给水排水设备和构筑物施工-泵站施工

项目五

给水排水设备和构筑物施工泵房土建施工

泵房是给水和排水工程中必不可少的组成部分，它为整个给水排水系统正常运转提供了重要保障。泵房作为一个独立的建筑物而服务于各种不同的工程项目，例如，给水泵房、排水泵房、消防泵房、污水泵房等，这些泵房在不同的工程中发挥着重要作用。随着现代化工业的发展．采矿、冶金、电力、石油、化工、市政以及农林等部门中，各种形式的泵房很多，它们在整个系统中，常常是规模大，投资大，地位也很重要。一、泵房的作用与类型泵房的作用就是为各种泵、管道、电机的正常运行与设备维修提供建筑空间保证。

泵房的分类可按泵站的工艺条件和泵站的不同用途分为多种例如，给水泵站中的取水泵房、送水泵房、排水泵站中的污水泵房、雨水泵房、污泥泵房等；按泵启动前能否自流充水分为自灌式泵房和非自灌式泵房；按泵房的平面形状可以分为圆形泵房和矩形泵房；按集水池与机器间的组合情况可以分为合建式泵房和分建式泵房；按泵机组设置的位置与地面的相对标高关系可分为地面式泵房、全地下式泵房和半地下式泵房；泵房按建筑材料不同，还可以分为钢筋混凝土结构泵房和砖砌体泵房、泵房地下部分为圆形钢筋混凝土结构，地上部分用矩形砖砌体即下圆上方形泵房等。在泵房设计中，究竟采用哪种类型，应依据工艺流程，经多种方案技术经济比较后再作决定。电厂泵房水厂泵房二、泵房的设计原则与要求设计原则泵房的土建设计，首先要考虑到工艺流程的需要，其次，还应保证具有足够的安全性。泵房属于一般工业建筑，设计时尽量做到平面、立面简单，体形规整，土建结构应保证满足工艺上的具体要求，不做局部突出的建筑，泵房地面以上的形式，应与周围建筑相适应。此外，泵房设计时还要考虑到城市人口的增长、城市的扩建与发展，以及工程项目的规模发展等问题，应该认识到泵房的扩建比新建难度高，所以设计时应考虑泵房的“百年大计，需要一次完成”的特点。有关泵房的土建设计不同于其他构筑物的土建设计。

泵房的设计要求泵房的选址设计与结构形式不仅取决于生产工艺条件，还要依据泵房所处的地质与水文条件以及工程造价等。例如，地下式泵房，在结构上要求承受土压和水压，泵房筒体和底板要求不透水，有一定的自重以抵抗浮力，因此泵房简体的水下部分用钢筋混凝土结构，水上部分可采用砖砌体。再如，给水工程的取水泵房，由于它具有靠江防水的特点，它的结构形式常受到河道的水文、水运、地质等因素的影响，土建设计时要在江河岸边的稳定性、泵房简体的抗裂、抗浮、防倾覆、防滑坡等方面做周详的计算，同时还要考虑到它能在最枯水位时抽到水的可能性以及保证在最高水位时泵房简体不被水淹没的特点。对这类泵房，平面设计时应尽可能充分利用泵房内的面积，机组与电动阀的控制可以集中在泵房顶层集中管理，底层尽可能做到无人值班，仅定期下去抽查。而送水泵房，由于它的工艺特点是水泵机组台数、附属电气设备及电细线等占地面积远远大于取水泵房占地面积，因此，大多数这类泵房建成地面式或半地下式。泵房设计时还应注意到让集水池尽可能和机器间合建在一起，并用无门窗的不透水的隔墙分开，使吸水管路缩短，如图所示。

合建式矩形排水泵房合建式圆形排水泵房只有当水泵台数较多，且泵站进水管渠埋设又很深时，二者才分开修建，以减少机器间的埋深，如图所示。机器间的埋深标高取决于水泵的允许吸上真空高度。分建式的缺点是水泵不能自灌充水。泵房内设置的扶梯通常沿着房屋周边布置。如果地下部分深度超过3m时，扶梯应设中间缓台。分建式圆形排水泵房三、泵房土建施工准备同贮水池土建施工准备四、泵房土建施工方法—般情况下先建泵房地下部分，后建上部建筑和附属建筑。如果泵房选址在临河道旁，为确保岸边稳定和施工期安全，应先进行整治边坡施工护岸工程，对于不稳定岸坡，应设桩基，之后再建泵房。先土建工程，后安装和敷设管线工程，其中岸坡整治、场地平整、护岸工程等可适当穿插进行平行流水作业。泵房的具体施工程序—般是：设置测量控制网、测量放线一场地平整一桩基一护岸工程一边坡整治一围堰和支护设置一基坑开挖、安装支护一混凝土垫层--泵房地下部分底板、墙、顶板一泵房上部建筑吊装(包括天车)及砖墙一偏跨砖墙、圈梁、屋面一屋面防水一内部装饰、地坪一机、电、通风设备及管道安装一外部装饰及收尾一围堰拆除一试水，竣工验收。护岸工程施工顺序：先锚杖，后地下连续墙或连续灌注排桩，由上游到下游一槽段(1根桩)挨—槽段(1根桩)依次进行，最后施工导梁、锚桩和安装拉杆。如泵房后面为高山坡，应进行边坡整治，其施工顺序：沿等高线自上而下由一端向另一端分层分段开挖，每完成一台阶，折回挖下一台阶，相应做好护砌和排水沟，直至最后一台阶。其他附属建筑工程施工程序如常规方法。1、泵房土方开挖及地基处理方法泵房基坑土方开挖，根据其特点多采用大开口开挖方式，有机械和人工开挖两种方法。由于基坑探，土方量大，在机具条件具备时，应尽量采用机械化施工，以节约劳动力，加速工程进度。(1)机械开挖方法应根据开挖范围、深度、土质情况、土方量以及现场设备条件选择挖土机械，对面积大且深的基坑多采用0.5m3或1.0m3斗容量的液压正铲挖土机挖掘；如操作面不太窄，且有地下水，土体湿度较大，可采用液压反铲挖掘机挖掘；对长度和宽度均较大的泵站基坑土方一次开挖，可采用拉铲挖铲。泵房基坑开挖深度一般都超过6m，宜采取分层开挖，上部5m用正铲开挖，正向开挖，侧向挖装土；下部分数层用反铲开挖，每层1.5一3.0m，有些边角部位开挖不到，应用少量人工配合清坡，将松土清至机械作业半径范围内，再用机械掏取运走。四周有围堰支护的基坑，沿挡土桩、围堰垂直开挖，桩间土挖成水平拱形，使形成自然拱挡住桩间土。大基坑宜另配备1台推土机清土。基底部预留200mm厚1层．用人工清理。土方的运输通常采用两种方法：一种方法是在基坑的一端，修筑10％一15％机械、汽车进出坡道，运土自卸翻斗汽车直接下到基坑内，内挖土机装土运至弃土场堆放，或就近空地堆放部分，作为以后基坑回填用土，所修坡道最后用反铲机随挖随将坡道清除；另一方法是在基坑上部设置塔式或履带式起重机，挖土机在基坑内将土方装入大吊斗内，由起重机垂直吊至基坑上部装入自卸翻斗汽车内运走，基坑开挖完毕，挖土机解体成质量5t以内部件吊出。(2)人工开挖方法通常用普通锹、镐等工具进行，采取分段分层开挖，土方运输用手推车或皮带运输机、机动翻斗车、翻斗汽车或吊车配以履带式起重机等，而以机动翻斗车使用最为普通，机动灵活，工效高，成本低，施工安全。例如，使用1.5t机动翻斗车运土，运距1km，每台车可运土30m3。用手推车运土需搭设脚手马道，用桅杆式起重机作垂直运输，至上部平台上，再水平运输至附近推土场堆放。对基岩则采取打眼放炮破碎，然后用人工清渣、运出。不设支护时，基坑的边垃坡度，根据土体的类别以及考虑施工时间长短而定，对粘土、粉质粘土，坡度为1：(0.33一0.75)；对软质岩石，坡度为1：(0.2一0.35)；对硬质岩石，坡度为1：(0.1—0.2)。整个泵房应有—个比较均匀的下沉，因此对地基土质要求比较严格。当基坑土方开挖至设计基底标高后，应由设计、建设部门共同鉴定验槽，校核工程地质资料，检查地基土体与工程地质勘查报告和设计图纸要求是否相符，有无破坏原状土体结构或发生较大的扰动现象，同时应加强基坑土体的保护，防止地基浸泡、受冻，引起地基失稳或产生不均匀沉陷，造成裂缝，影响泵房工程质量。当基坑底不能很快灌筑混凝土垫层时，应预留1层10一15cm厚的土层暂不挖去，待垫层施工时，再挖到设计基底标高，以保护基底土层不被扰动、破坏。基坑开挖如有地下水和河水渗透，应随基坑外挖不断排水，或先将地下水位降至基坑底部以下0.5—1.0m．以顺利进行挖土及其他各道工序作业。排降水方法根据土质倩况、土的渗透系数、地下水位高低、工程大小、施工期限、施工设备条件等情况而定，常用的方法有明沟、集水并排水法，轻型井点或多层轻型井点降水法。2、泵房模板工程(1)模板构造泵房体型、截面较复杂，体积、面积均较大，因而模板工程量很大、构造与支设也较复杂。模板大多采用木模板或组合式模板，或两者混合使用。一般做法是大面积部位采用组合钢模板，造型复杂部位配以少量木模，以节约木材。模板制作，采取在基坑旁组装成大块模板，一般尺寸为(3—4)m×(10一15)m，用槽钢楞(或10cm×10cm方木)作骨架，用u形卡(或8号铁丝、铁钉)连接(装钉)固定，用塔式(或履带式)起重机吊入基坑内，按放线位置就位组装(图)。再用方木及铁丝互相连牢，模板支承在底板顶埋钢筋支架上。大块模板也可织装成槽钢或方木骨架，吊入基坑定位后，再在基坑内装钉定型钢模板、以减轻起吊重量。(2)模板支设方法墙壁侧模用对拉穿墙螺拴固定，螺拴间距为1.0m×1.0m，并加适当斜支撑，使保持整体稳定。若泵房底部为灌注桩基也可利用桩头钢筋锚固定或在垫层中埋设锚环固侧模板，如图所示。

利用桩头或埋设锚环固定副模

1--侧模板；2--桩头；3--拉筋；4--花篮螺丝；5--预埋锚环如土质较好，底板二侧靠近护壁极端也可砌半砖，表面抹20mm厚水泥砂浆或用土模作侧模板。泵房转角及造型复杂部位可采用木模制作成型，吊入基坑内安装，通过墙壁的水、电管道及埋设在墙壁上的预埋铁件，在模板上预留孔洞或将预埋件直接间定在大模板上．也可在绑扎钢筋时预先埋好，加设辅助筋，焊接固定。泵房墙壁下部留凸形施工缝部分侧模支设形筋，可在底板钢筋网片上加焊形筋形成骨架支撑。如图。利用底板网片支撑墙侧模

1--底板；2--墙壁；3--底板钢筋网片；4--支撑侧模

筋与主筋焊接；5--凸缝泵房顶部梁、板采用大块侧模及底模，一般在墙壁混凝土浇筑完毕后支设，采取预先在墙壁上预埋短工字钢（或铁质焊接牛腿），以作桁架支撑点，支撑梁、板模板，以节省模板支柱。3、钢筋加工与安装方法泵房钢筋量大，规模型号多，布置密集，上下层钢筋排距大，安装十分复杂，因此施工中通常采用工厂化和机械方法，在泵房附近设加工场，用机械集中加工成型，运到基坑一侧堆放，或再绑扎成大块网片。钢筋加工应仔细核对材料化验单或合格证，按编号配料分类加工制作，并将加工好的成品编号、挂牌，对这种类型钢筋进场的先后次序和摆放位置，应通盘规划。用汽车或双轮杠杆小车运到泵房近旁核安装顺序、编号分类，整齐堆放，先绑扎的放在上面，后绑扎的放在下面，由专人指挥配料、成型，分区堆放和分层次绑扎。

底板钢筋采用塔式或履带式起重机成捆吊到基坑内安装部位，人工摊铺绑扎，采取先底层后立面最后上层钢筋网片的安装次序。为使绑扎后的钢筋网整齐划—，间距尺寸准确，可采取在垫层上划线绑扎或使用限位卡，并在底板上预先垫好混凝土或砂浆垫块，以保证保护层正确。底板上层的水平钢筋网，常悬空搁置，高差大，质量大，一般多直接绑扎。当上下层钢筋网高差在1m以内，可按常规用钢筋铁马支承固定保持位置间距正确。当高差在1—3m，用钢筋铁马支承，稳固性差，操作不安全，且难以保持上层钢筋网在同一水平面上，此时应设立钢筋、角钢或混凝土柱支承上部钢筋网，立柱按间距2.4m布置或利用基础内钢管脚手架，在适当的高度上焊上型钢横担以支承上层钢筋网和上部操作平台上的施工荷载，支架支柱之间，适当设置斜向支撑保持稳定，立柱固定在垫层上或底板钢筋网上。当基础底板下设钢筋网灌注桩时，也可利用废短钢筋头制成若干钢筋支架，支架底部与工程桩头伸出的锚固钢筋焊牢，以支承上部钢筋网，如图所示。钢筋接头采用对焊连接，个别采用搭接绑扎，上层钢筋密集处，在浇筑混凝土时，上下人员、下灰困难，可在适当部位开洞，混凝土浇筑至上层钢筋底部时，再按塔接长度要求修补好。用桩头及支架支承上层钢筋网片泵房墙壁及顶板梁钢筋，一般可在基坑旁绑扎成钢筋网片或梁钢筋骨架，用起重机整体吊入基坑进行安装，使施工作业面由基坑内扩展到基坑外，可大大减少探坑内钢筋运输绑扎工作量和劳动强度，使钢筋绑扎不占或少占绝对工期，加快安装速度。当钢筋网或骨架刚度不够，可在部分钢筋连接处焊固，或适当部位焊接或增加临时加强钢筋，以避免弯曲变形。加固的型钢或钢筋，在吊装就位后取下再用。4、泵房混凝土的浇筑泵房为水工结构物，要求混凝土密实，并合良好的抗渗性、抗浸蚀性、抗冻性和耐久性，强度等级不低于C25，抗渗等级不低于P8，为此，一般应采用级配良好的粗细骨料配制混凝土，并掺加粉煤灰、减水剂，加强操作控制，配制优质混凝土。混凝土的拌制，如泵房离城市、工厂集中搅拌站较近，可采用商品混凝土，用翻斗车运送；如离城市、工厂集中搅拌站较远(5km以上)，且现场场地较宽，可在泵房附近设置临时搅拌站，用机动翻斗车运送混凝土，搅拌机的设置数量，根据混凝土浇灌强度、工期要求及现场条件确定。混凝土的输送浇灌方法可根据混凝土工程量大小、浇灌强度、接缝时间要求、设备条件，采用以下几种。①用塔式或履带式起重机吊振动吊斗对底板直接浇灌，通过串筒对墙壁进行浇灌。②在泵房上部搭设脚手架平台、马道，用1.5t机动翻斗车通过串筒对各部进行浇灌。③混凝土用搅拌运输车输送，用混凝土输送泵通过布料杆对各部进行浇灌。④在泵站上部搭设满常红脚手架平台，用人力手推车通过串筒对各部进行浇灌。以上方案以①、②种利用现场常规设备，应用最为普遍。混凝土的浇灌方式，对大中型泵房底板多采取斜坡分层向前推进方法，一次从底到顶，在每个浇灌带布置4—5台插入式振动器，其中2台布置在下料口处，其余布置在中部及坡角处。为防止集中堆料，先振捣出料点处的混凝土．形成自然坡度，然后成行列由下向上全面振捣，严格控制振捣时间、振动点间距和插入深度。混凝土振捣时，在斜坡底部及模板处下部会出现大量泌水，可在两侧模板下口设留出水口，在施工到最后时，改变混凝土浇筑方向，从另端回向浇筑，与原坡面形成集水坑，用软轴水泵排除(图)。混凝土挠筑泌水处理

1--浇筑方向；2--泌水；3--出水口；4--集水坑；5--软轴水泵浇筑时每隔半小时，采取在混凝土初凝时间内对已浇筑的混凝土进行1次重复振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之间的握裹力，增强密实度，提高抗裂性。在浇灌成型后的混凝土表面，水泥浆较厚，应按设计标高用刮尺刮平，在初凝前用木抹子抹平压实，以闭合收水裂缝。对于小型泵房的底板，厚度较小，可采取分层浇筑，由一端向另一端或两端向中间成阶梯浇筑，每层厚20一30cm。墙壁混凝土的浇筑采取分层分段浇筑，每层厚30一40cm，分层振捣密实。基础底板在浇筑完后的2—4h，在混凝土上面先盖l层塑料薄膜，再盖1层草袋；或在表面盖两层草袋，洒水湿润，侧面再盖1层草袋，进行保湿保温养护。泵房要求不出现温度收缩裂缝，应对混凝土内温度场情况进行监测，控制混凝土表面与内部的温差不超过25℃。方法是在底板对称轴线上呈L形布置测点，点与点间距不大于4m，高度方向点与点距离为0.5m，在三维方向不同部位深度埋没热电阻传感器，墙壁可在适当部位埋设，用混凝土温度测定记录仪进行施工全过程的跟踪和监测，以便随时采取措施，保证工程质量，监测系统应设有报警装置。5、泵房上部结构施工

泵房上部建筑结构施工包括：检修间、配电间结构吊装，砖墙砌筑，屋面防水，装修，水、电设备及管道安装等。上部装配式结构构件，一般在工厂预制，用载重汽车运到现场堆放和安装，如场地较宽，构件数量较少，也可在附近就地预制。安装时，采取先将泵房三侧土方回填完毕，用履带式或轮胎式起重视在外侧吊装、就位。如房屋跨度较大，在外侧吊装伸臂长度或起重量不够，也可以使起重机上泵房平台上吊装，但要核算粱、板强度是否满足行驶要求，同时在开行部位上铺枕木50mm厚的大张钢板将荷载分散开来，可在平台上吊装全部构件。吊装采用综合吊装法，先吊两列柱和吊车梁，然后从一端后退，一节间一节间综合吊装屋盖及支撑系统全部构件。天车在封山墙前吊上，边跨柱、屋面梁及屋面板可在跨外吊装。泵房地面施工时，要严格做出坡向，使泵房地面水流向排水渠或排水井，以防止出现电线沟、管沟里淌水及地面积水的现象。泵房上部其他部分，均按常规方法施工。6、施工缝、后浇缝设置泵房施工为保证良好的整体性和防水性能，宜尽可能地一次支模整体浇筑完成，中途不留施工缝。但在有些情况下，出于实际施上的需要，要求在一定部位留设施工缝。主要情况有：①为减轻一次支模和绑扎钢筋的复杂性，简化施工工作；②混凝土浇筑工程量大，混凝土搅拌、运输能力不足；③泵房尺寸过大或埋设很深，受到地基嵌固，为放松约束、释放温度应力，避免出现温度收缩裂缝。④施工人力不足或模板及工程材料供应不上，需要周转时；⑤施工过程中，出现突然性停水、断电或混凝土搅拌系统发生故障，运输道路堵塞，模板变形移位，需要修理或纠正，下班交接班耽误时间等原因必须进行间歇处理等，经与设计部门研究同意，是可以在某些技术条件(如整体性、受力性能、防水性能)所允许下．而对工程和使用质量都无任何损害的部位留设施工缝。

泵房施工缝位置的留设，设计图纸和施工技术规范，一般不作规定，但对工程施工则十分重要，因它关系到工程质量和进度，在编制施工组织设计时，应根据结构受力情况和施工具体情况(施工方法、设备条件、施工能力、施工环境等)慎重地对待，做到留设合理，施工简单、方便，一般可按以下情况和方法留设(图)。泵房施工缝留设

1--1，2--2为施工缝位置①底板与立壁水平施工缝，可留在立壁上，距底板混凝土面上部300一500mm范围内。②立壁与顶板的梁板水平缝可留在梁板下部20一30mm处，梁的垂直施工缝可留在切力较小处，一般为梁跨的1／3附近；板跨的垂直施工缝可留在次梁跨度的中间1／3范围内。③基础底板上体积不大的水泵、电动机基础、凸台或独立栓，可在根部留水平施工缝。④外墙一般不宜留设垂直施工缝。内墙可在离外墙1.0m处留垂直施工缝。施工缝的设置应保持水平或垂直，不应留斜搓(斜截面)，因在截面上有最大切应力存在，最易破坏。由于泵房都有防渗要求，外墙壁施工缝常作成凸缝、凹缝或阶梯缝等形式的止水措施(图)，其作用是使新旧混凝土的接触面增加，渗水线延长，起到防水效果。一般外墙的水平施工缝宜采用凸缝，以便于清扫，适宜于厚300mm以上的墙。内墙的垂直和水平施工缝、顶板的垂直施工缝多采用平缝。泵房外墙施工缝形式

施工缝是结构的薄弱部位，在混凝土浇筑前应进行处理，以提高接缝处混凝土的抗切（抗拉)能力。一般处理方法是：待接缝处混凝土强度达到1.2N／mm2后，清除接缝截面上的污物、砂浆、浮渣及木屑等杂物，将混凝土表面凿毛(或高压水枪冲洗)，进一步除掉施工缝混凝土表面上的水泥薄膜、松动石子和软弱混凝土夹层，用水洗扫或冲洗干净，湿润后，在表面扫素水泥浆1度或摊铺20mm厚1：2水泥砂浆作接浆层，或浇灌1层60一70mm厚的减半石子同配合比混凝土，然后浇筑混凝土，并用振动器振捣砂浆和混凝土混合均匀，靠接触面粗糙和重力产生的摩擦力提高其抗切强度。垂直施工缝宜在先浇筑的混凝土初期膨胀完成，收缩比较稳定后，再继续施工。

对停水、停电等原因造成的施工缝，可在水平及垂直施工缝全面积上双向插放直径12mm、间距250一500mm、长不小于500mm的附加钢筋，伸入施工缝每侧不小于250mm。如果结构本身截面较小，自身有伸出的计算钢筋时、也可不另加插筋，但在浇筑混凝土时，仍需按上述对施工缝进行处理。如果浇灌临时间断，水泥只是稍