泵站水下基础施工技术难点与处理方法研究

引言

泵站作为水利工程的关键枢纽，承担着防洪排涝、农田灌溉、城市供水等重要功能，其水下基础施工质量直接影响泵站的运行安全与使用寿命。然而，水下基础施工环境复杂多变，面临地质条件不明、水流扰动、能见度低等诸多难题，施工技术要求高、风险大。近年来，随着水利工程建设规模不断扩大，对泵站水下基础施工技术的要求也日益提升。深入研究泵站水下基础施工技术难点及处理方法，对保障工程质量、推动水利事业发展具有重要意义。

一、泵站水下基础施工技术难点分析

（一）复杂地质条件带来的施工挑战

泵站通常建于江河、湖泊等水域附近，地质条件复杂多样。部分区域存在淤泥质土、流沙层等不良地质，地基承载力低，容易出现地基沉降、滑移等问题。在软土地基区域施工时，土体压缩性高，基础施工过程中易发生土体隆起，影响基础的稳定性。例如，某泵站在水下基础施工时，遭遇深厚淤泥层，施工过程中出现基坑边坡失稳，导致基础施工进度严重滞后。此外，岩石地基区域若存在裂隙、溶洞等地质缺陷，会增加基础开挖和加固的难度，处理不当可能影响基础与地基的结合强度。

（二）恶劣水下作业环境的影响

水下作业环境恶劣，给施工带来诸多困难。水流速度和方向的不确定性，会影响施工设备和人员的稳定性，增加施工操作难度。在强水流环境下，进行基础定位和混凝土浇筑时，难以保证施工精度，可能导致基础位置偏移、混凝土离析等问题。同时，水下能见度低，施工人员难以直接观察施工情况，只能依靠辅助设备进行操作，这不仅降低了施工效率，还容易出现施工误差。此外，水下环境对施工设备的腐蚀性强，设备在水下长期运行，易发生部件损坏，增加设备维护成本和施工安全风险。

二、泵站水下基础施工难点的处理方法

（一）优化地质勘探与地基处理

施工前的地质勘探工作是泵站水下基础施工的关键前置环节。需综合运用多种勘探手段，钻探能直接获取地下土层和岩石样本，精确测定其物理力学性质；物探则可快速、大面积地探测地下地质构造，两者结合能详细查明地基的土层分布、岩石特性、地下水情况等关键地质信息。

针对不同不良地质条件，要制定个性化地基处理方案。对于软土地基，换填法能直接置换软弱土层，提高地基承载力；排水固结法通过设置排水通道加速软土固结，减少后期沉降；复合地基法如砂桩挤密法，在软土中打入砂桩，使土体受到挤压而密实，显著提升土体密实度和地基承载力。对于岩石地基中的裂隙、溶洞，灌浆法是有效的填充加固手段。根据裂隙和溶洞的大小、深度等，选用合适灌浆材料，水泥浆成本低、强度高，适用于一般裂隙；化学浆液凝固时间短、渗透性好，可用于复杂溶洞。通过灌浆，确保裂隙和溶洞得到有效填充，增强基础与地基的整体性，为泵站水下基础的稳定奠定坚实基础。

（二）改进水下施工工艺与技术

鉴于水下作业环境的恶劣性，研发和应用先进的水下施工工艺与技术势在必行。在基础定位方面，传统定位方法精度低、误差大，而水下 GPS定位系统结合声呐测量技术，能实时获取水下基础的位置信息，再结合 BIM模型进行施工模拟，可提前发现潜在问题，优化施工方案，大大提高基础定位精度。

基础开挖时，水下挖掘机、绞吸式挖泥船等专用设备能发挥重要作用。水下挖掘机可根据不同地质条件灵活调整挖掘参数，提高开挖效率；绞吸式挖泥船适用于大面积疏浚作业，能快速清除淤泥。对于坚硬岩石，水下爆破技术可有效破碎岩石，配合专用设备进行清理。混凝土浇筑采用水下不分散混凝土（UWB），其独特的配方使其具有良好的流动性和抗分散性，在水下浇筑时能保持性能稳定，避免离析现象。同时，采用水下浇筑导管法，严格控制导管埋深和提升速度，确保混凝土浇筑的连续性和密实度，提高水下基础施工质量。

三、工程案例分析

（一）案例概况

某大型排涝泵站位于河道交汇处，水下基础施工区域地质条件复杂，存在深厚淤泥层和砂卵石层，水流速度较大，施工难度高。该泵站水下基础采用沉井基础形式，设计要求沉井下沉精度控制在 ±50mm 以内，基础混凝土强度等级达到 C35，且无明显缺陷。

（二）难点处理措施与效果

在泵站水下基础施工中，地质条件复杂是一大挑战。为确保施工质量，施工前开展了全面且详细的地质勘探工作，精准掌握地下地质情况。针对淤泥层这一不良地质，采用深层搅拌桩法进行加固处理。该方法通过机械搅拌，将水泥等固化剂与淤泥充分混合，形成具有一定强度和稳定性的复合地基，有效提高了地基承载力，为后续施工奠定了坚实基础。

水下作业环境复杂，为保证沉井精准定位和下沉，引入了水下 GPS 定位系统和水下机器人辅助施工。水下 GPS 定位系统能实时、精确地确定沉井位置，水下机器人则可进行精细操作，两者配合大大提高了施工精度。

混凝土浇筑环节，选用水下不分散混凝土，并通过优化配合比和浇筑工艺，确保混凝土在水下浇筑时保持良好的流动性和抗分散性，从而保证了混凝土的密实度和强度。

施工过程中，运用超声波检测和水下摄像技术对基础质量进行实时监测。通过这些技术，及时发现并处理了一处混凝土局部不密实问题。最终，该泵站水下基础施工质量达到设计要求，沉井下沉精度控制在 ±30mm 以内，混凝土强度达到 C38，无明显质量缺陷，顺利通过验收，投入使用后运行稳定。

结束语

综上所述，泵站水下基础施工技术难点多、风险大，通过优化地质勘探与地基处理、改进水下施工工艺、强化质量控制与监测等处理方法，可有效解决施工难题，保障施工质量和安全。在未来的泵站建设中，应持续探索新技术、新工艺，不断提升水下基础施工技术水平，为水利工程建设提供坚实保障。

参考文献

[1]魏旭斐.水利水电工程泵站的基础施工技术分析[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术.2024（05）：0066-0068

[2]梁亚平.刍议泵站基础施工技术要点[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术.2024（11）：228-231

[3] 吕明.PHC 管 桩在 沿江泵 站基 础处 理中的 应用 研究 [J]. 治淮.2024（07）：22-24