襄樊电厂二期循环水泵房沉井，结构尺寸43.6×31.4m，沉井高17m，沉井下沉到位后刃脚底面距地面21.5m。设计沉井下部由三道纵底梁和六道横底梁分隔成28格仓，格仓由底梁刃脚斜面组成四棱锥台体，为封底砼填充位置，封底砼上部为2m厚的钢筋砼底板。各格仓构成独立的封底系统，设计封底混凝土最大厚度3m，自刃脚底面起算封底混凝土厚度为2.5m，施工按照几何尺寸最大的格仓设计水下砼浇筑方案。整个沉井封底混凝土计算量2044m3，混凝土设计为C20。

 

　　2施工方案概述及工艺流程

 

　　由于沉井采用的是不排水下沉，且沉井终沉到位后，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。施工时在沉井顶部搭设型钢操作平台，安装导管和漏斗后，采用导管灌注。导管的提升采用手拉吊链和履带吊，混凝土利用现场搅拌站拌和后经由砼输送泵供应至操作平台。整个施工采用逐个格仓分别灌注的顺序进行。具体施工工艺流程如下：

 

　　潜水员探摸格仓锅底并清理浮泥→锅底抛填块石或砂卵石整平→格仓封闭隔离→安装井顶型钢操作平台→安装导管→灌注水下混凝土→导管及操作平台拆移→继续下一格仓的封底工作→水下砼养护

 

　　3施工机具及人员组织

 

　　3.1劳力组织及安排

 

　　沉井封底施工经理部组建专门的施工队伍进行，设队长一名，技术工作由经理部专工负责，施工队配员30人，负责砼拌和及井顶平台上的作业。另外组建水下灌注测量技术组，对灌注工作及沉井沉降进行跟踪测量监控，指导施工正常进行。

 

　　水下砼灌注实行24小时连续作业，两班制轮流作业。

 

　　具体人员及责任安排如下表：

 

　　3.2机具设备

 

　　根据沉井水下混凝土灌注封底的需要，现场配备如下检验状态良好的机械设备，以满足施工需要。具体见下表：

 

 

　　4.1料斗及导管的选择及布置

 

　　4.1.1首次浇筑量计算及料斗和导管设计

 

　　料斗容积及导管布置主要按照首次浇筑量设计和配置，首次浇筑量按照最大格仓的尺寸设计计算，根据锅底尺寸及导管埋深不小于1m的要求，单根导管的首次浇筑量计算如下：

 

　　混凝土的流动坡度按照1：5（高宽比）考虑，导管端至锅底的高度0.3m，混凝土的计算高度1m，导管埋深0.7m。具体见下图

 

　　掩埋导管需混凝土量

 

　　导管内混凝土柱与导管外水压平衡所需砼量

 

　　平衡所需砼柱高度

 

　　Hw—浇筑砼面至水面高度（m）；

 

　　—井内混合液或泥浆的重度（kN/m3）；

 

　　—混凝土拌和物的重度（2.4kN/m3）

 

　　导管内需混凝土量

 

　　总计首次方量

 

　　故采用1.5m3容量的料斗，外加1m3的辅助料斗，并利用导管储存一部分混凝土，并通过持续的后续砼供应满足首浇量。浇筑时在开启导管料斗的同时，开启辅助料斗，并往导管料斗持续供应砼，保证导管埋入砼内。

 

　　4.1.2导管布置和起吊

 

　　最大格仓下部尺寸为5900×6600mm，对角线尺寸为8853mm，导管扩散半径按照4.5m考虑，故单个格仓内设置一根导管可满足灌注要求。布置时以格仓锅底中点为基准布置，具体安装时根据各格仓的几何尺寸确定。导管安装总长度17.5～20m，具体安装时根据测得的格仓锅底深度和井顶平台安装高度，按照导管底端距锅底土面的距离，由技术人员计算后配管安装。导管共计加工2套，加工制作完成的导管，连接好在地面做水密性试验后方可投入使用。水密试验采取两端堵装法兰闷盖后注水打压的方法，试验压力0.2MPa。

 

　　导管起吊简易龙门架设计

 

　　导管及料斗重量

 

　　考虑1.5的摩阻系数，计起吊重量为1264.07×1.5=1896.11kg，考虑安全起见，计算值取2000kg=20kN

 

　　龙门架跨度取3m，计算受力如下：

 

　　设钢梁的材料为Q235钢，屈服强度210MPa，安全系数1.7，则许用应力为：

 

　　即：抗弯截面系数不小于121.43cm3，可选用1根［18a，计算材料重量60.51kg。

 

　　——抗弯满足

 

　　支腿选用两根［16a成三角顶撑，高度3m，计材料重量241.22kg。

 

　　4.2型钢平台设计

 

　　型钢平台设计采用槽钢和角钢制作，为满足施工安全需要，平台设计主要考虑承载能力，在满足承载能力前提下考虑施工作业的平面要求。

 

　　⒈平台承载力计算

 

　　①导管及混凝土重量

 

　　导管重量=20×45.92=918.4kg（导管安装长度按照20m考虑，Dg273×7mm钢管单位重量为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施工荷载

 

　　a.施工荷载按照3kN/m2考虑，并考虑平台及支架的重量，化为均布荷载取2.5kN/m。

 

　　b.龙门架重量301.73kg，起吊重量735.93kg，计1037.66kg。

 

　　⒉平台设计

 

　　平台承受导管、料斗、混凝土的集中荷载59.02kN和施工的均布荷载2.5kN/m，平台假设为一钢梁支撑，其计算简图如下：

 

　　——抗弯满足

 

　　为保证槽钢支撑梁的稳定性，并为了形成上部作业的操作平台，两钢梁之间用63×6mm的角钢焊接连接固定，角钢间距800mm，两槽钢间距400mm，槽钢两侧每隔800mm焊接一根50×5mm角钢的三角支撑，支撑悬挑长度500mm，上部根据需要铺设3mm厚的花纹钢板组成操作平台，平台两侧设置高1.2m的安全护栏。

 

　　4.3混凝土

 

　　封底混凝土设计强度C20，施工时采用现场搅拌站拌制。为防止搅拌站出现故障导致砼灌注终止，影响灌注质量，事先与二期具备砼搅拌和输送能力的施工单位联系好，保证在现场搅拌站出现故障时，在混凝土初凝前恢复砼供应。

 

　　混凝土水泥采用42.5级普硅水泥，砂子采用本地产的中粗砂，石子采用卵石，粒径5～40mm。

 

　　为提高混凝土的和易性和抗渗性能，考虑掺加一定量的粉煤灰。所有原材料均需见证取样试验合格后方准投入使用。

 

　　混凝土配置时要求坍落度不小于18cm，初凝时间不小于3h，含砂率宜在40%～45%之间，具体由试验室根据原材料和施工条件试配确定，并出具配合比通知单后执行，施工中可根据气候条件适当调整，满足水下灌注的需要。施工现场挂牌明示混凝土理论和施工配合比，并由试验员根据适时测定的原材料含水量和浇筑的需要做以调整，并输入搅拌站控制系统不得随意变更。施工中要加强混凝土的坍落度和初凝时间的检验，以及时指导灌注施工。

 

　　混凝土拌和时，拌和时间不得少于2min，水泥利用螺旋输送机直接加入，粉煤灰利用磅秤计量后人工添加，砂石料由配料机按照配比加入。施工时要严格计量搅拌，禁止不合格料进入砼输送泵。成品混凝土由输送泵泵送至料斗，实现砼的连续灌注。

 

 

　　⒈严格遵照工艺方案施工，在施工前对作业人员进行授课、技术交底和培训，确保按照操作规程作业。

 

　　⒉施工中加强组织领导，及时发现和解决问题，确保沉井封底的顺利实施。

 

　　⒊严格三级检验制度，确保工序安装或实施符合规范和工艺要求，保证作业质量。

 

　　⒋严格混凝土计量搅拌制度，控制计量误差在规范允许范围内，控制搅拌时间，保证混凝土搅拌质量。

 

　　⒌加强测量监控，及时按照规定的测量密度进行测量，正确指导灌注工作。

 

　　6施工安全措施

 

　　⒈井顶操作平台上的人员必须系挂安全带，安全带系挂于支架上。

 

　　⒉安装、提升、拆卸导管时要由专人指挥，统一动作，防止发生挤、撞、擦事故。

 

　　⒊各种机械操作要严格遵守操作规程，并专人负责保养维护，确保机械无故障运转作业。

 

　　⒋潜水员在水下作业时，上部不可进行吊装物件或其他易坠落物件的作业。

 

　　⒌在非作业区的临边处统一设置红白相间漆色的防护栏杆，栏杆高度1.2m，设扫地杆一根，横杆二根，立杆间距3m。

 

　　⒍抛填片石时，人员不可临边抛落，对于重量较大的片石要两人以上抬抛，防止用力过大惯性坠落。

 

　　襄樊火电厂二期循环水泵房沉井水下封底混凝土自2005年12月4日开始，至12月13日结束，浇筑水下混凝土1800m3。经水下测量，格仓内混凝土摊铺良好，取得了封底的初步成功。

 

　　此项工作的顺利进行，为今后施工大型沉井储备了技术资源，可为类似工程提供有益借鉴。