某地下泵站電梯井PC預制件施工分析

宮海濤

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，遼寧 沈陽 110006)

1 工程概況

電梯井工程布置在某地下泵站廠房右側，與地下泵站副廠房相連接。原始地面高程146.8m，電梯井井口高程143.3m，井底開挖高程62.5m，最低處高程61.2m。設計電梯井開挖斷面為圓型，Ⅲ類圍巖開挖直徑10.5m，Ⅳ類圍巖直徑10.6m。電梯井主要為襯砌工程，包括下部轉換層和上部PC預制構件層。設計電梯井PC預制件建筑共計15層，每層建筑由上、下2層預制構件組成，每層基本包括5部分：豎井井壁(YSJ)4件(厚度400mm)、梯井井壁(YTJ)5件(厚度300mm)、內墻(YNQ)3件(厚度200～300mm)、樓板(YLB)3件(厚度150mm)、樓梯(YLT)2件。此外，要求預制構件和現澆混凝土均使用不低于C50等級混凝土，P6抗滲等級。轉換層剖面示意圖如圖1所示[1]，PC預制構建層結構示意圖及說明如圖2所示[2]：

圖1 電梯井轉換層剖面圖

圖2 電梯井PC預制件組成及編號說明

2 施工準備分析

2.1 PC預制件構制作

電梯井井口回填碾壓至高程約153.8m，設置高程控制點，模板的材料為槽鋼，連接方式采用采用螺栓連接，保證二者連接緊密，不得有縫隙。并且在施工時需進行加固處理，即在軸線方向，在利用C22螺紋鋼進行固定。模板加固結束后，進一步進行拆模處理，為方便脫模，需涂脫模劑。

2.2 配套設施準備

(1)施工供風

施工供風由布置在支洞口附近的4臺22m3/min、1臺13m3/min、1臺42m3/min電動空壓機接DN200鋼管供風管線聯合交替供風[3]。現澆混凝土清倉等零星用風，需新增DN50高壓橡膠管接電梯井井口附近的1臺22m3/min電動空壓機供風。

(2)施工供水

施工供水由布置在支洞口附近容量為12m3自制鐵皮水箱接DN50鋼管自流至工作面供給，動力配備潛水泵(流量40m3/h，揚程15m，功率4KW)。

(3)施工供電

本項目用電設備包括：電動空壓機、50t門機、照明、鋼筋加工等，用電總容量P估算見公式(1)[4]，經計算P=856.25KVA。現有1臺400KVA箱式變壓器無法滿足用電需求，綜合考慮至少需要再增加2臺。此外，考慮施工期停電影響，在井口附近設置1臺不小于500KW的柴油發電機作為備用電源。

P=1.24·(k1∑Pc/cosφ+k2∑Pa)

(1)

式中，∑Pc—全部施工動力用電設備額定用量之和，取值562KVA；∑Pa—全部照明設備額定用電量之和，取值28KVA；k1—用電設備同時使用系數，總數10臺以內取0.7，10～30臺取0.6；k2—照明設備同時使用系數，取1.0；cosΦ—用電設備功率因素，一般取0.75。

2.3 施工平臺設置

為滿足預制井壁安裝需要，設計搭設一自制圓環形定型型鋼作業平臺，結構為Φ48.3mm、壁厚3.6mm鋼管腳手架，上部滿鋪5cm木板(如圖3所示)[5]，具體設計如下。

圖3 施工作業平臺示意圖

(1)預制構件安裝不少于4層，每施工4層，第五層施工前將第一層的臨時支撐及平臺拆除，為便于拆除每個平臺均分成2個部分。

(2)每層上下均采用上部可固定輕型爬梯輔助，每層6件，均采用50t門機吊入井內，所有安裝結束后再吊至井口。

(3)為保證施工進度，部分小型作業平臺50t門機吊入井內后，暫時不用時放置在已安裝完成的結構層上，多次周轉使用。

2.4 井壁滲水處理

電梯井PC預制件安裝前首先需要對井壁滲水進行引排處理，在滲水部位下部未滲水部位先環向鋪設Φ50軟式透水管，環向鋪設長度左右兩端各超出滲水部位1m，軟式透水管固定后采用防水布覆蓋嚴密，通過三通接DN50PE管引至井底。根據滲水部位、滲水面積通過多次移動電動吊籃位置以滿足引排水施工需要。井口電動吊籃布置示意圖如圖4所示。

圖4 井口電動吊籃布置示意圖

3 施工工藝和方法

3.1 施工流程

本項目PC預制件施工順序和流程如圖5—6所示。

圖5 PC預制件施工順序圖(①、②…代表施工順序)

3.2 測量放線

PC預制件安裝前，由測量工程師引測控制軸線到井底，定出首裝層控制線，設置構件安裝定位標識，具體操作如下。

(1)為便于預制件快速對準，在電梯井井口環形擋墻上設置8個激光指向儀，將其固定在環形擋墻上的工12工字鋼上，用紅外線將控制點投到井底(位置如圖7所示)[6]。

圖7 電梯井激光指向儀布置圖

(2)預制件安裝時采用鋼卷尺、鋼直尺作為安裝測量工具，激光指向儀在使用過程中由測量工程師不定時進行校準。

3.3 預制豎井、梯井井壁安裝

預制豎井和梯井井壁安裝步驟和技術基本一致，所以結合在一起分析，具體施工要求如下。

(1)吊裝前將預留孔的高強螺栓安裝到位，預制豎井(梯井)井壁安裝采用在型鋼作業平臺上進行，平臺由下層已安裝完成的預制梯井井壁支撐。

(2)預制件采用型鋼扁擔與預埋吊釘連接固定，行走50t門機至井口中心線位置緩慢沉入井內。為確保吊裝安全，施工人員全部撤離至地下泵站廠房內，在每塊預制件兩側固定高清攝像頭，將吊入深度實時傳輸到操作室和地下泵站廠房監控系統。

(3)在吊至已安裝層上方0.5m左右停止，先人工安裝密封條和按照圖紙分區要求施作坐漿料。然后施工人員輔助50t門機定位至連接位置，測量工程師采用全站儀復測調平后，人工擰緊上下2塊之間連接螺栓。

圖6 PC預制件施工工藝流程圖

(4)YSJ- 1～4井壁均采用4根定制材質為Q235、Φ48mm、壁厚3mm、長度1.5～4m的PC斜支撐與預制樓板預埋Φ16光圓鋼筋或預制梯井井壁預埋螺栓連接固定。上部端頭采用5個自制U型鋼筋卡與井壁上已有Φ25螺紋鋼錨桿連接固定(如圖8所示)[7]。由于預制樓板、預制樓梯安裝技術和步驟基本和上述井壁安裝一致，所以不再詳細敘述。

圖8 YSJ- 1～4預制豎井井壁U型鋼筋卡固定圖(單位：mm)

3.4 現澆混凝土施工

PC預制件現澆部分混凝土包括：預制豎井、梯井井壁連接部位、井壁外側，具體分布如圖9所示。要求必須同時澆筑，施工要求具體如下。

圖9 電梯井現澆部分混凝土分布圖

(1)要求現場預拌混凝土與預制構件加工所用混凝土采用相同的供應廠家，并對構件使用的混凝土配合比進行協調管理。

(2)預制井壁外側回填混凝土與現澆部分混凝土入倉采用直徑259mm×6mm溜管，溜管之間采用4mm鋼絲繩串聯。每隔10～15m與井壁C25錨桿連接固定。

(3)為防止混凝土離析，輸料管每15m左右布置一個緩沖器。自密實混凝土一般不需要振搗，只是在拐角處等一些狹窄部位稍微振搗。

(4)灌漿速度0.8～1.2L/min，待有灌漿料從壓力軟管中流出時，插入鋼套管灌漿孔中。應從一側灌漿，灌漿時必須考慮排除空氣，二側以上同時灌漿會窩住空氣，形成空氣夾層。

(5)灌漿開始后，可用竹劈子疏導拌和物，使拌和物流進模板內各個角落，以加快灌漿進度。灌漿過程中，不準許使用振動器振搗，確保灌漿層勻質性[8]。

3.5 鋼管腳手架搭設

施工平臺周圍設置防護欄桿的高度為1.2m，防護欄桿采用48.3mm、壁厚3.6mm鋼管，與腳手架采用扣件連接固定，2000目/100cm2密目網全部封閉。無法搭設腳手架的部位采用鋼管簡易作業平臺和掛設在預制件上的輕型爬梯輔助，保證施工進度，腳手架、鋼管簡易作業平臺、輕型爬梯周轉使用[9]。

4 結語

地下泵站電梯井PC預制件施工，開始安裝時由于涉及與轉換層相連接，另外初始安裝時各技術人員需要磨合適應，7～8d才能完成一層，安裝熟練后5～6d即可完成一層，全部安裝完成歷時214d。施工結束后，對結構進行應力驗算，最大剪應力、正應力、壓應力以及穩定應力均符合要求，經過一年使用各項指標均未出現問題，總體取得了良好效果。電梯井預制PC件對制造和安裝精度要求均較高，本次施工就出現了個別預制件安裝時尺寸誤差偏大，導致需重新調裝。因此要求技術人員提前對所有試件按照順序進行精準測量，提前獲得誤差積累量，若出現差值過大則提前提出應對措施，避免耽誤工期。