半水下取水泵房混凝土结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种取水泵房的混凝土结构，尤其是一种半水下取水泵房混凝土结构及其施工方法。

背景技术：

众所周知的：取水泵房通常由进水间、前池和取水泵区域组成；半水下取水泵房的常规施工方案是：

(1)在岸上预制完泵房，采用浮运的方式到设计桩位处，然后下沉就位进行桩基与泵房本体的连接；

(2)在水上形成施工围堰，在围堰内抽水，形成干作业施工环境，进行泵房本体的现浇结构施工。

针对淤泥层深厚的半水下取水泵房，泵房结构的底板标高不统一，且底板标高相差较大的情况，若采用常规方案(1)，会有下述问题：

(a)同一个泵房结构的底板标高不一致，质量重心发生偏心，安装时难以控制整体平衡；

(b)整体浮运，结构重量较大，吃水深度较大，现有通航水深难以满足要求，需要开挖加深航道水深；

(c)桩基与泵房本体连接是在水下作业，施工难度大，且施工质量难以得到保证；

传统方式施工顺序为：先施工桩基，然后浮运泵房本体，再进行桩基与泵房本体的连接；若采用常规方案(2)，会有下述问题：

(a)采取围堰施工，由于内外水头压力差过大，满足围堰安全情况下，工程造价较高；

(b)由于围堰内外水头压力差较大，易发生渗流，很难保证围堰内是干作业环境。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够减轻浮运重量，减小浮运吃水深度，方便施工的半水下取水泵房混凝土结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：半水下取水泵房混凝土结构，包括前池以及进水间；所述前池内设置有取水泵安装区；

所述前池与进水间为分体结构；所述前池的底部通过连通管与进水间连通；所述进水间底部设置有引水管。

进一步的，所述前池具有底板以及侧围墙体；所述进水间具有进水间墙体以及进水间底板；

所述侧围墙体以及进水间墙体内均设置有定位桩；所述前池内设置有第一墙体、第二墙体；所述第一墙体将前池分割为引水区和供水区；所述第二墙体设置在供水区内，所述供水区设置有取水泵安装平台，所述第二墙体、安装平台以及侧围墙体围成取水泵安装区；

所述引水区和供水区底部通过阀门连通；所述前池的引水区底部与进水间之间通过连通管连通；所述进水间底部设置有引水管。

优选的，所述侧围墙体包括侧围墙体预制段以及侧围墙体现浇段；所述进水间墙体包括进水间墙体预制段以及进水间墙体现浇段；所述侧围墙体预制段和进水间墙体预制段采用混凝土浇筑预制而成；所述侧围墙体现浇段、进水间墙体现浇段、第一墙体以及第二墙体均为现场采用浇混凝土浇筑而成。

优选的，所述侧围墙体以及进水间墙体采用预制混凝土浇筑，所述第一墙体、第二墙体均为现场采用浇混凝土浇筑而成。

进一步的，所述侧围墙体以及进水间墙体内均设置有定位孔，所述定位桩位于定位孔内，且所述定位桩与定位孔之间的孔隙采用高强膨胀灌浆料灌注。

本发明还提供了一种半水下取水泵房混凝土结构的施工方法，包括以下步骤：

1)采取分块的方法，将底标高较低的部分进水间从整个泵房里里脱开，使得泵房形成两个独立的单元前池和进水间；

2)对前池和进水间通过混凝土浇筑进行预制；并且在前池和进水间的侧面墙体上均预留有定位孔；

3)将预制成型的前池和进水间浮运就位；浮运就位后在前池和进水间的墙体上预留的定位孔内浇筑成型定位桩；

4)待定位桩成型后，将前池和进水间之间通过连通管连通。

进一步的，在步骤2)中在对前池和进水间进行预制时，高度方向仅预制前池的侧围墙体预制段以及进水间的进水间墙体预制段；

在步骤4)中待定位桩成型后，将定位装置作为固定点，并且作为施工操作平台，在完成的侧围墙体预制段上浇筑侧围墙体现浇段；在完成的进水间墙体预制段上浇筑进水间墙体现浇段；并且在前池内浇筑第一墙体和第二墙体；浇筑完成后将前池和进水间之间通过连通管连通。

进一步的，在步骤3)中采用以下方式进行定位桩的浇筑：在前池和进水间的侧面墙体上预留的定位孔内打钢护筒，下放钢筋笼，然后在钢护筒内浇筑钢筋混凝土；

在步骤4)中整个结构全部浇筑完成后，定位桩与定位孔之间的孔隙采用高强膨胀灌浆料灌注，使桩基与侧壁连完整连接为一体。

本发明的有益效果是：本发明所述的半水下取水泵房混凝土结构，由于将前池以及进水间脱开分成两个单元进行预制，并且前池与进水间之间通过连通管连通。因此将底标高较低的部分从整个泵房里里脱开，脱开部分与原有部分之间采用管道柔性连接，保证取水满足设计要求；这样既可以减轻浮运重量，也可以减小浮运吃水深度，方便施工；充分利用已有的预制混凝土泵房本体作为现浇混凝土结构的施工作业平台，这样既避免常规方案中的围堰施工，又有效减轻浮运部分的重量，大大地节约施工成本。

本发明所述的半水下取水泵房混凝土结构的施工方法所述的施工顺序为：先将泵房本体进行分块预制，然后浮运泵房本体，再施工定位桩基，然后将泵房预制部分作为施工平台进行现浇结构部分施工，完成整个泵房施工后，最后进行桩基与泵房本体的完全固定连接；

由于将泵房本体进行分块预制，因此既可以减轻浮运重量，也可以减小浮运吃水深度，方便施工；同时该施工方法采取后打桩工艺，将结构由传统的搁置在桩上转变为悬吊在桩上，将在水下施工合理地转化为水面之上施工；从而避免了现有方法中的围堰施工，又有效减轻浮运部分的重量，大大降低施工难度，提高施工的可操作性；节约施工成本。因此本发明所述的半水下取水泵房混凝土结构的施工方法降低了施工难度，同时有效保证施工质量。

附图说明

图1是本发明实施例中半水下取水泵房混凝土结构的俯视图；

图2是图1中的A-A剖视图；

图3是本发明实施例中泵房本体预制部分和现浇部分的连接示意图；

图4是本发明实施例中定位桩的施工图；

图中标示：1-侧围墙体，11-侧围墙体预制段，12-侧围墙体现浇段，2-定位桩，3-取水泵安装区，4-前池，41-供水区，42-引水区，5-进水间，6-进水间墙体，61-进水间墙体预制段，62-进水间墙体现浇段；7-连通管，8-取水泵，9-底板，10-进水间底板，101-第一墙体，102-第二墙体，103-安装平台，13-钢护筒，14-孔隙，15-预留钢筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1和2所示，本发明所述的半水下取水泵房混凝土结构，包括前池4以及进水间5；所述前池4内设置有取水泵安装区3；

所述前池4与进水间5为分体结构；所述前池4的底部通过连通管7与进水间5连通；所述进水间5底部设置有引水管51。

具体的，所述前池4与进水间5为分体结构；是指前池4与进水间5为两个分别独立的单元；前池4与进水间5单独建造。

具体的，所述前池4与进水间5为分体结构；所述前池4具有底板9以及侧围墙体1；所述进水间5具有进水间墙体6以及进水间底板10；

所述侧围墙体1以及进水间墙体6内均设置有定位桩2；所述前池4内设置有第一墙体101、第二墙体102；所述第一墙体101将前池4分割为引水区42和供水区41；所述第二墙体102设置在供水区41内，所述供水区41设置有取水泵安装平台103，所述第二墙体102、安装平台103以及侧围墙体1围成取水泵安装区3；

所述引水区42和供水区41底部通过阀门连通；所述前池4的引水区42底部与进水间5之间通过连通管7连通；所述进水间5底部设置有引水管51。

综上所述，本发明所述的半水下取水泵房混凝土结构，由于将前池4以及进水间5脱开分成两个单元进行预制，并且前池4与进水间5之间通过连通管7连通。因此将底标高较低的部分从整个泵房里里脱开，脱开部分与原有部分之间采用管道柔性连接，保证取水满足设计要求；这样既可以减轻浮运重量，也可以减小浮运吃水深度，方便施工；充分利用已有的预制混凝土泵房本体作为现浇混凝土结构的施工作业平台，这样既避免常规方案中的围堰施工，又有效减轻浮运部分的重量，大大地节约施工成本。

为了进一步的减轻浮运的质量，进一步的，所述侧围墙体1包括侧围墙体预制段11以及侧围墙体现浇段12；所述进水间墙体6包括进水间墙体预制段61以及进水间墙体现浇段62；所述侧围墙体预制段11和进水间墙体预制段61采用混凝土浇筑预制而成，即在岸上浇筑成型；所述侧围墙体现浇段12、进水间墙体现浇段62、第一墙体101以及第二墙体102均为现场采用浇混凝土浇筑而成。

另一种优选方式为所述侧围墙体1以及进水间墙体6采用预制混凝土浇筑，所述第一墙体101、第二墙体102均为现场采用浇混凝土浇筑而成。

为了能够使得定位桩2与墙体连接牢固，形成一个结构稳定的整体，进一步的，所述侧围墙体1以及进水间墙体6内均设置有定位孔，所述定位桩2位于定位孔内，且所述定位桩2与定位孔之间的孔隙采用高强膨胀灌浆料灌注。

本发明还提供了一种半水下取水泵房混凝土结构的施工方法，包括以下步骤：

1)采取分块的方法，将底标高较低的部分进水间5从整个泵房里里脱开，使得泵房形成两个独立的单元前池4和进水间5；

2)对前池4和进水间5在岸上通过混凝土浇筑进行预制；并且在前池4和进水间5的侧面墙体上均预留有定位孔；

3)将预制成型的前池4和进水间5浮运就位；浮运就位后在前池4和进水间5的墙体上预留的定位孔内浇筑成型定位桩2；

4)待定位桩2成型后，将前池4和进水间5之间通过连通管7连通。

在步骤1)中采取分块的方法，将底标高较低的部分进水间5从整个泵房里里脱开，使得泵房形成两个独立的单元前池4和进水间5；通过将前池4和进水间5设置为两个独立的单元，因此可以将前池4和进水间5单独进行浮运，从而能够减轻浮运的质量，从而便于施工。

在步骤2)中对前池4和进水间5通过预制混凝土浇筑进行预制；并且在前池4和进水间5的侧面墙体上均预留有定位孔；从而为后续的分块浮运做准备。同时通过在前池4和进水间5的侧面墙体上均预留有定位孔为了后续步骤中的浇筑定位桩2做准备。

在步骤3)中将预制成型的前池4和进水间5浮运就位；浮运就位后在前池4和进水间5的墙体上预留的定位孔内浇筑成型定位桩2。通过浇筑定位桩2从而能够对浮运的前池4和进水间5进行固定。并且可以以浇筑成型后的定位桩2为固定点，为后续操作提供工作平台。将在水下施工合理地转化为水面之上施工；大大降低施工难度，提高施工的可操作性。

在步骤4)中待定位桩2成型后，将前池4和进水间5之间通过连通管7连通；从而保证取水满足设计要求。

综上所述，本发明所述的半水下取水泵房混凝土结构的施工方法所述的施工顺序为：先将泵房本体进行分块预制，然后浮运泵房本体，再施工定位桩，然后将泵房预制部分作为施工平台进行现浇结构部分施工，完成整个泵房施工后，最后进行桩基与泵房本体的完全固定连接；

由于将泵房本体进行分块预制，因此既可以减轻浮运重量，也可以减小浮运吃水深度，方便施工；同时该施工方法采取后打桩工艺，将结构由传统的搁置在桩上转变为悬吊在桩上，将在水下施工合理地转化为水面之上施工；从而避免了现有方法中的围堰施工，又有效减轻浮运部分的重量，大大降低施工难度，提高施工的可操作性；节约施工成本。因此本发明所述的半水下取水泵房混凝土结构的施工方法降低了施工难度，同时有效保证施工质量。

为了减轻浮运的质量，进一步的，在步骤2)中在对前池4和进水间5进行预制时，高度方向仅预制前池4的侧围墙体预制段11以及进水间5的进水间墙体预制段61；

在步骤4)中待定位桩2成型后，将定位装置2作为固定点，并且作为施工操作平台，在完成的侧围墙体预制段11上浇筑侧围墙体现浇段12；在完成的进水间墙体预制段61上浇筑进水间墙体现浇段62；并且在前池4内浇筑第一墙体101和第二墙体102；浇筑完成后将前池4和进水间5之间通过连通管7连通。具体的，在预制部分预留钢筋实现预留部分与现浇部分的连接。

由于在步骤2)中对前池4和进水间5进行预制时，在高度方向上进行部分预制，从而能够减轻浮运的质量。

同时由于本发明所述方法采用分块浮运、及侧墙预留孔后打桩方式，从而有效地将桩与结构的连接在水下施工转为为水面上操作平台上的施工；因此在步骤2中前池4和进水间5未预制的部分，在步骤4中将定位装置2作为固定点，并且作为施工操作平台，在完成的侧围墙体预制段11上浇筑侧围墙体现浇段12；在完成的进水间墙体预制段61上浇筑进水间墙体现浇段62；并且在前池4内浇筑第一墙体101和第二墙体102；从而既降低施工难度，也可以有效保证施工质量。

为了提高定位桩2与泵房本体连接的稳定性和牢固性，具体的，在步骤3)中采用以下方式进行定位桩2的浇筑：在前池4和进水间5的侧面墙体上预留的定位孔内打钢护筒，下放钢筋笼，然后在钢护筒内浇筑钢筋混凝土；

在步骤4)中整个结构全部浇筑完成后，定位桩2与定位孔之间的孔隙采用高强膨胀灌浆料灌注，使桩基与侧壁连完整连接为一体。

实施例

如图1至图4所示，所述半水下取水泵房混凝土结构，包括前池4以及进水间5；所述前池4内设置有取水泵安装区3；

所述前池4与进水间5为分体结构；所述前池4的底部通过连通管7与进水间5连通；所述进水间5底部设置有引水管51。

所述前池4具有底板9以及侧围墙体1；所述进水间5具有进水间墙体6以及进水间底板10；

所述侧围墙体1以及进水间墙体6内均设置有定位桩2；所述前池4内设置有第一墙体101、第二墙体102；所述第一墙体101将前池4分割为引水区42和供水区41；所述第二墙体102设置在供水区41内，所述供水区41设置有取水泵安装平台103，所述第二墙体102、安装平台103以及侧围墙体1围成取水泵安装区3；

所述引水区42和供水区41底部通过阀门连通；所述前池4的引水区42底部与进水间5之间通过连通管7连通；所述进水间5底部设置有引水管51。

所述侧围墙体1包括侧围墙体预制段11以及侧围墙体现浇段12；所述进水间墙体6包括进水间墙体预制段61以及进水间墙体现浇段62；所述侧围墙体预制段11和进水间墙体预制段61采用混凝土浇筑预制而成，即在岸上采用混凝土浇筑成型；所述侧围墙体现浇段12、进水间墙体现浇段62、第一墙体101以及第二墙体102均为现场采用混凝土浇筑而成。

所述侧围墙体1以及进水间墙体6内均设置有定位孔，所述定位桩2位于定位孔内，且所述定位桩2与定位孔之间的孔隙采用高强膨胀灌浆料灌注。

在施工的过程中：

1、采取分块的方法，在设计时，将底标高较低的部分进水间5从整个泵房里里脱开。脱开部分进水间5与原有部分前池4之间采用连通管7连通，保证取水满足设计要求；

2、对前池4和进水间5在岸上通过混凝土浇筑进行预制；并且在前池4和进水间5的侧面墙体上均预留有定位孔；为了减小浮运部分的重量，对原有部分前池4和脱开部分进水间5在高度方向仅预制部分，如图2所示，其中侧围墙体预制段11和进水间墙体预制段61为预制部分，不全部预制。所述侧围墙体预制段11和进水间墙体预制段61的预制高度为常年海平面高度加上波浪超高H，其中波浪超高H根据不同施工地点的经验值进行确定。

3、将预制成型的前池4和进水间5浮运就位；浮运就位后在前池4和进水间5的墙体上预留的定位孔内浇筑成型定位桩2；在前池4和进水间5的侧面墙体上预留的定位孔内打钢护筒，下放钢筋笼，然后在钢护筒内浇筑钢筋混凝土。待桩基成型后；预制部分，就不可以随意晃动了。

4、待定位桩2成型后，将桩基作为固定点，可以作为施工操作平台；在该施工操作平台上，可以为其他侧墙的施工提供干作业施工环境，可以进行现浇钢筋混凝土结构的施工；

在完成的侧围墙体预制段11上浇筑侧围墙体现浇段12；在完成的进水间墙体预制段61上浇筑进水间墙体现浇段62。并且在前池4内浇筑第一墙体101和第二墙体102；具体的，在预制部分预留钢筋15实现预留部分与现浇部分的连接。浇筑完成后将前池4和进水间5之间通过连通管7连通。整个结构全部浇筑完成后，定位桩与预留孔之间的孔隙采用高强膨胀灌浆料灌注，使定位桩2与侧围墙体1完整连接为一体。

5、最后，在完成半水下取水泵房混凝土结构施工后，在取水泵安装区3内安装取水泵8，并且使得取水泵8的入水口位于供水区41内。