立式离心泵站沉井施工技术
2018-09-17 02:38:03
大坑口立式离心泵(Centrifugal pump)站是通过(tōng guò)加压将南宁市朝阳溪污水经跨江管道输送到江南污水处理(chǔ lǐ)厂的一个加压离心泵站。泵站位于南宁市大坑口朝阳溪旁，经多方案(fāng àn)比较优化，泵站结构设计为沉井结构，这也是目前南宁市在建最大的沉井结构之一。沉井结构尺寸为28.6米×23米，下沉深度为16.1米。
2、水文地质情况(Condition)、气候条件
泵站地面高程73.2m，沉井底部高程为57.4m泵站场地土层自上而下分别为杂填土
①粉质粘土
②粉质粘土
③圆砾
④粉砾
⑤和泥岩。场地地下水主要为贮存于填土层
南宁市气候为亚热带气候，长夏无冬，雨量充沛，降雨多集中在5～9月间，约占全年降雨量的72%左右。
3、沉井施工方案(fāng àn)
沉井根据设计井壁形式，采取分2次制作、1次下沉，施工顺序为：挖基坑——铺设砂垫层，安装垫架——制作底节、第二节沉井、隔墙——拆除垫架、模板、挖土下沉到设计深度——沉井封底、浇筑钢筋(英文：steel bar)砼底板——制作第三节沉井。杭州南方如安装过高，则不吸水；此外，由于山区比平原大气压力低，因此同一台水泵在山区，特别是在高山区安装时，其安装高度应降低，否则也不能吸上水来。
4、沉井结构
下沉受力计算根据以往经验，沉井高度大于12m，浇筑困难，下沉易引起倾斜，本沉井高达16.1m，采取分节制作，分节高度应保证其稳定(wěn dìng)性，使沉井能在自重下顺利下沉，沉井下沉系数计算如下：K=Q/L(H-2.5)f其中：K—沉井下沉系数Q—井壁自重H—井壁高度L—井壁外周长f—土壤（质地类型：壤土、砂土、黏土）的摩擦系数第一次下沉系数(包括(bāo kuò)第
一、二节沉井和底梁、隔墙)：K=(539+346.42+151.8+26.38+89.7+40.5)×24/100.4×(16.1-6-2.5)×25=1.5>1.15本沉井根据沉井井壁设计分节，采取分三节制作，高度分别为7.1m，5.5m，3.5m，浇筑程序是第
一、二节沉井砼和底梁、隔墙砼浇好后，待其达到设计强度100%后，即进行下沉12.1m然后进行封底、浇注设备(shèbèi)平台、浇筑第三层沉井砼。
5、沉井施工过程(guò chéng)
5.1施工坑开挖沉井采取在基坑中制作，以最大化减少下沉深度，降低施工作业面。南方泵业股份有限公司性能的技术参数有流量、吸程、 扬程、轴功率、水功率、效率等；根据不同的工作原理可分为 容积水泵、叶片泵等类型。 容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量； 叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有 离心泵、 轴流泵和 混流泵等类型。开挖深度为6米，考虑到拆除垫架和支模操作控制的需要，基坑比沉井宽2米，四面挖排水沟，集水井，使地下水位降至比基坑底面低0.5m，挖土采用1台小松220-31.0m3反铲挖掘机进行。配合人工修坡和平整坑底，挖出的土方用自卸车运至弃土场堆放。
5.2沉井制作
5.2.1刃脚支设本沉井高度大，重量重，地基强度较低，采用垫架法支撑。南方泵业由此可见，若离心泵叶轮不断旋转，则可连续吸水、压水，水便可源源不断地从低处扬到高处或远方。综上所述，离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将水提向高处的。
沉井刃脚铺设标准枕木(160mm×220mm×2500mm)作支承垫架的垫木，然后在其上支设刃脚及井壁模板，浇筑砼。地基上铺设砂垫层，可最大化减少垫架数量，将沉井的重量扩散到更大的面积上，避免制作中发生不均匀沉降，同时易于找平，便于铺设垫木和抽除。
根据第
一、二节沉井的重量和地基的承载力设计，按下式计算枕木用量：n—每米内垫木根数(根);G—第一节沉井的单位(unit)长度的重力(kN/m);F—每根垫木与地基(或砂垫层)的接触面积(平方米);砂垫层(或地基土)的承载力设计值(kN/平方米)
n=1193.8×24/(97.2×0.22×2.5×250)=2.14枕木间距为0.46m，共用97.2÷0.46≈212根。设8组定位架，砂垫层厚度为50cm，满足砂垫层底面处的自重应力加砂层底面处加附加应力小于或等于砂垫层底部土层的承载力设计值。选用中砂用平板振动器（操作方式：气动阀）振捣并洒水，控制（control)干密度≥1.56t/m3，地基整平后，铺设垫木，使顶面保持在同一水平面上，用水平仪控制其标高差在10mm以内，并在其孔隙中垫砂夯实，垫木埋深为其厚度一半。
5.2.2模板支设和钢筋(英文：steel bar)绑扎沉井制作的模板支设和钢筋绑扎与普通结构施工要求一样，只不过由于是在软基上施工，所以要均匀对称施工，以防止不均匀沉降。
5.2.3混凝土浇筑混凝土采用商品砼，并用砼输送泵，送至沉井浇筑部位，沿井壁均匀对称浇筑。南方泵业由此可见，若离心泵叶轮不断旋转，则可连续吸水、压水，水便可源源不断地从低处扬到高处或远方。综上所述，离心泵是由于在叶轮的高速旋转所产生的离心力的作用下，将水提向高处的。杭州南方由于叶轮进口不可能形成绝对真空，因此离心泵吸水高度不能超过10米，加上水流经吸水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度（水泵轴线距吸入水面的高度）远小于10米。浇筑采用分层平铺法，每层厚30cm，将沉井沿周长分成若干段同时浇筑，保持对称均匀下料，以避免一侧浇筑，使沉井倾斜，每层混凝土量为23立方米，要求2h内浇筑一层。
两节混凝土的接缝处设凹型水平施工缝，上节混凝土须待下节混凝土强度达到70%后浇筑，接缝处经凿毛及冲洗处理(chǔ lǐ)，并浇10cm厚减半石子混凝土。