伊通河中段调蓄池工程位于吉林省长春市宽城区, 沿伊通河中段共计分布9座调蓄池, 调蓄量共计68.5万m³。其中福山路调蓄池最大, 其尺寸为202.5m×127.5m, 框架-剪力墙结构, 调蓄池调蓄量达26.5万m³。

中段9座调蓄池均采用地埋式池体, 且大半调蓄池选址位于伊通河两岸, 少数几个调蓄池选址位于伊通河河道内。其池内主要核心冲洗方式采用真空冲洗设备, 池内通过采用多道附壁闸方式以控制进水量。调蓄池功能分区如图1所示。

在调蓄池工程建设中, 其主要施工技术重难点包括以下内容。譹) 解决不利地质条件下灌注桩成孔塌陷问题, 保证桩身水下混凝土能顺利浇筑;譺) 针对边坡坡角处塔式起重机基础, 采取一定的处理措施, 保证塔式起重机安全;譻) 优化底板后浇带常规拦网做法, 保证底板施工进度, 以匹配节点工期实现;譼) 优化主体结构, 以满足附壁闸安装需求, 保障设备运行。

地质勘查报告表明, 伊通河中段两岸沿线地质条件大体相同, 主要为:杂填土→粉质黏土→有机质粉质黏土→砂层→全风化粉砂质泥岩→强风化粉砂质泥岩→中等风化粉砂质泥岩。

中段9座调蓄池其地质层厚度存在一定差异, 致使灌注桩沉孔期间, 有些调蓄池采用常规机械旋挖钻机干钻即可沉孔, 有些则出现严重塌孔现象。下面介绍针对塌孔现象采取的针对性措施。

在工程灌注桩钻孔过程中若是出现塌孔现象, 应将实际钻探出的地质与地质勘查报告进行对比, 综合分析钻孔点位附近地质情况, 进而选择相对应措施。

在伊通河地质条件下, 施工中优先采用旋挖钻成孔, 同时考虑到材料节约, 将优先采用旋挖钻干钻法, 其次采用旋挖钻结合泥浆护壁法。

但施工场地内局部会出现杂填土较厚及与地勘报告不符情况, 采用旋挖钻成孔时常出现塌孔现象。考虑到机械进出场费用等成本因素, 更换机械不作为第一选择, 而往往根据原位杂填土地质情况将1.2m高钢护筒加长 (通长为6m) , 以穿越塌孔层杂填土地质, 保证旋挖钻能直接进入粉质黏土层, 而后干钻成孔。

若是出现塌孔的地层地质为杂填土且杂填土土层较深, 采用旋挖钻+钢护筒方式已无法解决此塌孔现象。为此, 特采用长螺旋钻孔压灌超流态混凝土法进行灌注桩施工。

其主要是利用长螺旋钻杆在钻进出土过程中对孔壁土体有一定的固结作用, 同时对孔壁起到支撑作用, 钻杆钻进至设计深度后, 即停止钻进并将钻杆提升200mm左右, 而后将钻杆边提升边通过钻杆内部管道及钻头活门泵送超流态混凝土, 钻杆提升速度应与灌入混凝土速度相对应, 在灌注至距离设计标高1m左右时即可将钻杆撤离;而后通过钢筋笼上方震动电机将钢筋笼振入桩孔内即可。

采用这种方式不仅解决了不利地质问题, 同时节约部分人工费用, 相较于其他桩机成孔经济合理。

若是经地质勘查表明钻孔灌注桩距离地面有较厚的砂层、淤泥层等易流动性地质, 采用加长钢护筒方式也极易引起护筒下沉过程中四周流动性地质从护筒底口返入内部, 造成塌孔现象。为此, 针对此种地质, 应采用地质改良法, 在塌孔四周满打旋喷桩, 桩身底嵌入泥岩层以加固土体, 而后采用旋挖钻机干钻成孔即可。

采用此种方式解决了超厚砂层、淤泥层等易流动性地质成孔塌陷问题, 但此方法相较于其他方式成本较高。

结构施工中, 材料等物资需采用垂直、水平运输机械, 其中最常见的是采用塔式起重机。考虑到塔式起重机属于高耸结构, 对其基础结构影响最大的往往是倾覆力矩值, 同时其布置的平面位置对安全也是较为重要的影响因素。

在调蓄池建设过程中, 考虑到物资调运、支护形式及施工作业厂区需覆盖等事项, 部分塔式起重机往往需布置在支护结构坡顶或坡角处, 但此种布置形式下, 塔式起重机基础需设置一定的稳定性加强措施。通常采用以下做法。

坡角底部设置塔式起重机基础情况下, 在坡脚处设置工程围护桩+预应力锚索, 围护桩结构需验算且能保证边坡稳定性方可进行塔基施工, 同时由于塔基设置在筏板放大角外侧, 需在塔基处设置挡水台设施以防止基坑水将地层泡软 (见图2) 。

工程施工中, 常采用“快易收口网+钢筋网架支撑方式”进行后浇带临时封闭, 待两侧分区混凝土浇筑完毕并达到设计要求留置时间后方可对后浇带进行浇筑。但此种做法往往需在两侧筏板钢筋施工完成约1d后方能完成后浇带封闭, 对于节点工期履约存在一定干扰。为此深化后浇带临时封闭做法, 保证工期履约, 具体做法如下。

采用工厂预制钢板代替传统快易收口网, 同时在预制钢板上根据钢筋规格型号预先开孔, 其开孔直径相较于钢筋直径大2个等级以便于钢筋从孔洞内顺利穿入;由于筏板钢筋往往采用双层双向钢筋网片, 故而预制钢板开洞期间需保证此项以防止钢筋不能自然搭接。上下2块钢板间设置止水钢板, 现场焊接, 以保证后浇处新旧混凝土交接处的防水 (见图3) 。

调蓄池附壁闸是控制进入池内雨污水量的关键设施, 保证其与洞口能够紧密贴合是重要指标。

施工中有可能出现在主体结构上先预埋套管而后穿管道封堵的情况, 此种形式往往导致管中管封堵不严, 出现地下水渗漏进调蓄池现象;同时也会出现由于套管相对较大, 使附壁闸四周预埋钢板间距偏大, 导致附壁闸无法与预埋钢板焊接连接, 进而花费额外费用进行重新处理。

故而针对附壁闸设备处预留洞口处处理往往采用预埋工程管而非套管式管中管, 保证闸板两侧预埋钢板间距符合设备要求, 使设备能够正常安装;同时在附壁闸与结构四周二次浇筑混凝土并振捣, 使其密实不漏水 (见图4) 。

通过汇总伊通河中段调蓄池建造过程施工技术, 总结不利地质条件灌注桩成孔、边坡塔式起重机基础安全性、后浇带拦网优化、附壁闸设备安装注意事项及解决措施等相应经验, 希望为后续城市水环境综合治理中调蓄池建设提供参考。