1949年以来到改革开放前，我国污水处理的需求主要来自工业和国防。1990年以来，全球污水处理表观消费量以年均6%的速度增长。而1990—2000年期间，我国污水处理表观消费量年均增长率达到17.73%，是世界年均增长率的2.9倍。但中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低。......
2023-11-21
大型地下污水处理厂施工案例：上海白龙港污水处理厂提标工程
【摘要】：表3－3本工程基坑围护施工概况3.4.2.2钻孔灌注桩施工双排桩支护体系采用钻孔灌注桩的形式，其施工流程如图3－22和图3－23所示。基点应做特殊专门保护，不得损坏。钢筋笼安装完毕后应进行隐蔽工程验收，合格后应立即浇筑水下混凝土。
3.4.2.1 基本情况
根据围护设计图纸，基坑上部采用1∶1.5二级放坡至标高－8.100m，下部采用φ1000（1200）钻孔灌注桩双排桩配合φ850三轴搅拌桩土体加固及止水帷幕的围护形式，典型围护剖面图如图3－21所示。基坑围护具体内容及施工范围如表3－3所列。
表3－3 本工程基坑围护施工概况
3.4.2.2 钻孔灌注桩施工
双排桩支护体系采用钻孔灌注桩的形式，其施工流程如图3－22和图3－23所示。施工过程主要涉及如下所述的工艺。
1.测量定位及复检
测量人员根据基线控制点和高程点、桩位平面图及现场基准水准点，使用全站仪测定桩位，并打入明显标记。桩位放线应确保准确无误，定位精度为1cm，并经过监理复核后方可开钻。基点应做特殊专门保护，不得损坏。
2.钢护筒加工与埋设
图3－22 钻孔灌注桩施工流程
钻孔桩施工前，需对桩基周围地下情况进行仔细探测。根据现场调查及探测，首先对钻孔场地清除障碍物，将位于钻孔桩范围内的原状混凝土路面破除，并清理和平整场地。
钢护筒采用8mm 钢板制作，护筒长度约为1.5m。护筒周边用黏土回填夯实。在护筒的上口边缘开设1个溢浆口，便于泥浆溢流到泥浆池，进行回收和循环。护筒内径比设计桩径大10cm，护筒埋设平面偏位不得大于20mm，倾斜度不得大于1／150。施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m 以上。
根据桩位标志，人工开挖护筒孔，保证护筒埋入原状土的深度不小于20cm。放入护筒后，护筒孔坑内再次精放桩位点，用吊线锤校正护筒位置和垂直度并固定。护筒与坑壁之间用黏性土夯填实，确保护筒位置的准确及稳定。
3.钻进成孔施工
钻进成孔施工的第一步是配置合理的泥浆。作为钻孔施工中的冲刷液，泥浆的主要作用是清洗孔底、携带钻渣平衡水压力、护壁防塌孔、润滑和冷却钻头。根据地质特点采用原土造浆，并根据施工场地地质报告及现场实际配备泥浆。灌注混凝土时的回收浆先放入沉淀池中沉淀。然后，测试泥浆的指标并进行调整，待其达到表3－4的要求方可使用。如果在试成孔过程中发现有严重塌孔或孔底缩径，必要时采用膨润土化学造浆。
图3－23 钻孔灌注桩施工示意
表3－4 钻孔桩泥浆指标
对于最终的回收浆，用泵直接送入沉淀池中，当泥浆循环使用达到废弃指标（黏度＞45Pa·s，比重＞1.25g／cm3，含砂率＞7%，pH＞12）时，将泥浆泵入废浆池中，用排污车外运处理。
钻进成孔施工的第二步是钻孔。首先将钻机就位，并调整底座转盘直至钻机、转盘中心和护筒中心三者在同一铅垂线上，其偏差不得大于2cm。待钻头吊好、钻杆连接、电路接通之后，启动泥浆循环系统，开始钻进。钻进开始后需不断地作业。钻进过程中，采用减压钻进方法，以保证成孔的垂直度和孔内泥浆面标高满足要求。对于在成孔过程中易塌孔的土层，当距离该土层0.5～1.0m 时，一般控制进尺速度0.5m／h，确保减压状态钻进，并要观察护筒内泥浆位置变化情况。如果有漏浆现象应马上补浆，确保泥浆水头压差。进入易塌层后，不管有没有漏浆现象都应停钻（但泥浆循环继续进行）4～8min，让泥浆充分护壁。之后采用低速进尺，速度控制在0.5～0.2m／h，避免漏浆和塌孔。
钻进成孔施工的第三步是清孔。清孔前，提起钻机离开地面10～20cm。首次清孔利用钻孔时的正循环系统的泥浆泵持续吸渣30min左右，使孔底沉渣清除干净。首次清孔结束后，迅速拆除钻杆和钻头。安放钢筋笼及格构柱后下放导管，测量孔底沉渣和泥浆性能。如孔底沉渣和泥浆性能超出规范要求，须进行二次清孔，以便彻底清除沉淀物。清孔后沉淀物厚度不超过10cm，同时使其泥浆性能达到最佳状态，即入浆密度≤1.15，黏度22～24s，待检测合格后，即可进行混凝土灌注。
钻进成孔施工的第四步是放置钢筋笼。灌注桩中使用的钢筋笼采用箍筋成型法分段制作，分段长度在9m 之内。首先，按照设计图纸在箍筋圈上标出主筋和箍筋位置。然后，按钢筋上标志的位置相互对准依次扶正箍筋并逐一焊好。为控制保护层厚度，在钢筋笼主筋上每隔3m 设置一道定位块，并沿钢筋笼周围对称布置4块钢筋笼保护层垫块。钢筋笼的制作必须满足表3－5所列的要求。
表3－5 钢筋笼制作允许偏差
钢筋笼采用电焊进行焊接，主筋与螺旋筋的交点应焊接牢固，采用间隔电焊形式，呈“梅花状”。加强箍与主筋的交点必须全部焊接牢固。焊接要求见表3－6。
表3－6 焊缝要求
注：D 为钢筋直径，单位：mm。
钢筋笼制作完成后，采用两点起吊运至桩位。第一吊点设在钢筋笼的上端，第二吊点设在钢筋笼的中点到三分之一点之间。首先，同时起吊两个吊点，使钢筋笼离开地面2m 左右。其次，保持第二吊点不动，继续起吊第一吊点，使钢筋笼垂直。再次，解除第二吊点，将钢筋笼徐徐放入钻孔中，并临时托卡于孔口，以便与第二节钢筋笼对接。最后，解除起吊钢丝绳，用同样方法将第二节钢筋笼吊于孔口上方，并采用帮条焊对接。为节省时间，帮条的一端可先焊在钢筋笼上，在孔口处只完成帮条另一端的焊接。焊好后，将整个钢筋笼下入孔中。钢筋笼吊放后允许的偏差如表3－7所列。
表3－7 钢筋笼吊装允许偏差
下放钢筋笼时应注意对孔壁的影响。因接头较多、焊接时间较长，视情况可采用机械连接接头。钢筋笼下放定位后需要进行清孔。满足要求后应尽快不间断地浇筑混凝土。如清孔后4h尚未开始浇筑混凝土，则孔底必须重新清理。
钢筋笼安装完毕后应进行隐蔽工程验收，合格后应立即浇筑水下混凝土。使用的商品混凝土应具有良好的和易性，坍落度宜为18～22cm，扩散度为35～40cm。水下混凝土浇筑采用直径300mm 的导管，导管接头宜采用法兰或双螺纹方扣快速接头。导管使用前应试拼装和试压，试水压力为0.6～1.0 MPa，破损的密封圈应及时更换。
钻进成孔施工的最后一步是浇筑混凝土。浇筑过程中向导管内放入球胆作为隔水塞。为使隔水塞能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm。导管入孔后应徐徐转动导管，检查导管与钢筋笼之间是否卡在一起。开始浇筑混凝土时要求快放，使导管有足够的埋深。孔口安装排浆泵，返出的泥浆回收到回浆池中。
导管埋入混凝土面深度宜为2～6m，严禁导管提出混凝土面。应有专人测量导管埋深及管内外混凝土的高差，填写混凝土的浇筑记录。水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制，对浇筑过程中的一切故障均应记录备案。最后一次浇筑量应保证混凝土刚好浇筑到护筒桩顶，不得偏低。由于混凝土上层存在一层与混凝土接触的浮浆层需要凿除，因此混凝土高度需超灌0.5～1.0m，以便在混凝土硬化后查明强度情况。检查完毕后，将设计标高以上的部分用风镐凿去。
3.4.2.3 三轴搅拌桩施工
本工程采用三轴搅拌桩对基坑顶部止水帷幕和双排桩间的土体进行加固，三轴搅拌桩的施工流程如图3－24所示。施工过程主要涉及如下所述的工艺。
图3－24 三轴搅拌桩施工流程(www.chuimin.cn)
1.开挖沟槽
根据止水帷幕和主体基坑围护内边施工测量控制线，采用0.4m3容积的挖机开挖沟槽（图3－25），并清除地下障碍物。开挖沟槽余土应及时处理，以保证三轴搅拌桩正常施工。
图3－25 沟槽开挖示意
2.导向架定位型钢放置
在垂直于沟槽的方向上放置两根定位H型钢，规格为200mm×200mm，长约2.5m。再在平行沟槽方向放置两根定位H 型钢规格300mm×300mm，长8～20m。H 型钢采用型钢定位卡，如图3－26所示。
图3－26 型钢定位示意（单位：mm）
3.三轴搅拌桩施工顺序
止水帷幕按照设计要求以图3－27（a）所示的顺序进行套打施工。图中的阴影部分需要重复套钻打以保证结构的连续性和接头的施工质量，从而起到止水的作用。桩间加固按照设计要求采用搭接施工，搭接长度250mm，桩位关系如图3－27（b）所示。
4.桩机就位
桩机移动前检查各方向的情况，发现障碍物应及时清除。桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。就位后的桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度，偏差值应小于2cm。
图3－27 套打施工工艺
5.搅拌速度及注浆控制
三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，分别为0.5～1.0 m／min和1.0～2.0m／min。水泥浆液的水灰比为1.5（用比重计抽查），搅拌水泥土的水泥用量为360kg／m3。注浆压力为1.5～2.5 MPa，具体取值取决于浆液的输送能力。正常情况下采用“一喷一搅”成桩。但对于砂性土层则采用“两喷两搅”：第一次喷浆60%，第二次喷浆40%。
3.4.2.4 压密注浆施工
围护桩间的压密注浆用于进一步提高土体的物理力学性能，改善抗渗能力。压密注浆的施工流程如图3－28所示。
图3－28 压密注浆施工流程
压密注浆施工过程涉及的工艺参数主要包括：
（1）测量布孔：根据甲方提供的测量基准点布置孔位，控制孔位误差小于20cm；
（2）浆液制备：按配合比进行配制水泥浆并充分搅拌，存放时间不宜大于30min；
（3）压管：对孔误差应小于5cm，立轴垂直度误差小于5%，终孔深度与设计误差不大于20cm；
（4）注浆：注浆压力由小变大，最大压力不超过0.5 MPa，注浆流量为7～10L／min。
3.4.2.5 基坑护坡结构及坑底道路施工
本工程基坑边坡围护结构为钢筋混凝土护坡，坡度1∶1.5，由100 mm 厚C20细石混凝土护坡面层加配Φ6.5＠200×200钢筋构成，如图3－29所示。坡底道路由200mm 厚C20混凝土加配Φ8＠200×200钢筋，以及底部200mm 厚碎石垫层构成，如图3－30所示。
图3－29 护坡结构剖面（单位：mm）
图3－30 坡底道路结构
钢筋混凝土护坡的施工流程（图3－31）为：基坑上口截水沟挖土—截水沟砌筑、抹灰—土坡面喷水湿润—人工修坡—土坡喷水湿润—楔入锚筋铺设钢筋—绑扎钢筋网片—护层抹水泥砂浆—喷水养护。施工过程中应注意如下要点：
（1）做好坡顶散水及排水沟以拦截地表水，保护护面层内的土体不受水的浸润及边坡和护层的稳定；
（2）应在雨期前将基础混凝土垫层浇筑完成，以免基坑受雨水浸泡而造成护坡烂根；
（3）基层必须清理干净，同时防止雨水、地面水渗入坡体内，以防止面层与土坡脱节剥离或导致护层沿坡面滑动；
（4）注意保护土坡原状土特性，在基坑开挖完成后立即进行护层施工，以防由于间隔过长而导致局部塌方；
（5）水泥砂浆新旧接槎要注意搭接，以保证护层良好的整体性和不透水性；
（6）施工用具、模板支撑、脚手材料应尽量防止撞击护坡面，且不得在护坡面溜放混凝土、砂浆和模板材料等。
图3－31 现场施工
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