業(yè)。
?、翟诜亲鳂I(yè)區(qū)的臨邊處統(tǒng)一設置紅白相間漆色的防護欄桿，欄桿高度1.2m，設掃地桿一根，橫桿二根，立桿間距3m。
⒍拋填片石時，人員不可臨邊拋落，對于重量較大的片石要兩人以上抬拋，防止用力過大慣性墜落。
結(jié)束語
襄樊火電廠二期循環(huán)水泵房沉井水下封底混凝土自2005年12月4日開始，至12月13日結(jié)束，澆筑水下混凝土1800m3。經(jīng)水下測量，格倉內(nèi)混凝土攤鋪良好，取得了封底的初步成功。
此項工作的順利進行，為今后施工大型沉井儲備了技術資源，可為類似工程提供有益借鑒。
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