調壓井阻抗孔懸臂錨桿支撐襯砌混凝土施工技術

張 黎， 袁 幸 朝

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

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調壓井阻抗孔懸臂錨桿支撐襯砌混凝土施工技術

張 黎， 袁 幸 朝

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

喜兒溝水電站調壓井采用懸臂錨桿進行阻抗井混凝土澆筑的支撐，依靠錨桿的支撐力和巖壁的摩擦力解決了整個混凝土的自重及其所有施工荷載。該方法操作簡單，能夠解決調壓井井內與下部壓力管道交叉施工的矛盾，消除了安全隱患，加快了工程的施工進度，降低了工程成本。

喜兒溝水電站；調壓井阻抗孔；懸臂錨桿；支撐襯砌混凝土；施工

1 工程概況

喜兒溝水電站位于甘肅省甘南州舟曲縣境內的白龍江干流上，是尼什峽～沙川壩河段水電梯級開發規劃中的第11級電站，是一座以混凝土閘壩擋水、一坡到底的長隧洞引水式電站。發電廠房布置在憨班鄉下游右岸，為岸邊式地面廠房。廠內安裝3臺混流式水輪發電機組，單機容量為24 MW，總裝機容量為72 MW。

調壓井為阻抗式，頂部為敞開式，由大井及阻抗孔組成，大井開挖直徑19 m、襯砌厚度1.5 m；阻抗孔開挖直徑為6 m、襯砌厚度為0.9 m，阻抗孔高28 m，均采用鋼筋混凝土襯砌。

根據現場地層揭露情況，調壓井大井上半部分圍巖主要以沖積粉砂質土和沖積含漂石砂卵石為主，部分為膠結礫巖，大井下部及阻抗孔以碳質千枚巖為主，夾花崗巖條帶，局部為絹英千枚巖，有滴滲水現象，巖體破碎，成碎塊狀，節理面光滑，塌方掉塊嚴重。

原方案中混凝土的施工順序為：調壓井底部壓力鋼管鋼襯段澆筑結束后再進行阻抗孔、大井的逐層澆筑。但由于壓力鋼管段暫未施工，為滿足調壓井施工進度要求，同時也為了減少人員、設備窩工，需要對原方案進行調整：采用懸臂錨桿進行阻抗井混凝土澆筑的支撐，靠錨桿的支撐力和巖壁的摩擦力解決整個混凝土的自重及所有施工荷載。該方法操作簡單，能夠解決施工中調壓井井內與其下面壓力管道的施工干擾并減少了安全隱患，加快了工程的施工進度，降低了工程成本。

2 施工方案的制定與實施

2.1 施工準備

(1)材 料。調壓井阻抗孔施工用材(包括鋼筋、水泥、砂石骨料)均由業主提供，止水、外加劑、預埋件等材料由項目部自購，所有材料質量均滿足設計要求，材料直接運輸到調壓井井口平臺。

(2)拌合設備。根據施工安排，混凝土采用1臺JS750型單臥軸強制式混凝土攪拌機拌制，布置在調壓井頂部平臺的水泥庫旁，該設備輔配1套PLD1200型組合式混凝土配料機，可準確對各種骨料、水泥等進行稱量，然后通過皮帶將稱好的骨料傳送至提升斗內，由卷揚機提升料斗至攪拌斗內。

2.2 施工順序

根據設計圖紙要求及現場施工情況，調壓井阻抗孔襯砌施工從底部鋼襯段往上1 m開始，待調壓井阻抗孔及大井襯砌混凝土全部施工完成后、壓力鋼管襯砌混凝土施工時澆筑完成阻抗孔鋼襯段及預留段。

2.3 懸臂錨桿支撐施工工藝

在阻抗孔開挖完成后，先對阻抗孔底部3 m左右進行加強支護處理，具體方案為：采用φ25錨桿加強，間距1 m，排距0.5 m，長度為4.5 m，入巖4.2 m；同時，增加φ25@0.3 m×0.5 m鋼筋網片，噴混凝土厚度為10 cm，然后從鋼襯頂部往上1 m處進行阻抗孔襯砌混凝土施工。

懸臂錨桿支撐的具體施工步驟如下：

第一步：在阻抗孔鋼襯頂部往上1 m處布置一圈斜撐錨桿，錨桿直徑為32 mm，錨桿長度為4.5 m，間距1 m，入巖3.2 m，外露1.3 m，俯角45°。

第二步：在阻抗孔鋼襯頂部往上1 m處水平布置φ32錨桿，錨桿長度為4.5 m，間距1 m，入巖3 m，外露1.5 m(襯砌厚度0.9 m，另外0.6 m搭設施工平臺)。

第三步：將水平與斜撐錨桿之間用φ32鋼筋進行連接支撐，并且將緊挨支撐面的所有錨桿進行環向焊接、形成整體。懸臂錨桿細部結構見圖1。

圖1 懸臂錨桿布置詳圖 單位cm

第四步：從阻抗孔首倉襯砌混凝土底部往上1 m處開始增加φ25系統錨桿，錨桿長度為3.9 m，間排距2 m×2 m，入巖3 m，外露0.9 m。另外，將原阻抗孔開挖初期支護的系統錨桿加長，延長至襯砌厚度0.9 m。

為確保安全，懸臂錨桿支撐結構襯砌分倉采用以下原則：第一倉分倉高度為1 m，第二倉分倉高度為2 m，其余倉位均按設計要求3 m進行。具體襯砌施工布置形式及分倉情況見圖2。

2.4 鋼筋、模板、埋件的安裝

(1)鋼 筋。在阻抗孔首倉懸臂混凝土施工中，外側豎向鋼筋分別外露不低于0.5 m和1 m并相間布置，內側豎向鋼筋外露0.5 m并增設“654”橡膠止水帶一條，止水布置在倉位中間部位。

(2)模 板。調壓井阻抗孔襯砌主要采用P3015和P1015鋼模進行施工，局部采用木模板鑲嵌，模板的使用滿足相關要求。針對首倉混凝土，底部模板直接在懸臂水平支撐錨桿面上鋪設，用木楔找平底面，然后開始按設計圖紙布設鋼筋并安裝模板。

(3)埋設件的安裝。埋設件包括“654”橡膠止水、灌漿預埋管、監測儀器及電纜線等。其中橡膠止水、監測儀器及電纜線埋設按照設計要求施工。為便于后續灌漿施工鉆孔，灌漿孔采用預埋φ50鋼管、孔位按設計灌漿孔布置，預埋管長度與混凝土實際厚度相等；埋設時不依靠鋼筋固定，而是利用施工插筋單獨焊接固定牢靠。混凝土澆筑時由專人值班保護，埋管周圍大粒徑骨料由人工清除，并用小振搗器振搗密實。

圖2 調壓井阻抗孔襯砌施工布置圖 單位：cm

2.5 混凝土入倉與振搗

(1)混凝土運輸、入倉及鋪料方式。

由于倉位較長、倉位面積較大、混凝土入倉強度較高，采取拌和站料斗下通過混凝土溜槽連接溜筒，由溜筒直接輸送入倉，局部采用塔機吊1 m3臥罐入倉。混凝土澆筑時，為避免冷倉、確保混凝土質量，采用平鋪法鋪料，每層鋪料厚度為30～50 cm。

(2)混凝土平倉振搗。

混凝土主要采用人工持鐵锨配合振搗器平倉，振搗器平倉與振搗時間相比，大致為1∶3，但平倉不能代替振搗。在靠近模板和鋼筋較密的部位仍采用人工平倉，可使骨料分布均勻；各種預埋儀器周圍均采用人工平倉，以防止位移或損壞。混凝土振搗采用電動高頻插入式φ80型或φ50型振搗器，混凝土入倉后按梅花型插入進行振搗。對于模板、金結、埋件周圍采用φ50電動軟軸插入式振搗器振搗。

2.6 養護與拆模

混凝土澆筑完畢12 h內應采取養護措施。可對混凝土表面采用覆蓋和澆水養護，井壁側模拆除后懸掛草帶或麻袋并澆水養護，每天澆水次數應滿足能保持混凝土處于濕潤狀態的要求。

模板的拆除應根據各部位的特點，按規范規定的混凝土需達到的強度要求決定模板拆除時間，防止因搶進度提前拆模，進而影響混凝土的外觀質量。對于首倉混凝土底模，待調壓井阻抗孔、大井襯砌完成后方能拆除模板。

3 應用情況

懸臂錨桿支撐襯砌混凝土施工技術在由中國水電五局承建的喜兒溝水電站調壓井工程中成功應用，圓滿完成了調壓井大井和阻抗孔襯砌鋼筋150 t、混凝土3 000 m3、橡膠止水帶600 m等主要工程量，減少了人員、設備窩工，解決了施工中調壓井井內與其下面壓力管道的施工干擾，降低了安全隱患，加快了工程的施工進度，節約了工程成本。該施工技術開創了新的思路，具有顯著的科技進步意義，經濟社會效益顯著。

4 結 語

近年來，我國水利水電工程建設發展迅速，在建工程的數量和規模都達到了前所未有的水平。而懸臂錨桿支撐裝置施工技術不僅實用于豎井、斜井等水利水電工程，還實用于線型、圓型工程中所有豎向承重的巖土工程。依托工程申報的《調壓井阻抗孔懸臂錨桿支撐裝置》還榮獲2012年國家實用新型專利授權。該技術成熟，使用材料均為工地現有材料，能結合系統錨桿和隨機錨桿施工，成本較低，易于操作，能夠有效降低鋼管腳手架的搭拆與其它支撐承重的人工費用并提高工作效率，減少上下施工面的干擾，加快施工進度。

(責任編輯：李燕輝)

2017-04-23

TV7;TV52;TV544

B

1001-2184(2017)03-0110-03

張 黎(1983-)，男，貴州三穗人，處長，工程師，從事水電工程施工技術與管理工作；

袁幸朝(1985-)，男，湖南隆回人，工程師，從事水電工程科技管理工作.