杨天斌
枣阳市吉河水库管理处 441200
摘要：本文研究目的是通过以某地区的超深沉井泵站下沉施工项目为例，分析在水库孤立土体中利用这一新型施工工艺的优越性，通过分析其施工难点和常见问题，从沉井制造和泵站下沉两方面探索沉井泵站下沉的施工技术要点。
关键词：水库孤立土体；超深沉井；泵站下沉；施工技术
前言：近年来我国现代化工业建设为沉井施工工艺提供了新的设计和建设思路，通过合理改进传统的沉井施工模式，并立足于工程施工现场的实际情况和特殊需求，结合现代化施工工艺，目前创新设计出了一种适用于在水库中孤立土体内开展的超深沉井下沉施工新模式，即超深沉井泵站下沉施工技术，通过以某地区水库泵站工程建设为例，可以进一步分析这一新型工艺所体现的技术要点和施工核心。
一、施工难点及常见问题分析
以某地区一级泵站工程建设为例，该地区泵站结构高达50.7m，直径为13m，其地面以下部分约37m，通常情况下常水位位于地面以下部分为21m。该水库泵站沉井位于半岛形状的孤立土体内，其深入水库的长度达150m，宽度为28m左右，沉井外边缘与周边土体的距离不超过8m，其周边环境和深度范围都导致了沉井下沉施工具有较多难点。该水库泵站具有自身重量大，下沉深度大的特点，其重量已经达到4700t，对沉井下沉施工技术有着较高的质量要求，比如：泵站高度需达到13.7m，下沉需达到37m；平面尺寸内径10m，外径12.5m-13m；沉井厚壁1.2m及1.5m；底板下封底素砼厚度2.0m-2.8m，标高135.3m；沉井尺寸内径10m，外径13m，高度37m，重量4700t；常年水位标高最高洪水位设定为154.8m，枯水位设定为140.0m等。由于水库泵站施工难度较大，且自身具有一定的不稳定性，所以经常会出现一些施工问题，具体的问题产生原因包括超沉问题以及下沉速度不稳定等。
二、施工技术研究
（一）沉井制作
1.制作垫层
在进行水库中孤立土体内超深沉井泵站下沉施工时，首先要进行沉井垫层制作。应先进行基坑的开挖工作，通过考虑水库泵站的实际情况来设置开挖深度，同时由基坑内部向四周开挖集水沟，利用碎石、粗砂等材料进行集水沟回填，并分别在基坑的周围四角各设置一个集水井，通过水泵将统一流汇至集水井的水抽出，从而保证基坑内始终保持土体干燥的状态。完成基坑开挖和回填后要进行垫层制作施工，需要注意的是垫层具体包括刃脚下的素混凝土垫层和其下侧的砂垫层两部分。在进行第一次下沉时，沉井壁厚为1.2m，需根据沉井壁混凝土的重量来选择其具体宽度并调整厚度，砂垫层厚度则需根据素混凝土垫层的厚度进行选择恶化设计，具体制作施工过程中需遵循灵活性和系统性的原则，要根据实际情况和水泵沉井参数变动做出合理调整。
2.接高稳定性计算
超深沉井泵站下沉施工中的沉井制作需要严格控制其接高稳定性，在完成混凝土分节制作后，沉井高度和重量都不断提升，此时应注意在进行沉井接高施工前需依据其地基承载力和完成接高后的沉井总质量进行下沉稳定系数的计算和检测。进行沉井接高稳定性控制可以从两方面入手，一方面可以在完成沉井第一次下沉后，通过向井内进行分层回填使其回填土厚度增加，从而使沉井刃脚部分受到回填土的支持从而增加其受力面积和承载力。另一方面可以在完成回填土工作后，通过向井内灌注适当的水量使其在合理范围内略高于标高，从而从整体上提高沉井的浮力。完成接高稳定措施后保证其接高稳定系数达到施工技术标准，其地基承载能力、沉井壁静摩擦阻力的总和大于沉井重量与水浮力的差值，即代表沉井的接高稳定性符合使用标准。
（二）泵站下沉
1.下沉系数及稳定性控制
在进行超深沉井泵站下沉施工过程中需要注意合理控制下沉系数和其稳定性系数，该地区的泵站沉井下沉充分考虑其沉井壁厚、土质参数，并严格依照设计规范，通过合理划分分节段高度减少接缝数量，从沉井井体上段开始分别设置为4.30m、5.71m、5.00m、5.00m、5.00m、6.00m、6.00m一共七个分段，其下沉系数分别为1.2、1.3、1.3、1.3、1.3、1.4、1.4，由此可见其下沉系数始终控制在1.0-1.5范围之间，若其井体下沉系数高于1.5时，若遇到土质较弱的土层时会出现突沉现象致使周边土体塌陷落入井体内，此时要考虑通过加固地基或适当减少每一次的下沉量来有效解决，除此之外还应重点注意井体下沉的稳定性系数。
2.下沉施工工艺
当刃脚设计强度达到标准程度时可进一步开展沉井泵站下沉施工工作，进行排水下沉时需要借助水力冲刷泥浆进行排泥，此时应严格控制平面位置和垂直角度的正确性，避免后续继续下沉后难以控制调整。在快要达到设计标高15-20cm的位置停止冲泥取土工作，并使沉井借助自身重量缓慢下沉至设计标高。在沉井借助自重开始实现下沉或即将达到设计标高时，应通过保持孤立土体周边开挖深度不超过30cm来防治井体超沉或倾斜问题的发生。
若处于不排水下沉的阶段，则需借助水力或空气吸泥设备进行排泥工作，利用高压水枪强力冲刷土层，使其与水流混合形成具有一定稠度的泥浆并汇集流向承接泥坑中，再由空气吸泥机设备统一将其吸出，由排泥管排至井体外部。若冲击黏性土质，需调整喷嘴至90°进行里面冲刷，使其在里面底部形成缺口并塌落。排泥取土的顺序应为从中央到四周，并沿着刃脚位置流出土台，不能将刃脚踏面下的土层全部冲空，需要流出空间进行后续的对称分层冲挖。具体施工时要保证流入井底泥浆量及渗入水量与吸出的泥浆量相平衡。
3.控制周围土地沉降
水库中孤立土体内超深沉井泵站下沉施工技术中一个重要施工工艺就是控制减少沉井泵站下沉过程中的摩擦阻力。其具体措施包括井上灌浆和井下压浆。井上灌浆是指在沉井下沉的过程中，在下沉施工现场设置膨润土的搅拌箱，当刃脚部位已完成沉入土体结构中时，可以开启搅拌箱使充分搅拌的膨润土浆液尅呀自动流质沉井周围进行填充，直至沉井下沉过程完全结束。井下压浆则是在距井壁设计标高相应位置选择三个水平面，并分别进行注浆管的预埋，每间隔1.5-2m设置一根注浆管并在对应位置配套气幕管，当每个水平面的注浆管下沉达到标高以下时，注浆管即刻向井体四壁注入膨润土浆液。通过以上两种施工技术可以有效降低井壁的摩擦阻力并防治沉井泵站下沉带土，有效防止孤立土体的坍塌以保证水库泵站的安全稳定。
结束语：通过分析某地区水库中孤立土体内超深沉井泵站下沉施工实例可以充分了解这一新型施工方案的技术难点和技术要点，并分析其沉井制作和下沉的具体流程从而不断探索施工技术的优化升级，在进行超深沉井泵站下沉施工时应充分考虑水库及土体的实际情况，探索施工技术和理念的进一步创新。
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