一、工程概况

电厂1#与2#机组分别于2008年12月15日和12月18日顺利通过168小时试运投产，脱硫设施同步投运。目前发现在主厂房内的真空泵基础沉降，导致基础周边的地坪开裂，最大沉降目测约150mm左右，而且部分地坪空洞现象明显。

二、工程地质条件

2.1 原始地形地貌

厂址位于赣县茅店镇，原始地貌为一、二级阶地及丘陵岗地，现已整平，分三级台阶，第一级台阶标高为114.2米，为填方区，主要布置有翻车机室、干煤棚等输煤系统建筑物，第二级台阶标高为118.8米，主厂房、烟囱、电除尘、脱硫等重要建筑布置于此，第三级台阶标高为123.2米，主要为挖方区，布置有冷却塔、升压站、中央水泵房等建筑物。

2. 2 原始地层岩性

根据前期的勘察资料及本次的钻孔揭露，厂址出露地层按由新至老次序叙述如下:   

图2、主厂房A列柱工程地质剖面图

三、工程施工状况

根据技术交底记录以及施工单位的施工组织设计以及竣工资料，主厂房地段整平后的标高为118.8米。根据钻孔揭露，北面为基岩出露区，分别出露中等风化和强风化基岩。向南覆盖层逐渐增厚，覆盖层依次为（1）层填土，（3）层粘土及（6）层砾石混粘性土，强风化基岩最深达9.3米，中风化基岩深度达11米。设计采用以（9-2）层强风化泥质粉砂岩为地基持力层。

本工程采用天然地基，主厂房基础采用钢筋混凝土独立基础，基础埋深以持力层下卧深度为准，挖方区基础埋深最浅为-3.0m，填方区最深为-9.0m。由于主厂房基础平均埋深约7.0-9.0m，主厂房及汽机房基础采用大揭盖开挖方式。具体流程是：先开挖汽机房A列柱，接着B列柱和汽机基础。主厂房内的深基础开挖时独立开挖，基础间距较小采用连槽开挖。

厂房基础完成后，采用粗砂夹碎石（碎石卵石重量30%-50%）回填，砂石级配良好，卵碎石粒径不大于50mm，要求压实系数不小于0.94。砂卵石料回填采用自卸汽车运输，挖土机结合人工摊料，表面注水，用插入式振捣器振实。一般回填至设备基础底面标高后，构筑设备基础，然后回填至设计地坪标高。

图3. 原始地貌地质剖面图

图4. 主厂房A列柱开挖剖面图

图5、主厂房A列柱基础

图6、主厂房内回填以及循环水坑及真空泵设备基础

四、目前沉降情况

经过现场勘察，1#机组真空泵与2#机组真空泵基础周边地坪均有不同程度的裂缝，其中靠近循环水泵坑部分裂缝与沉降较严重，目测沉降达到150mm以上，真空泵东侧是汽机房柱基础，之间地坪局部有裂缝，西侧是主厂房柱基础及小型设备坑，之间地坪局部有裂缝。两台相邻真空泵的基础沉降基本差不多，基础之间地坪虽然没有开裂下沉，但明显感觉空洞，说明地坪下面基层已经下沉。

图9、真空泵与循环坑相邻地坪开裂（左图1#泵，右图2#泵）

五、原因分析

从现场情况综合分析，真空泵基础是在主厂房大揭盖开挖施工回填砂石后构筑的。回填砂石的密实度将会直接影响设备基础沉降性能，特别是靠近循环水坑附近，回填后夯实机械靠不了边，往往会导致该区域不密实，从现场看也表明靠近循环水泵坑附近基础下沉较厉害一些，回填料不均匀密实是造成基础沉降的主要原因。

真空泵基础砼量15m3，基础重量约400KN，设备重量约50KN，基础底面积5.2*1.92=10m2，基底平均压力约45Kpa，远小于砂石垫层承载力，在静态条件下基础沉降会很小。但是综合分析主厂房内所有设备基础，与真空泵类似的设备基础规格大小以及设备情况有很多，其他均没有电动机基础明显下沉现象，唯独相距60m左右的两台真空泵基础有明显的下沉现象，说明这两台设备有独特之处。从现场触摸感觉，真空泵体有明显的震感，不知是真空泵自身振动还是汽轮机设备振动影响。但从地坪震感判定，真空泵自身震动可能性更大，这样的话，设备基础在振动条件下，在相对不密实砂石地基上，产生明显的下沉也就显而易见的了。真空泵振动导致设备基础下沉是外部诱发原因。

六、综合治理方案

根据以上原因分析，考虑从两个方面来处理，一是回填砂石地基加固处理，另一个是基础减震方面的处理。

图10. 真空泵基础平面图

（一）回填砂卵石加固

对于砂卵石回填层，因颗粒空隙充分，采取注浆加固较合适，但对于本工程，注浆加固存在两个难点，（1）因地下砂卵石的不均匀性以及注浆工艺的特殊性，较难做到定向定压，这样会导致注浆范围不能很好的控制，在管线密集区域，很难保证注浆对管线或结构预留孔洞的充填影响。所以采用一般插管注浆很难做到对管线的保护。（2）砂卵石垫层厚度达7.0-9.0m，砂卵石最大粒径50mm，这样给开孔插管带来很大困难，而且设备之间净空较小，无法容纳大型注浆机械。所以采取常规插管注浆工艺是行不通的。

针对该工程的特殊性，采用特殊的短钻循环灌浆法，需要对现行常规设备进行改装。

1、设备方面改造以及空间利用

由于真空泵基础四周空间较小，上空部分也有管线阻碍，所以需要对设备在平面尺寸与高度方面的改造。

（1）选用国内本身轻巧机动且动力保障的回转钻机，拆除塔架后净高度1.5m，拆除底盘后长度1.5m，宽度0.8m，将原来柴油机改为卧式电动机，进一步缩小机身体积。机器固定临时锚固在室内地坪上面。

（2）因净空有限，钻杆要重新配置，钻杆长度0.8-1.0m，内丝接口，每回次行程0.4m，借助坑内净空接驳钻杆。

（3）在设备基础内侧设置锚固槽钢，搭设钻机平台。

（4）靠近循环水泵坑位置，在循环水泵坑内搭设脚手架，或在内坑壁锚固搭设平台

2、注浆工艺

本次注浆工艺关键是考虑空间、砂卵石、周边管线孔洞等环境影响、文明施工等方面。

图11. 真空泵基础处理平面图

（1）基础开槽：先用切割机切割地坪，人工破碎地坪；

（2）挖除槽内填土，深度约1.0-1.5m，宽度1.0m，视开挖坍塌情况以及空间情况确定。

（3）清理地下管线，无法拆除的管线露明架空。

（4）设备基础侧壁锚固安设支撑槽钢，便于安装钻孔机械。

（5）基槽内渗透灌注水泥浆，水灰比1：1，封闭基槽浅表层。

（6）初始开孔，直径Ф120-150mm左右，深度1.5-2.0m左右，间距1.0-1.2m，根据具体位置情况确定。

（7）成孔后埋入钢套管Φ100，钢管外壁灌注浓水泥浆封闭。

（8）水泥浆凝固24小时后，在钢管内钻孔，采用细致岩芯管钻孔，钻孔深度7.0-8.0m，在钻进过程中，根据孔壁坍塌情况灌注水泥浆，水泥浆内掺10-15%的水玻璃。循环往复注浆，直到灌注到设计深度。

（9）注浆完毕后，在注浆孔内插入Φ42钢管，钢管每隔1.5m设置3个注浆孔，进行二次注浆。钢管留在注浆孔内，作为树根桩内加筋。

3、质量控制

（1）仔细勘查真空泵基础周边的设备性质，重点勘测坑壁结构内的预留孔洞、电缆沟槽等高度以及与真空泵之间的距离。

（2）注浆施工顺序为间隔注浆，监测与控制注浆压力与注浆量之间的关系，压力控制在0.2-0.3Mpa，注浆量控制在100L/min左右，每米总注浆量根据现场试验确定。

（3）监控二次注浆压力。

（二）基础改造

因注浆管在基础外侧设置，注浆除了加固深部砂卵石地基外，注浆孔内插入钢管兼做微型桩，为了将基础荷载托换到注浆加固体和微型桩上面，需要将基础加宽。另外由于基础振动是导致砂卵石下沉的外部诱发因素，因此增加基础实体重量，将整个基础坐落在加固后的注浆层上面，有利于整个基础的减震和抗沉性能。基础加宽部分初步考虑1.0m宽度。

由于设备基础之间净距离较小，所以可以将两个设备基础连接起来，这样增加了设备的总体抗沉性能。真空泵基础与循环水坑距离较近，考虑也可以将基础与循环坑壁连接起来。将开裂的地坪切割拆除，注浆与加固地基基础后，在基础周边恢复地坪时，可适当加厚地坪厚度，如200-300mm，并且配置单层双向钢筋，钢筋与设备基础锚固，这样也可以帮助设备基础抗震与抗沉。

具体措施：

（1）根据管线情况在基础侧壁植筋，双层间距@1000，下层钢筋比原钢筋上抬50-100m，上层钢筋比室内地坪低100-200mm，植筋Φ16@200，植入深度200-250mm，钢筋外露长度1000mm，横向分布钢筋Φ12@200。

（2）在基槽内浇注C20混凝土，根据管线情况确定浇注厚度。

（3）恢复地坪，地坪配置Φ10@200钢筋网。

（4）真空泵基础与循环水泵坑坑壁混凝土相联系，采用植筋Φ16@200双层双向，C20混凝土浇注。

（5）真空泵之间相联系，采用植筋Φ16@200双层双向，C20混凝土浇注。

图12. 真空泵基础处理1-1剖面图

（三）施工监测

1、测量真空泵基础的平整度、室内地坪的变化高程。在周边设备基础和地坪设置沉降观测点。

2、注浆期间，除了进行工艺性参数监测外，还要监测真空泵设备基础、周边设备基础、周边地坪的沉降或隆起，为注浆工艺提供指导信息。

3、设置长期监测水准点与设备基础沉降监控点，半年内每月监测一次，半年后每半年监测一次，根据沉降稳定性确定后续监测。

（四）文明施工

由于在厂房内施工，文明环保要求较高，针对本工程特点，采取下列措施：

1、真空泵基础周边可用空间范围内，采用活动围挡围起来，活动围挡用小型方管焊接后彩条布蒙面，外围反压固定。

2、室内地面铺设彩条布或油毡，设备移动或小型材料运输线路上铺设土工板或木板，木板下面铺设彩条布，总之不能污染原始室内地坪。

3、泥浆泵、搅拌桶、水泥堆放地放在厂房外面，四周围护，地面铺设木板。

4、泥浆与水泥浆废浆不能漫出室内地坪，人工将废浆盛到储浆池内，定期拉出处理。

5、管理到位，工人不能随便到施工区域以外，进出厂房专门通道，统一安全着装，醒目监督。

6、破碎混凝土和混凝土植筋主要防治粉尘，采取机械切割与带水钻进，可以有效防治灰尘。

7、本工程的主要矛盾是废浆废液的有效处理，不能污染环境也不能跑冒滴漏。

8、每天专人打扫室内环境卫生。

七、工期安排

考虑厂内空间狭小、砂卵石注浆工艺的独特性、文明环保施工要求等条件，工期安排：

1、设备改装与准备：合同签订后一周时间。

2、进场生活准备与材料：三天。

3、每个机组真空泵基础注浆孔20个需要：10天-15天，根据初始情况确定。

4、基础加宽植筋：植筋与注浆同步推进，浇注混凝土二天。

5、2#机组待1#机组完成后再行实施。

6、总工作时间进场后约一个月，主要是注浆工序繁琐，时间不确定性，力争早些做好。