壓力豎井總體施工方法總結(jié)

【摘 要】主要針對(duì)巴基斯坦某水電站壓力豎井開挖及井身混凝土襯砌施工方法進(jìn)行了全方位的敘述說明。

【關(guān)鍵詞】壓力豎井；總體；施工方法

Pressure Shu well total construction method summary

Yang He-yi

(Water conservancy in China water electricity seven engineering office limited company Chengdu Sichuan 610000)

【Abstract】Main aim at Pakistan some water electricity station pressure Shu the well open to dig and the well body concrete Chen carved construction method to carry on all-directions of describe elucidation.

【Key words】Pressure Shu well;Total;Construction method

1. 工程概況

巴基斯坦某引水式發(fā)電站壓力豎井包括上彎段、豎直段、下彎段，豎井為圓形斷面，井深183m，開挖斷面直徑為4.05m，過流斷面直徑為3.25m，設(shè)計(jì)襯砌為鋼筋混凝土。

2. 施工布置

2.1 洞內(nèi)施工通道。

壓力豎井井外施工時(shí)以壓力平洞及交通洞和引水隧洞及其交通洞作為到達(dá)下彎段和上彎段的洞內(nèi)施工道路；壓力豎井井內(nèi)所有進(jìn)入的人員均需通過隨掌子面下降而相應(yīng)延伸的工作爬梯上下，工、器具及材料的運(yùn)輸通過卷揚(yáng)機(jī)嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程吊裝。

2.2 吊裝設(shè)施。

為了保證豎井井身開挖、支護(hù)及混凝土襯砌階段的垂直運(yùn)輸，在壓力豎井井口正上方搭設(shè)龍門架，安裝滑輪；在井口下游側(cè)安裝一臺(tái)5噸卷揚(yáng)機(jī)（卷筒配置需保證能繞200m長的鋼絲繩）；在井口上游側(cè)布置施工平臺(tái)，保證人員交通及施工設(shè)備材料運(yùn)入吊罐。

3. 壓力豎井施工總體施工程序

壓力豎井開挖、支護(hù)及混凝土襯砌總體施工程序見圖1：

4. 壓力豎井施工總體施工方法

4.1 開挖及支護(hù)。

導(dǎo)井施工：采用反井鉆機(jī)沿豎井中心擴(kuò)挖出直徑為1.4m的導(dǎo)井，以便于井身擴(kuò)挖時(shí)向下溜碴，加快整個(gè)豎井開挖進(jìn)度。

測量放線：壓力豎井的測量比平洞的測量放線難度更大更不易于控制，為確保每茬炮的準(zhǔn)確定位，要求利用地面和地下已建立的平面與高程控制網(wǎng)，先對(duì)壓力豎井井口的周邊開挖輪廓線進(jìn)行準(zhǔn)確放樣，同時(shí)在豎井井口上方安裝激光導(dǎo)向儀，控制豎井中心點(diǎn)，隨著掌子面的下降，在豎井井口沿徑向準(zhǔn)確定出兩控制點(diǎn)，該組控制點(diǎn)連線通過圓心，再由鉛錘來定出掌子面處的開挖輪廓線。每下降20m需多設(shè)置幾組控制點(diǎn)校核，發(fā)現(xiàn)有偏移后立即糾正過來。豎井?dāng)U挖：壓力豎井的井口開挖是整個(gè)開挖過程中重要的一步。開挖前，先對(duì)壓力豎井與引水隧洞交叉部位進(jìn)行噴錨加強(qiáng)支護(hù)，確認(rèn)穩(wěn)定后，向下擴(kuò)挖6m以后在壓力豎井井口設(shè)計(jì)開挖輪廓線外徑向水平打五排鎖口錨桿，再繼續(xù)對(duì)壓力豎井進(jìn)行向下擴(kuò)挖。對(duì)從壓力豎井井口起的10m范圍，采用短進(jìn)尺、多循環(huán)、弱爆破，一般進(jìn)尺為0.8~1.0m，以防止爆破震動(dòng)造成引水隧洞洞頂和豎井井口口圍巖發(fā)生震裂、松動(dòng)和塌方。在10m～20m的范圍內(nèi)，按進(jìn)尺1.0~1.5m的淺孔弱爆破方式開挖，掌子面下降至距井口20m以后按進(jìn)尺2m爆破作業(yè)。開挖爆破鉆孔采用手風(fēng)鉆進(jìn)行，爆破設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場圍巖情況及塊徑要求進(jìn)行調(diào)整。起爆方式及順序：距上彎段和下彎段20m的部位采用塑料導(dǎo)爆管非電毫秒雷管用火雷管激發(fā)起爆。對(duì)壓力豎井距井口20~160m的部位采用電雷管或者電阻絲+火雷管起爆。

豎井支護(hù)：井身支護(hù)難點(diǎn)在于噴漿這一環(huán)節(jié)，因井內(nèi)空間狹小，均采用濕噴的方式作業(yè)。施工方法為：先由專門為濕噴機(jī)加工的籠子將濕噴機(jī)吊入掌子面后，再由另外加工好的一次能吊裝0.3m3的料罐將濕噴料吊運(yùn)至掌子面處。由料罐將噴漿料卸入濕噴機(jī)進(jìn)行支護(hù)。

出碴、運(yùn)輸：壓力豎井井口擴(kuò)挖之前，先對(duì)下彎段向上開挖3~4m，將堆渣區(qū)域擴(kuò)大，便于井身內(nèi)的通風(fēng)和避免導(dǎo)井在下彎段處堵渣，井身擴(kuò)挖必須待前一茬炮的爆石渣清除完后方可進(jìn)行一下循環(huán)的開挖作業(yè)。出渣方式為：人工扒渣經(jīng)導(dǎo)井溜至下彎段的積渣區(qū)后，由1臺(tái)扒渣機(jī)配2輛農(nóng)用車經(jīng)壓力隧洞下平洞和壓力隧洞交通洞運(yùn)至洞外指定渣場堆存。

4.2 混凝土襯砌。

4.2.1 襯砌內(nèi)容和方法。

壓力豎井混凝土襯砌主要分三段進(jìn)行：下彎段、豎直段和上彎段。

4.2.1.1 下彎段混凝土襯砌：下彎段襯砌模板采用定型木模板，鋼架管支撐；混凝土入倉方式為置于壓力平洞交通洞洞口的混凝土泵直接泵送入倉，混凝土攪拌罐車運(yùn)輸混凝土。

4.2.1.2 下彎段混凝土襯砌：上彎段襯砌模板采用定型木模板，鋼架管支撐，豎井豎直段頂部設(shè)置平臺(tái)做為支撐基面；混凝土入倉方式為混凝土罐車運(yùn)輸混凝土進(jìn)洞通過溜筒直接卸料入倉。

4.2.1.3 豎井豎直段：豎直段采用液壓滑模進(jìn)行混凝土襯砌，混凝土入倉方式為混凝土罐車運(yùn)輸混凝土進(jìn)洞卸入混凝土吊罐后由卷揚(yáng)機(jī)＋滑輪組送料入倉。這部分施工方法是本文介紹的主要內(nèi)容。

4.2.2 液壓滑模施工。

下彎段以上直接采用搭設(shè)排架，利用組合小鋼模和泵送砼進(jìn)行澆筑，作為上部井身段砼的滑模裝置澆筑的基礎(chǔ)。模板表面澆筑前均要涂刷脫模劑。

豎井模板是一套液壓提升的定型模板，其結(jié)構(gòu)由模板系統(tǒng)、平臺(tái)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)組成。滑模用卷揚(yáng)機(jī)吊裝到壓力豎井內(nèi)進(jìn)行組裝，面板高度1.2m。滑模的安裝、拆除及運(yùn)行操作須按照生產(chǎn)廠家的要求執(zhí)行。

豎井滑模運(yùn)行的程序要經(jīng)過5個(gè)階段。具體操作如下：模板內(nèi)的混凝土上下可分三個(gè)區(qū)：已凝固區(qū)——待強(qiáng)區(qū)——澆筑區(qū)，每個(gè)區(qū)高度約30cm，澆筑間隔時(shí)間約為1~1.5小時(shí)。在施工過程中對(duì)各工序的和混凝土的凝固時(shí)間進(jìn)一步核定，各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)一致。

4.2.2.1 澆筑基礎(chǔ)混凝土1.2m，基礎(chǔ)混凝土立模和澆筑過程中應(yīng)該確保精確定位滑模及埋件；4.2.2.2 試滑，分四層澆筑120cm高混凝土，第一層混凝土澆筑后5小時(shí)后試提升模板，模板提升2cm高，已脫模的混凝土用手指按壓有輕微的指印，砂漿不粘手，即進(jìn)行試升。

4.2.2.3 初升，初升時(shí)，提升10cm，然后對(duì)所有提升設(shè)備和模板系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查、調(diào)整后，方可進(jìn)入正常滑升階段。

4.2.2.4 末升，當(dāng)模板滑升接近標(biāo)高時(shí)，開始放慢滑升速度，并對(duì)模板進(jìn)行檢查和調(diào)整。

4.2.2.5 循環(huán)正常提升，每次提升30cm，澆筑30cm，正常滑升時(shí)，每次滑升的間歇時(shí)間，一般不得超過1小時(shí)，現(xiàn)場調(diào)整1.5~3小時(shí)。

4.2.2.6 停滑措施。

滑模不連續(xù)滑升時(shí)，應(yīng)采取措施：砼應(yīng)澆筑在同一水平面上；模板每隔一定時(shí)間提升一個(gè)行程，直到模板與砼不再粘結(jié)為止；再施工時(shí)，應(yīng)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)檢查。砼的接槎，應(yīng)按施工縫進(jìn)行處理。

4.2.2.7 糾偏。

（1）嚴(yán)格控制各千斤頂?shù)纳睿３植僮髌脚_(tái)水平，勤檢查、勤調(diào)整。

（2）操作平臺(tái)上的荷重應(yīng)盡量布置均勻。

（3）滑模一般有向先澆筑砼的方向偏移的現(xiàn)象，可通過改變砼澆筑順序的方法進(jìn)行糾正。（4）調(diào)整平臺(tái)高差，可把偏斜一邊的千斤頂起高一定程度，使平臺(tái)有意向反方向偏斜滑升，從而把垂直偏差調(diào)整過來。也可在千斤頂下面加墊楔形鐵片，使操作平臺(tái)在繼續(xù)滑升過程中向反方向傾斜，從而把垂直偏差調(diào)整過來。當(dāng)偏斜度糾正后，即應(yīng)恢復(fù)正常滑升施工。

（5）如因操作平臺(tái)上荷重不均勻而造成傾斜，可采取調(diào)整荷重分布的方法進(jìn)行糾正。

4.2.3 豎直段鋼筋安裝。

鋼筋加工成型后用平板車運(yùn)送到引水洞內(nèi)，再用卷揚(yáng)機(jī)吊運(yùn)到工作面。鋼筋的最大長度6米，搭接長度為50D，錯(cuò)接頭的長度至少為50D，凈保護(hù)層厚度不小于5cm。

加工一個(gè)混凝土罐和鋼筋安裝平臺(tái)兼用的吊籃，用5T卷揚(yáng)機(jī)牽引吊藍(lán)運(yùn)送鋼筋，通常情況下鋼筋和混凝土不得同時(shí)吊運(yùn)，必須保證吊藍(lán)的總負(fù)荷不超過卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)的吊裝限制。

外層鋼筋在條件允許下可以盡量綁扎；內(nèi)層豎向鋼筋一次性綁扎4.5m，環(huán)向鋼筋澆筑區(qū)域先行綁扎，滑模千斤頂以上的鋼筋暫存于外層鋼筋上，保證滑模的正常滑升，待上升后再綁扎。其施工進(jìn)度必須與砼澆筑速度相適應(yīng)。同時(shí)保證鋼筋的保護(hù)層符合設(shè)計(jì)要求。

4.2.4 豎直段伸縮縫、施工縫施工 。

壓力豎井砼襯砌中上下段設(shè)有伸縮縫，伸縮縫內(nèi)布置工程師批準(zhǔn)的鍍鋅鐵止水。安裝止水片接頭用雙面搭接焊，搭接長度不小于2cm，應(yīng)準(zhǔn)確定位、用φ8或其他型號(hào)鋼筋固定牢固，并保護(hù)好。

分層澆筑或豎井滑模停滑時(shí)間超過初凝時(shí)間會(huì)形成施工縫，施工縫必須安裝止水、鑿毛。

表1 隧洞襯砌混凝土配合比特性表

混凝土等級(jí)配合比基本參數(shù)(外加劑為sikament HE-200)

4.2.5 豎直段混凝土襯砌。

澆筑前安裝滑模的定位導(dǎo)向桿，并把上平臺(tái)安裝上，確保在澆筑過程中導(dǎo)向桿不偏移。澆筑砼過程中，及時(shí)把粘在模板、爬桿上的砂漿、鋼筋上的油漬和被油污的砼清除。采用φ50mm軟軸插入式振搗器振搗，特別注意插入深度，以35cm為宜，即插入下層混凝土5cm，避免過振引起已脫模混凝土崩塌。

為保證豎井混凝土凝結(jié)時(shí)間能滿足滑模提升時(shí)間要求，特對(duì)混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化，通過實(shí)驗(yàn)，確定使用新型外加劑sikament HE-200，摻量為3%，混凝土的初凝時(shí)間為5小時(shí)，終凝時(shí)間不大于7小時(shí)。詳細(xì)特性表如表1：

混凝土運(yùn)輸：水平運(yùn)輸主要使用 1臺(tái) 2m3 混凝土罐車運(yùn)輸進(jìn)洞直接卸入混凝土吊罐。垂直運(yùn)輸主要使用5T卷揚(yáng)機(jī)提升0.75m3吊罐，卷揚(yáng)機(jī)的升降速度控制為9m/min。

滑模作業(yè)：滑模連續(xù)提升，其間穿插鋼筋安裝、混凝土等強(qiáng)、模板提升等工序。為了保證混凝土的質(zhì)量，滑模施工的各個(gè)工序，還有配合比、拌和、水平運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)密控制，使各個(gè)環(huán)節(jié)相適應(yīng)。滑升過程中，爬桿逐段接長。

脫模的砼表面，及時(shí)進(jìn)行修整養(yǎng)護(hù)，滑升過后人員站在滑模懸掛平臺(tái)上用抹子將不良脫模面抹平及壓光。砼表面采用噴式養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

澆筑分層高度不易，計(jì)劃按照30cm一層，但實(shí)際澆筑時(shí)下料不均勻?qū)е戮植窟^高或過低，影響整體提升高度。因此，澆筑前需粗略估計(jì)30cm高需要的混凝土方量，下料時(shí)四周盡量覆蓋，然后再局部調(diào)整。 

5. 結(jié)語：

采用反井鉆機(jī)鉆導(dǎo)井，做為豎井?dāng)U挖的留碴通道，是傳統(tǒng)而有效的豎井開挖施工方法；采用sikament HE-200，摻量為3%的混凝土配合比滿足混凝土襯砌時(shí)滑模提升施工要求，且效果最好，另考慮到天氣及運(yùn)輸?shù)缆芬蛩兀ㄗh在實(shí)際施工時(shí)適當(dāng)調(diào)整混凝土塌落度1~2cm 。