清蓄電站引水斜井混凝土澆筑施工機械的應用

何偉晶（清遠蓄能發電有限公司，廣東 清遠 510630）

清蓄電站引水斜井混凝土澆筑施工機械的應用

何偉晶
（清遠蓄能發電有限公司，廣東 清遠 510630）

摘要：介紹了清蓄電站斜井直線段混凝土澆筑對施工機械的應用及安裝,并分析了其合理性；正確選擇施工機械并合理地組織應用，是保障工程安全、質量、進度的重要環節，可做為同類行業施工機械組織的參考。

關鍵詞：斜井；施工機械；應用

1　引言

清遠抽水蓄能電站裝機容量為4×320MW，位于廣東省清遠市的清新縣太平鎮境內，地理位置處于珠江三角洲西北部，直線距廣州75km。樞紐工程由上水庫、下水庫、水道系統、地下廠房洞室群及開關站、永久道路等部分組成。

水道系統采用一管四機的供水方式，縱剖面采用一級豎井加一級斜井的方案,除引水支管、尾水支管采用埋藏式壓力鋼管外，其余均采用鋼筋混凝土澆筑。引水斜井樁號為Y1+031.540～Y1+386.127，由上彎段、直線段、下彎段組成。采用RHINO400H反井鉆機把先導孔擴挖成φ1.4m直徑的導井，再用反井法將φ1.4m導井擴挖成φ3.5m的導井，最后采用正井法將φ3.5m的導井擴挖至φ10.6m的設計斷面。斜井沿洞軸線總長為354.587m，其中直線段長291.830m，上彎段長為30.643m，下彎段長為32.114m。

引水斜井開挖斷面為圓形斷面，Ⅰ～Ⅳ類圍巖均素噴C25混凝土100mm，其中Ⅲ、Ⅳ類圍巖施作φ20錨桿，L＝3.5m，入巖3.35m，梅花形布置。直線段襯砌厚60cm、C25混凝土，襯砌后洞徑為Φ9.2m。

2　施工機械的應用

2.1礦用絞車

斜井混凝土澆筑施工時,在斜井的上井口的中平洞位置安裝兩臺15t絞車（JTP-1.6×1.5)同步牽引運輸小車用于混凝土襯砌施工時人員及材料的運輸。絞車選用直徑40mm的鋼絲繩，公稱抗拉強度1870MPa，6×37S+FC纖維芯的鋼絲繩。

依據《水電水利工程斜井豎井施工規范DL/T5407-2009》，清蓄電站斜井直線段混凝土澆筑經專家論證和評審，該部位采用雙絞車提升、增加保護繩、運輸小車加安全斷繩抱軌制動裝置的施工方案。運輸小車選擇兩臺JTP1.6×1.5P15t絞車進行牽引，小車上配有平衡輪（動滑輪），用同一條鋼絲繩（公稱抗拉強度1870MPa，直徑為40mm的6×37s+FC纖維芯鋼絲繩）繞過安裝在運輸小車上的動滑輪與兩臺絞車相連的布置形式。參考卷揚機規范，其提升能力應為計算最大提升力的1.5～2倍，經核算運輸小車最大限載重量為10t，采用兩臺15t的雙絞車同步牽引可承載30t；并依據《AQ1033-煤礦用JTP型絞車-安全檢驗規范》中對同時升降人員和物料規定：選用的鋼絲繩安全系數應符合9倍。該絞車所選用φ40mm的鋼絲繩破斷荷載為90t，且采用雙絞車牽引可承荷載為180t，上述應用皆符合國家標準和行業規范。

兩臺絞車配有兩套操作柜：一套為聯動柜,另一套為單動柜。聯動柜可以實現兩臺絞車同步運行，單動柜則可令單臺絞車分別運行。因此,在聯動控制超出同步要求時可通過單動方式進行及時的調整。在靠近運輸臺車動滑輪的牽引鋼絲繩上，分別在兩側布置一條同直徑的安全繩，安全繩一端和牽引鋼絲繩用U形卡連接，另一端則固定在運輸小車的底盤上。安全繩是留有一定裕量的，其裕量能夠保證兩臺絞車不同步時進行自主調整，而且安全繩的裕量也大于小車抱軌制動時緩沖繩的長度,倘若抱軌制動系統失效，運輸小車在下降的過程中，未斷的一側安全繩將被逐漸被拉緊，從而達到保護的作用。

2.2運輸小車

斜井滑模運行軌道采用P38軌道，單根軌道長4.17m，為了安全需要，斜井滑模運行軌道先由下至上安裝完成37.5m，用來進行運輸小車的抱軌制動等試驗。試驗完成后再由上彎段往下繼續安裝軌道約60m，混凝土采用溜槽溜至簡易施工卸料平臺上人工入倉，再將試驗合格的運輸小車從下部拆卸后，轉運至斜井上部進行安裝，利用運輸小車運送材料和混凝土，以完成余下軌道從上而下的全部安裝和澆筑。

運輸小車是經過改裝的，底盤型號為XRB6-4432/12是礦山斜井運送人員用的安全設備，如發生斷繩或意外能自行制動或人工制動。適用于任何軌距18～43kg/m的鋼軌、木枕、水泥枕及水泥整體道床，傾角為10～50°的斜井施工。清蓄斜井使用的軌距為4432mm、P38鋼軌、傾角為50°的水泥整體道床。

2.3鎖定梁

鎖定梁是承載整個滑模重量的固定裝置，其上安裝有4組鋼纜，而每組鋼纜由四束Φ15.24mm、強度為1860[270]級的鋼纜組成，滑模上的液壓爬升器通過抓捕鋼纜帶動滑模整體進行爬升。

鎖定梁由兩段自制的鋼梁組成，分為上端梁和下端梁，安裝時須經測量人員現場放線確認位置后方可焊接固定。固定鎖定梁焊接在預埋設錨桿上，錨桿須按規范造孔、安裝和保證足夠強度的砂漿齡期，并經第三方檢測拉拔力合格方可使用，搭設錨桿的焊接采用雙面焊，長度應大于250mm并須保證焊接的質量。焊接的錨桿的承載數量要經核算，按規范要求其承載能力應不小于總牽引力的3倍。清蓄該處在保障了上述要求外，除了鎖定梁的上、下部增加了斜撐，還在鎖定梁的上方加裝了八條鋼絲繩分別固定住上、下鎖定梁。

2.4運輸小車的鋼纜

鋼纜采用的是直徑Φ15.24mm，強度為1860 [270]級的鋼纜，設計為16束，布置為4×4，按最小斷裂強度，260.7kN×16根=2607kN=260t的力，而滑模包括荷載的自重在50t左右，滿足規范的要求的“鋼絞線的承載能力應為總牽引力的4～6倍”。鎖定梁端的鋼纜安裝時要露出1.2m以上，爬升器上的棘爪檢查應無損壞、裂痕，絲牙應無斷落、磨損，并正確安裝棘爪。鋼纜安裝完成后須進行小行程的爬升實驗，目的是檢驗液壓系統的動作是否正常，并讓鋼纜處于受力狀態。

2.5滑模爬升系統組裝

斜井滑模總重量為48.921t，由中梁、平臺、模板、行走系統、牽引系統、運輸系統組成。其安裝在兩個不同的場地上進行，第一個安裝場地在下平洞Y1+415.630樁號至斜井下彎段末端范圍內，在此區域內安裝中梁、行走裝置、液壓爬升器；第二個安裝場地在斜井下彎段區域內，在此區域內進行各平臺、液壓控制系統及模板系統的安裝及調試。

2.5.1電動葫蘆

為了便于斜井滑模的安裝，在下平洞Y1+393. 127～Y1+420.127需安裝一臺起重量為10t的電動葫蘆。電動葫蘆其自重為1.1t、額定起重量為10t，運行軌道采用I25a工字鋼，全長27m，由兩段12m長和1段3m長的工字鋼連接組成。電動葫蘆屬特種設備，安裝前必須按規定向屬地質量技術監督局履行告知手續，在取得受理回執后再正式安裝，安裝完成后須經質監局驗收并辦理特種設備使用許可證后方可使用。

2.5.2臨時軌道

在下平洞Y1+415.630樁號至斜井下彎段范圍內安裝滑模用的臨時軌道，便于將安裝好的滑模牽引至下彎段處。臨時軌道采用P38軌道，鋪墊臨時軌道用斷面為20cm正方木料，下面用細渣找平，間距為80cm一根。軌距4.5m±1cm，兩側軌道高低差不超過10mm，用道釘與枕木連接。每根枕木上不少于2個道釘。為減小臨時軌道與永久軌道接軌時的折角，要根據實際地形彎制圓形軌道并用12mm厚鋼板作兩對特殊的軌道連接板。臨時軌道鋪設完畢后，用碎石鋪在枕木間。

2.5.3中梁

中梁分為上部中梁、中部中梁和下部中梁，分三節在臨時軌道上進行組裝，各節之間用高強度螺栓連接。在安裝過程中需將中梁用手拉葫蘆栓牢固定在軌道上，同時需將前后行走輪用鋼板焊接在軌道上防止中梁向后移動。

行走裝置和中梁在下平洞組裝好后要逐步牽引，在距斜井下彎段上口40m處先安裝錨樁固定點，以斜井下口的錨樁作轉向滑輪固定點，掛三個50t動滑輪組，中梁牽引時用4根Φ26鋼絲繩栓掛在頭架上，用50t卸扣與絞車鋼絲繩連接，利用斜井上口15t絞車作牽引，將中梁及行走裝置牽引至斜井下彎段處，到位后用兩個10t手拉葫蘆固定于錨樁上。中梁固定好后再進行上平臺、滑模存儲倉的安裝及第二層操作平臺、液壓操作柜的安裝。

2.5.4液壓系統

液壓系統在安裝前要全面清洗、測試后再進入安裝。4個液壓千斤頂裝在中梁端頭的提升架上，用高強度螺栓緊固，操縱平臺位置按照原位置設置固定牢靠，油管接頭部位要注意正確連接、緊固。

2.5.5平臺及模板

模體共設5層平臺：上平臺、澆筑平臺、主平臺、抹面平臺及尾部平臺，分別承擔不同的施工用途。上平臺也為操作平臺，滑模操作系統及鋼纜爬升器安裝在該平臺上；澆筑平臺承接上平臺的放下的鋼筋，并在該層將存儲倉的混凝土用人工車倒入四周槽口引至主平臺；模板安裝在主平臺上，底拱模板長1.2m，頂拱模板長2m。模板在水平面上的投影為橢圓形，為保證模體能順利滑升，模板設有上口大下口小的0.4%錐度；抹面平臺上可實現混凝土面脫模后人工原漿抹面；尾部平臺可直接進入到下行走輪位置，放置膠帶避免行走輪損傷混凝土表面。

牽引至下彎段處的中梁部分可將操作平臺、主平臺、抹面平臺的主梁用高強度螺栓連接緊固，再安裝平臺的二次梁，最后焊接平臺防護欄桿及護腳板，并用5cm厚的木板將平臺鋪滿，鋪放的木板須放穩牢固，不可有木板懸空的現象。

2.5.6調試

滑模總體全部安裝完成經檢驗符合要求后，開始進行試滑，檢查各牽引千斤頂爬升速度的偏差并進行調整，待調試合格就可開始混凝土澆筑。

3　結語

清蓄斜井直線段從2013年5月開始安裝絞車，先后進行了絞車提升系統的安裝、調試、驗收，小車安裝、斷繩抱軌試驗，運輸軌道的安裝、滑模的組裝調試等，直至10月31日整體驗收合格開始澆筑，期間歷時48d即完成了總長為291m斜井直線段的混凝土澆筑。日均混凝土澆筑量約160方，期間滑模運作順暢，運輸小車每日往返近80趟，然而系統運行平穩，設備安全可靠，未發生一起安全事件，并于12月18日順利完成了斜井直線段的所有混凝土澆筑工作。工欲善其事，必先利其器，工程順利進展與施工機械的合理應用及安裝質量是密不可分的。

參考文獻：

[1]GB50278-2010.起重設備安裝工程施工及驗收規范[S].

[2]AQ1033-2007.煤礦用JTP型提升絞車安全檢驗規范[S].

[3]DLT5407-2009.水電水利工程斜井豎井施工規范[S].

[4]SL399-2007.水利水電工程土建施工安全技術規程[S].

[5]DL5162-2002.水電水利工程施工安全防護措施技術規范[S].

中圖分類號：TU61

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）01-0071-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.01.025

收稿日期：2014-06-02

作者簡介：何偉晶（1974-），男，助理工程師，從事水電機組機械設備檢修維護及技術管理工作。