南黄泵站拆除施工方案研究

2020-08-09倪磊

工程技术研究 2020年13期

倪磊

（上海市水利工程集团有限公司，上海 201612）

1 南黄泵站拆除工程概况

南黄泵站拆除工程范围包括泵闸室段、外河海漫及防冲槽段。泵闸室长16m、宽10.8m，闸室段地面标高为4.0m，闸室顶标高为4.7m，底板底标高为-0.7m，垫层底标高为-0.8m。具体结构剖面图如图1所示。外河海漫及防冲槽段长5.6m，两侧与新泾港东侧护岸顺接，下部为钢筋混凝土导梁及抛石结构，导梁结构顶面标高0.5m，底标高-0.5～-1.2m；上部为C15素混凝土埂，标高为0.5～2.2m。具体结构纵剖面图如图2所示。

图1 外河侧横剖面图（单位：m）

图2 泵闸纵结构剖面图（单位：m）

2 南黄泵站拆除施工的影响因素

2.1 汛期施工

泵闸西侧为新泾港河道，常水位标高为2.5～2.8m。该工程为跨汛期施工，新泾港航道无法断流，工程面临非干地施工环境，影响工程拆除效率。

2.2 施工场地

泵闸施工区域南侧为新建泥浆池，距拆除结构边线约20m。北侧为进场泥浆干化机，距拆除结构边线15m，与南黄泵闸拆除范围较近，因此无法通过放坡开挖进行下部结构拆除；且泵闸东侧紧邻合川路，下部为钢筋混凝土底板结构，难以施工拉森钢板桩支护，影响拆除施工安全。泥浆池场地如图3所示，泥浆干化机示意图如图4所示。

2.3 不明管线

图3 泥浆池

图4 泥浆干化机

南黄泵站西侧交通桥位置有两路黑色光缆，南北向横穿外河海漫段后入地，拆除过程中需对该管线做好保护工作。根据物探报告，南黄泵站周边存在雨污水管线，且雨后闸室内出现黑臭水体，初步判断为雨污水倒流进入南黄泵站内。

3 南黄泵站拆除施工方案比选

3.1 常规拆除方案

该工程泵闸顶板标高为4.7m，周边土方标高经平整清理后为4.0m。泵闸段主体结构底标高为-0.8m，因此基坑深度（相对于地面）为4.8m。考虑到泵闸拆除直接影响后续围护桩施工及场内便道布置，常规施工方案考虑选用施工时间较短的拉森钢板桩围护结构形式。具体布置如下：（1）南、西、北三侧采用9m长密排拉森钢板桩，顶标高为4.0m，底标高为-5.0m，嵌固深度为4.2m；东侧受泵闸底部结构影响，钢板桩入土有困难，因此采用6m长拉森钢板桩，桩底标高为0.5m。东侧钢板桩依靠两道围檩与角撑起到挡土作用。（2）设置2道钢支撑，第一道钢支撑中心标高为3.50m，第二道钢支撑中心标高为1.00m。钢支撑包括沿基坑四周布置的钢围檩、横向布置的钢对撑、4个角上的角撑。钢围檩、角撑、对撑均采用300mm×500mmH型钢。具体结构形式如图5、图6所示。

图5 第一道钢支撑平面布置图（单位：mm）

图6 第二道钢支撑平面布置图（单位：mm）

将南北两侧支护结构工况作为最不利条件，复核安全计算。整体稳定性安全系数为1.47，坑底抗隆起安全系数为1.97，桩底抗隆起安全系数为2.25，均大于1.33的安全要求。

整体施工工艺流程：雨污水管道封堵→土方整平→泵闸室顶板拆除→拉森钢板桩施工→翼墙拆除至3.0m标高→第一道钢结构围檩、对撑、角撑施工→翼墙拆除至0.5m标高→第二道钢结构围檩、对撑、角撑施工→底板及其他障碍物拆除清理→土方回填至0.5m标高→拆除第二道支撑→土方回填至3.0m标高→拆除第一道支撑→土方回填至原状土标高→拔出拉森钢板桩。

3.2 优化后拆除方案

考虑到泵闸西侧位置为基坑密排围护灌注桩，该区域内混凝土结构需全部拆除，东侧为新建副厂房独立基础灌注桩，非密排桩，泵闸结构无须全部拆除。因此，在常规施工方案基础上优化，针对不同区域制定对应拆除方案。

拆除施工前，先在南北侧翼墙向两侧放坡开挖，坡比为1∶1.5，坡底标高为2.0m，施工平台宽度为4m，开挖范围为3m，对周边场地影响较小；在南北侧距离翼墙1m位置施工9m长密排拉森钢板桩，桩顶标高为2.0m，挖机带镐头下到施工作业平台，对整个泵闸区域顶板及墙身进行拆除施工至2.0m。

（1）密排围护桩范围泵闸结构拆除。利用4道拆除后（2.0m标高）翼墙作为支撑结构，上部满铺1m×5m路基箱，形成作业平台。挖机通过路基箱进入泵闸结构中部，由中间向两侧进行泵闸底板及墙身的拆除工作。（2）副厂房独立基础灌注桩范围结构拆除。测量员对灌注桩桩位进行现场放样，考虑到灌注桩桩径600mm，因此桩中心1m范围内顶板、底板混凝土结构需拆除，其余结构不会对灌注桩施工造成影响。其中，顶板可利用镐头机直接拆除，底板混凝土结构需由挖机下到路基箱平台后拆除。

3.3 拆除方案比选

从拆除进度、施工成本、基坑安全性、周边环境影响等方面，对常规拆除方案与优化后拆除方案进行比选分析。（1）拆除进度方面。优化方案减少了东侧拉森钢板桩支护、2道围檩、2道对撑斜撑，同时拆除混凝土结构减少40%，施工进度预计提前20d；优化后拆除方案泵闸区域内无对撑、斜撑，挖机作业不受支护结构影响，工效大幅度提升，预计进度提前约20d，累计节约工期约40d，为后续主基坑范围内桩基施工节约了时间。（2）施工成本。由于基坑围护工作量的减少，围护结构施工成本降低70%，同时拆除工作量减少40%，相应施工成本降低40%。（3）基坑安全性。东侧紧邻合川路位置无需进行混凝土结构拆除，不会对周边道路造成影响。所有拆除工作均由挖机进行，无须人员下到基坑底部，大大降低了拆除安全风险。（4）周边环境影响。拆除方案优化后，混凝土拆除工作量减少，使得施工噪声、扬尘产生的概率大大降低，对周边居民生活影响也随之降低。