淺析12角吊籃施工平臺(tái)在豎井固結(jié)灌漿中的運(yùn)用

盧立春

（中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司， 四川 成都 611130）

1 工程概述

本次工程施工地為馬來西亞巴貢水電站，其電站引水發(fā)電系統(tǒng)主要包含8 條引水發(fā)電隧洞，本次施工方案中的這8 條引水發(fā)電隧洞的豎井垂直段均采用特殊設(shè)計(jì)的自動(dòng)升降平臺(tái)作為固結(jié)灌漿的鉆孔灌漿平臺(tái)。8 條引水發(fā)電隧洞的豎井垂直段高度均在50.58m（1#）～55.09m（8#）之間，平均高度為52m，豎井垂直段砼襯砌后直徑為8.5m,襯砌砼厚為60-70CM。本次施工方案中固結(jié)灌漿孔單孔深度為進(jìn)入巖石5m，設(shè)計(jì)鉆孔深度為5.6m-5.7m；固結(jié)灌漿孔每環(huán)設(shè)置9 個(gè)孔，排距為2m，采用梅花型布孔。其中1#引水隧洞與2#引水隧洞固結(jié)灌漿工程量均為1180m，3#引水隧洞固結(jié)灌漿工程量為1225m，4#引水隧洞與5#引水隧洞固結(jié)灌漿工程量均為1275m，6#引水隧洞固結(jié)灌漿工程量為1215m，7#引水隧洞與8#引水隧洞固結(jié)灌漿工程量均為1325m。8條豎井固結(jié)灌漿的總工程量為10010m。

根據(jù)隧洞開挖施工揭露的地質(zhì)情況發(fā)現(xiàn)，8 條引水發(fā)電隧洞的豎井段巖層主要為硬質(zhì)砂巖，一小部份為砂頁巖互層，圍巖類別為Ⅱ～Ⅲ類圍巖。

2 固結(jié)灌漿技術(shù)要求

固結(jié)灌漿采取不分段灌漿，每孔作為一段進(jìn)行灌漿，灌漿塞卡在襯砌的混凝土內(nèi)。固結(jié)灌漿采用純壓式灌漿法，按照環(huán)間分序、環(huán)內(nèi)加密原則進(jìn)行，其中奇數(shù)環(huán)為Ⅰ序環(huán)，偶數(shù)環(huán)為Ⅱ序環(huán)；同一環(huán)內(nèi)奇數(shù)孔為Ⅰ序孔，偶數(shù)孔為Ⅱ序孔。施工時(shí)先施工Ⅰ序環(huán)Ⅰ序孔，再施工Ⅰ序環(huán)Ⅱ序孔，然后施工Ⅱ序環(huán)Ⅰ序孔，最后施工Ⅱ序環(huán)Ⅱ序孔。

固結(jié)灌漿采用的水灰比為1.5：1，1：1 和0.8：1，開灌水灰比為1.5：1。最大設(shè)計(jì)灌漿壓力為0.5MPa。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為：在最大的設(shè)計(jì)灌漿壓力下注入率小于1L/min 時(shí)，繼續(xù)灌注5min 就結(jié)束灌漿。

3 臺(tái)車施工方案

3.1 豎井鉆孔灌漿施工方法

本次豎井固結(jié)灌漿施工方案中采用兩臺(tái)環(huán)形12 角吊籃作為豎井灌漿的施工平臺(tái)，每個(gè)12 角吊籃上均配備2 臺(tái)YT-28 手風(fēng)鉆作為鉆孔設(shè)備，在每條引水隧洞上下平洞段的各設(shè)置一個(gè)灌漿站進(jìn)行灌漿，鉆孔灌漿的風(fēng)、水、電以及灌漿管等依次順?biāo)矶幢谶M(jìn)行布置，需要注意的是每個(gè)施工平臺(tái)上施工人員不得超過5 名，平臺(tái)載重不得大于1000KG。根據(jù)施工的現(xiàn)場(chǎng)情況以及平臺(tái)制造廠家的專業(yè)人員指導(dǎo)下，在豎井下方下彎段的手腳架上進(jìn)行12 角豎井平臺(tái)的組裝，組裝完成后方可進(jìn)行電器系統(tǒng)的安裝。一切準(zhǔn)備工作就緒后需先進(jìn)行試運(yùn)行，試運(yùn)行合格后才能正式投入使用。豎井固結(jié)灌漿應(yīng)當(dāng)采用自下而上的方式進(jìn)行施工，首先，將吊籃放置于最下排適當(dāng)位置，用絲杠螺桿把吊籃鎖定在洞壁上，進(jìn)行鉆孔灌漿。該環(huán)施工完成后，松下鎖定的固定螺桿，再按行走按鈕，使臺(tái)車提升或下降到下一施工環(huán)的位置，然后再將絲杠螺桿鎖定到洞壁上固定，再次進(jìn)行該環(huán)的鉆孔灌漿。最后，依照上述的方式依次進(jìn)行鉆孔灌漿，直至全部固結(jié)灌漿完成。注意事項(xiàng)：吊籃盡量減少頻繁上下運(yùn)行，嚴(yán)禁超載，操作人員必須在地面/腳手架平臺(tái)上進(jìn)出吊籃，或通過設(shè)有安全措施的專用吊籃進(jìn)入環(huán)形吊籃。

3.2 施工吊籃介紹

本次工程中施工吊籃為12 角環(huán)形吊籃，由12 節(jié)30°梯形單元節(jié)與8.8級(jí)高強(qiáng)度螺栓連接拼裝而成，平均外徑為7 米，平臺(tái)寬度為1.5 米，內(nèi)、外護(hù)欄高均為1.1 米，本次吊籃設(shè)計(jì)為圓形，利用懸掛于洞壁頂部的工字架梁，以鋼絲繩延洞壁懸掛，通過電控提升機(jī)的升降來操作進(jìn)而達(dá)到高空作業(yè)的目的。該吊籃整機(jī)重量約2000KG，額定載荷1000KG，提升速度8.3±0.5m/s。屬于非常設(shè)型吊籃，是專為井洞施工作業(yè)設(shè)計(jì)，有適應(yīng)性強(qiáng)，施工高度基本不受限，占地面積小，施工效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，安全性能高，操作簡單，便捷等優(yōu)勢(shì)，是井洞施工作業(yè)中的首選平臺(tái)設(shè)備。其結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 12 角環(huán)形吊籃

3.3 平臺(tái)的安裝、調(diào)整、使用

①平臺(tái)的安裝

首先，安裝鋼絲繩懸掛架，將鋼絲繩懸掛架安裝在預(yù)設(shè)的懸掛架工字鋼規(guī)定吊點(diǎn)位置上，同時(shí)將工作鋼絲繩和安全鋼絲繩尾端緊扣在鋼絲繩懸掛架繩套上，垂放鋼絲繩，注意工作鋼絲繩和安全鋼絲繩不得相互纏結(jié)。其次，安裝環(huán)形吊籃平臺(tái)，依據(jù)圖1 序列順序一次進(jìn)行安裝，使其形成12 角環(huán)形，進(jìn)而安裝提升機(jī)安裝架、提升機(jī)、安全鎖、電氣操縱箱、防撞靠墻輪以及絲杠支撐組件。最后，安裝電纜線。

②平臺(tái)的調(diào)整

根據(jù)不同提升機(jī)與相對(duì)應(yīng)的控制電箱，同時(shí)進(jìn)行調(diào)整，再其正常運(yùn)行過程中，觀察提升機(jī)是否有工作鋼絲繩異常、松弛等現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)立即停止運(yùn)行，將開關(guān)轉(zhuǎn)向給該機(jī)進(jìn)行調(diào)整至于其他三根鋼絲繩松緊程度一樣即可。

③平臺(tái)的使用[1]

避免吊籃頻繁上下運(yùn)行，用作載人載物的工具，且在吊籃運(yùn)行過程那個(gè)四個(gè)防撞靠墻輪不可同時(shí)與洞壁接觸，需保持200 毫米到300 毫米左右的間距。吊籃開始升降作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)先釋放四個(gè)支撐組件的絲杠，將其收進(jìn)平臺(tái)下面，絲杠頂頭至洞壁間距保持300 毫米以上，再開動(dòng)提升機(jī)；吊籃升降到位后，提升機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，應(yīng)先將四個(gè)支撐組件的絲杠伸出、頂住洞壁，使環(huán)形平臺(tái)穩(wěn)定在井洞中心，避免吊籃晃動(dòng)發(fā)生安全事故。施工人員進(jìn)出環(huán)形作業(yè)平臺(tái)時(shí)，需在小吊籃可靠?？吭诃h(huán)形平臺(tái)下方規(guī)定位置，并且有效固定上下扶梯，才能開門走人，日常情況下環(huán)形平臺(tái)天窗必須關(guān)閉。

3.4 提升機(jī)

本次施工環(huán)形吊籃配置4 臺(tái)功率為2.2kw 的LTD8 型提升機(jī)，分別安裝于環(huán)形吊籃的1/4 圓周上，將提升機(jī)安裝架與平臺(tái)相連接，在施工中提升機(jī)的吊繩分別固定在梁的兩端，離洞壁為1.5m；灌漿施工平臺(tái)底部外圍直徑7.0m，內(nèi)圈直徑4.0m 中空，并用安全網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，通過提升機(jī)安裝架連接于平臺(tái)，是驅(qū)動(dòng)環(huán)形平臺(tái)沿工作鋼絲繩上、下運(yùn)行的動(dòng)力裝置。

3.5 安全鎖

本次施工環(huán)形吊籃配置4 只LST20 型防傾斜安全鎖，分別安裝與提升機(jī)的安裝架上端部，LST20 型防傾斜安全鎖是通過擺臂鎖繩機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖繩，屬于常閉型安全鎖，當(dāng)工作中的鋼絲繩數(shù)顯斷裂或是平臺(tái)傾斜的超過安全角度(≤8°)時(shí)，安全鎖就會(huì)啟動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)所繩，避免環(huán)形平臺(tái)出現(xiàn)下滑或是繼續(xù)傾斜的情況。

3.6 鋼絲繩

本次施工環(huán)形吊籃配置6×19W+IWS-φ8.6 鍍鋅吊籃專用鋼絲繩，其具有強(qiáng)度高、柔性好、防銹性能強(qiáng)等特點(diǎn)，用于安裝懸掛和提升環(huán)形平臺(tái)，作為環(huán)形吊籃的運(yùn)行載體。

3.7 懸掛架鋼梁

本次施工環(huán)形吊籃配置25#（251×146mm）工字鋼橫跨于洞頂口，用作懸掛工作鋼絲繩和安全鋼絲繩的支承架，其承載能力滿足吊籃總運(yùn)行荷載的需要。

4 吊籃施工平臺(tái)與傳統(tǒng)搭設(shè)腳手架施工平臺(tái)對(duì)比[2]

4.1 成本費(fèi)用對(duì)比

本項(xiàng)目投入豎井吊籃共計(jì)兩套，若采用搭設(shè)腳手架的施工方法來進(jìn)行隧洞豎井固結(jié)灌漿的施工，也按兩條隧洞同時(shí)進(jìn)行來考慮。計(jì)算成本時(shí)，腳手架鋼管、扣件按每轉(zhuǎn)場(chǎng)架設(shè)一次損失3%，連接螺栓按25%損耗計(jì)算。則采用該兩種方法的實(shí)際成本計(jì)算結(jié)果如下：

4.2 手架施工平臺(tái)成本費(fèi)用：

人工成本+材料成本=1295954.56 元林吉特

4.3 豎井吊籃施工平臺(tái)成本費(fèi)用：

人工成本+材料成本=819074.7 元林吉特 節(jié)約成本=1295954.56-819074.7=476879.86 元林吉特(按當(dāng)時(shí)馬幣對(duì)人民幣匯率2.17 計(jì)算，節(jié)約成本103.48 萬元人民幣)

4.4、施工進(jìn)度對(duì)比

①腳手架施工進(jìn)度：按以往的施工經(jīng)驗(yàn)，在相同的投入下，每條豎井鉆孔灌漿需要45 天左右。

②井吊籃施工進(jìn)度：經(jīng)統(tǒng)計(jì)完成一條引水隧洞豎井固結(jié)鉆孔灌漿平均用時(shí)為20 天，兩臺(tái)吊籃各施工4 條引水隧洞，完成8 條引水隧洞豎井固結(jié)灌漿總用時(shí)約為80 天。

按照相同投入兩條豎井腳手架成本的基礎(chǔ)上計(jì)算，累積節(jié)約施工時(shí)間：45*4-20*4=100 天。

5 結(jié)束語

綜上所述，吊籃在豎井固結(jié)灌漿或豎井混凝土缺陷處理中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，無論是成本費(fèi)用還是工程效率均體現(xiàn)出了其高操作性與實(shí)用性，同時(shí)，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在保證工程質(zhì)量與人員安全的前提下，節(jié)約了人工成本與材料成本。