電站出線豎井裝配式結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)

高慶峰

（中鐵十四局集團(tuán)第二工程有限公司，山東 泰安 271000）

0 引言

出線豎井是抽水蓄能電站地下廠房輸電用電的主通道，出線豎井通常采用預(yù)制構(gòu)件裝配式結(jié)構(gòu)施工。這種特殊結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件施工存在吊裝數(shù)量大、種類多、距離長的特點，其施工難度較大，施工質(zhì)量要求極高。本文將結(jié)合文登電站出線豎井的預(yù)制構(gòu)件裝配式結(jié)構(gòu)的施工，對裝配式結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)分析，通過這些技術(shù)的應(yīng)用，極大地縮短了工期，減少材料消耗和混凝土損耗，保證了施工安全。

1 工程概況

1.1 工程簡介

文登抽水蓄能電站出線豎井設(shè)置7個功能井，有預(yù)留槽2156個；預(yù)埋件2965塊；預(yù)制平臺板702塊，其中156塊為鋼結(jié)構(gòu)；預(yù)制梁1248塊。出線豎井共78層（79F），除第76層、77層、78層層高為3.2m，其余每層層高均為3.4m。出線豎井底部（高程60.7~64.1m區(qū)域）相交1#交通廊道。出線豎井底部（高程64.1~75.1m區(qū)域）相交出線下平洞。出線豎井預(yù)制構(gòu)件裝配圖如圖1所示。

圖1 出線豎井預(yù)制構(gòu)件裝配圖

1.2 工程地質(zhì)

出線豎井圍巖整體較好，主要為中粒二長花崗巖，總體以井身段Ⅱ類圍巖為主，占比例94%，鎖口段Ⅲ、Ⅳ類圍巖15m，地質(zhì)勘探揭露斷層：NE85°SE∠83°，與豎井相交。

2 出線豎井裝配式結(jié)構(gòu)施工重難點

裝配式結(jié)構(gòu)所使用的混凝土預(yù)制構(gòu)件一般都在工廠制作后，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行吊裝作業(yè)，這種施工方式效率更高，更加節(jié)能環(huán)保。裝配式結(jié)構(gòu)對安裝精度要求很高，生產(chǎn)完成的預(yù)制構(gòu)件體積和重量大，在施工現(xiàn)場使用機(jī)械設(shè)備吊裝，精度控制難度大，施工精度控制手段少。

出線豎井滑模襯砌將井壁與隔墻一次澆筑成型，襯砌結(jié)構(gòu)高度265.3m，出線豎井共7個功能井，4個功能井需要進(jìn)行吊裝施工。同時還需要通過電梯井輔助進(jìn)行材料運(yùn)輸，各功能井吊裝工作量大、吊裝距離長且內(nèi)部吊裝空間狹小，在吊裝過程中要對各種參數(shù)提前進(jìn)行計算，盲目施工易造成施工質(zhì)量問題。

3 出線豎井裝配式結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點

3.1 預(yù)制構(gòu)件制作及運(yùn)輸

用于施工的預(yù)制構(gòu)件在制作、運(yùn)輸、存放過程中應(yīng)采取保護(hù)措施防止損壞。

文登電站用于制作預(yù)制構(gòu)件的模板為定型鋁模板，鋁模板按照設(shè)計尺寸進(jìn)行加工，現(xiàn)場拼裝使用，可滿足預(yù)制構(gòu)件制作精度要求。

為保證施工精度要求，每一預(yù)制構(gòu)件均做好標(biāo)記，使用噴漆標(biāo)注好名稱、日期等，除一部分特殊樓層所使用的預(yù)制構(gòu)件，其余預(yù)制構(gòu)件全部按照相同類型進(jìn)行擺放及運(yùn)輸，此種方法可減少二次吊運(yùn)，預(yù)制構(gòu)件擺放受力均勻，防止預(yù)制構(gòu)件在存放及倒運(yùn)過程中發(fā)生變形及損壞。

3.2 吊裝準(zhǔn)備工作

吊裝作業(yè)需提前計算吊裝角度，根據(jù)吊裝角度及預(yù)制構(gòu)件尺寸準(zhǔn)備好所需的鋼絲繩（見圖2）。出線豎井預(yù)制構(gòu)件吊裝距離長、空間狹小，預(yù)制梁南北方向安裝可正常吊運(yùn)，東西方向安裝可垂直于安裝方向吊運(yùn)，方便吊運(yùn)至井內(nèi)。吊裝過程中可利用門洞空隙轉(zhuǎn)向，根據(jù)預(yù)制梁設(shè)計尺寸，計算最大尺寸YL7（2700mm×200mm×400mm），最大長度為平面對角線長度2.73m，兩側(cè)預(yù)留槽計算增加4.5cm富余度，可滿足吊裝傾斜要求。吊裝時先吊裝到位一側(cè)，并不與隔墻碰撞，兩側(cè)預(yù)留各2cm富余度，預(yù)制梁吊裝至少傾斜43°（見圖2），兩個吊索高差至少1.159m。具體計算如下：

圖2 預(yù)制梁吊裝示意圖

通過計算，考慮到作業(yè)人員使用方便，同時為避免預(yù)制構(gòu)件下放過程中與井壁發(fā)生過多摩擦，共采用兩種長度鋼絲繩，分別為4m和6m，經(jīng)過試驗，這兩種鋼絲繩可滿足預(yù)制梁跟預(yù)制板吊裝需求。

上述計算可滿足所有預(yù)制板梁吊裝，出線豎井鋼制樓梯為整體結(jié)構(gòu)，需單獨計算。

根據(jù)設(shè)計圖紙及成品，PB6（2600mm×1500mm×200mm）鋼樓梯（見圖3）成品寬度與井寬相同，兩側(cè)梁只預(yù)留2cm富余度，用于放置PB6的4個預(yù)留槽高度最低的只有52cm，深度只有17cm。吊裝角度過大，梁無法放入預(yù)留槽或者搭入過小易滑落，吊裝角度過小，梁會卡在井壁上，故需要對此進(jìn)行精確計算。具體計算說明如下：

(2)原生銅礦床的成礦與中三疊世島弧環(huán)境下的巖漿活動關(guān)系密切。伴隨中晚三疊世火山活動，成礦熱液沿火山通道上升，并在火山通道或火山碎屑巖中發(fā)生礦質(zhì)初始富積。晚期礦化作用，區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動加強(qiáng)，火山噴發(fā)產(chǎn)生的火山氣體以及英安斑巖的侵入作用使銅礦物質(zhì)再次富集，從而形成與火山-次火山巖(英安斑巖)相關(guān)的銅多金屬礦。

圖3 PB6鋼樓梯吊裝示意圖

經(jīng)多次試驗，考慮到工人使用方便，仍采用4m和6m兩種鋼絲繩，吊運(yùn)至井下后，6m鋼絲繩使用雙股，并采用卡環(huán)改造成2.5m，2根4m鋼絲繩穿過吊孔連接成拉環(huán)，PB6寬度1.5m，兩根各減去0.75m到3.25m，可滿足使用需求[1]。

3.3 井內(nèi)測量控制系統(tǒng)

測量是保證裝配式結(jié)構(gòu)施工精度的最重要手段。出線豎井滑模襯砌施工完成后，由于隔墻較多，已無法使用儀器進(jìn)行全程校核，故采用多種措施來保證施工精度。

（1）初始測量系統(tǒng)的建立自井底進(jìn)入，進(jìn)行初始位置及高程的校核，在井壁及隔墻上放點，工人后續(xù)用尺量測進(jìn)行高程校核。

（2）吊裝作業(yè)期間，每一樓層在預(yù)留槽清理之前，優(yōu)先進(jìn)行人工放點，避免鑿除過多，因前期預(yù)埋鋼板偏差的，優(yōu)先鑿至鋼板。清理完成后再進(jìn)行量測，誤差大的使用鋼板填補(bǔ)，吊裝完成后再次進(jìn)行高程復(fù)核。

（3）吊裝過程中進(jìn)行平面位置控制，在井壁及隔墻標(biāo)記樓層及編號，避免埋設(shè)錯誤。安裝之前，在預(yù)留槽上標(biāo)記梁的軸線，可保證預(yù)制梁吊裝準(zhǔn)確，后續(xù)預(yù)制板可依據(jù)預(yù)制梁來吊裝。

3.4 施工過程控制

施工前期經(jīng)過多方面計算和準(zhǔn)備，可滿足吊裝需求，針對現(xiàn)場施工現(xiàn)狀，還需從以下幾個方面進(jìn)行控制，以保證施工精度。

（1）為保證吊裝精確，對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行精確分類，在吊裝之前需在井上做好全部調(diào)整，尤其是預(yù)制板，一旦錯誤在井下無法調(diào)整。吊裝前作業(yè)人員將預(yù)制構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)至井口，人工調(diào)整至正確位置后再進(jìn)行下放，尤其是附帶牛腿的預(yù)制梁跟大體型的預(yù)制板，需提前控制好吊裝方向，可保證安裝精確。同時下放至井內(nèi)之后，預(yù)制梁按照預(yù)先放點進(jìn)行精確安裝[2]。

（2）預(yù)制構(gòu)件安裝時，因是傾斜下放，安裝到位后，正常情況下是無法一次性安裝到正確位置，因兩種鋼絲繩不同長度，總有一邊屬靠墻狀態(tài)，預(yù)制板一側(cè)與井壁空隙太大或者預(yù)制梁兩側(cè)搭接不一樣長，另可能有安裝偏移的，故另設(shè)置4根等長鋼絲繩用于安裝到位后的調(diào)整，可保證安裝精度。

（3）預(yù)制梁安裝完成后，雖前期經(jīng)過校正，但高程上仍存在小誤差。為避免預(yù)制板安裝完成后出現(xiàn)傾斜，仍需要使用水平儀進(jìn)行整體校正，使用鋼絲繩進(jìn)行位置及高程的調(diào)整，對于仍有偏差的繼續(xù)使用鋼板進(jìn)行微調(diào)。

（4）預(yù)制板吊裝過程中角度宜大一點，防止與井壁卡住，避免與井壁碰撞對預(yù)制構(gòu)件造成損壞，尤其像PB5等大型預(yù)制板，如若碰撞造成殘缺，會影響安裝精度和質(zhì)量。

（5）PB7為圓弧形鋼結(jié)構(gòu)，通過計算，鋼絲繩雖滿足吊裝需求，但實際吊裝過程中無法進(jìn)行理想狀態(tài)的吊裝，且施工空間狹小，為保證鋼樓梯的安裝精度，吊裝完成后需進(jìn)行多次校正和調(diào)整（見圖4）。

圖4 吊裝完成后的調(diào)整

4 存在的問題及解決方法

（1）大型預(yù)制板吊裝易與井壁上預(yù)留的孔洞碰撞，影響安裝精度。通過現(xiàn)場多次試驗，出線豎井每個井室均有兩面以上無孔洞部位，吊裝大型預(yù)制板可貼著兩面井壁下放，到達(dá)井底之后再進(jìn)行調(diào)整，此方法可使預(yù)制板跟井壁相對固定，且下放路線無障礙，可避免下放過程中預(yù)制板擺動與井壁碰撞，如PB3梁板的吊裝，見圖5。

圖5 PB3的吊裝

（2）預(yù)制梁安裝前及安裝完成后，均進(jìn)行了高程及位置復(fù)核，誤差均在規(guī)范要求范圍內(nèi)，但預(yù)制板制作表面平整度也存在誤差，導(dǎo)致安裝完成后仍有誤差，有些預(yù)制板跟預(yù)制梁之間仍有小縫隙，預(yù)制板有輕微傾斜。針對此問題，在預(yù)制板吊裝完成之后，在下部觀察預(yù)制板和預(yù)制梁之間是否存在縫隙，有縫隙的使用千斤頂將預(yù)制梁頂起，在下部加墊鋼板，去除縫隙。

（3）梁窩清理完成后進(jìn)行復(fù)核，梁窩埋設(shè)低于設(shè)計高程可使用鋼板調(diào)整，梁窩埋設(shè)高于設(shè)計高程較難處理，若誤差在5cm（預(yù)制板上部有5cm找平層）之內(nèi)，可按照最高點將梁窩統(tǒng)一抬高，此方法易于操作，且避免傷害原混凝土結(jié)構(gòu)，若誤差在5cm以上，需對有誤差的梁窩進(jìn)行鑿除，鑿至與其他梁窩相對誤差為0，并進(jìn)行重新植筋焊接預(yù)埋鋼板，保證施工精度和安全。針對梁窩位置誤差，不影響預(yù)制梁安裝精度可不進(jìn)行調(diào)整，誤差較大的需對混凝土進(jìn)行鑿除[3]。

（4）現(xiàn)場對單一預(yù)制板吊裝進(jìn)行測量校核，相鄰預(yù)制板吊裝完成后會出現(xiàn)錯臺現(xiàn)象，針對此問題，在一塊預(yù)制板吊裝完成后，首先對該預(yù)制板進(jìn)行復(fù)核，無問題后以此預(yù)制板為基準(zhǔn)，對需要安裝預(yù)制板的相鄰部位進(jìn)行預(yù)制梁的二次校核，校核無誤后再進(jìn)行相鄰預(yù)制板吊裝，此方法可使錯臺率大大降低，吊裝完成后若仍存在誤差，使用千斤頂調(diào)節(jié)即可解決問題。

5 結(jié)束語

本文針對文登電站出線豎井裝配式結(jié)構(gòu)施工過程中，為控制施工質(zhì)量，制定了專門的裝配式結(jié)構(gòu)施工技術(shù)措施，對施工過程中的問題進(jìn)行總結(jié)分析，并采取多種控制手段有效地控制吊裝精度。所有預(yù)制構(gòu)件吊裝誤差均在規(guī)范要求范圍之內(nèi)，吊裝效果較好，提高了施工質(zhì)量，節(jié)約了施工成本，保證了施工安全。