調(diào)壓井阻抗孔懸臂錨桿支撐襯砌混凝土施工技術(shù)

張 黎， 袁 幸 朝

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

?

調(diào)壓井阻抗孔懸臂錨桿支撐襯砌混凝土施工技術(shù)

張 黎， 袁 幸 朝

(中國(guó)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(diào)壓井采用懸臂錨桿進(jìn)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(gè)混凝土的自重及其所有施工荷載。該方法操作簡(jiǎn)單，能夠解決調(diào)壓井井內(nèi)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(jìn)度，降低了工程成本。

喜兒溝水電站；調(diào)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(nèi)的白龍江干流上，是尼什峽～沙川壩河段水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)規(guī)劃中的第11級(jí)電站，是一座以混凝土閘壩擋水、一坡到底的長(zhǎng)隧洞引水式電站。發(fā)電廠房布置在憨班鄉(xiāng)下游右岸，為岸邊式地面廠房。廠內(nèi)安裝3臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量為24 MW，總裝機(jī)容量為72 MW。

調(diào)壓井為阻抗式，頂部為敞開(kāi)式，由大井及阻抗孔組成，大井開(kāi)挖直徑19 m、襯砌厚度1.5 m；阻抗孔開(kāi)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)地層揭露情況，調(diào)壓井大井上半部分圍巖主要以沖積粉砂質(zhì)土和沖積含漂石砂卵石為主，部分為膠結(jié)礫巖，大井下部及阻抗孔以碳質(zhì)千枚巖為主，夾花崗巖條帶，局部為絹英千枚巖，有滴滲水現(xiàn)象，巖體破碎，成碎塊狀，節(jié)理面光滑，塌方掉塊嚴(yán)重。

原方案中混凝土的施工順序?yàn)椋赫{(diào)壓井底部壓力鋼管鋼襯段澆筑結(jié)束后再進(jìn)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(diào)壓井施工進(jìn)度要求，同時(shí)也為了減少人員、設(shè)備窩工，需要對(duì)原方案進(jìn)行調(diào)整：采用懸臂錨桿進(jìn)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(gè)混凝土的自重及所有施工荷載。該方法操作簡(jiǎn)單，能夠解決施工中調(diào)壓井井內(nèi)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(jìn)度，降低了工程成本。

2 施工方案的制定與實(shí)施

2.1 施工準(zhǔn)備

(1)材 料。調(diào)壓井阻抗孔施工用材(包括鋼筋、水泥、砂石骨料)均由業(yè)主提供，止水、外加劑、預(yù)埋件等材料由項(xiàng)目部自購(gòu)，所有材料質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)要求，材料直接運(yùn)輸?shù)秸{(diào)壓井井口平臺(tái)。

(2)拌合設(shè)備。根據(jù)施工安排，混凝土采用1臺(tái)JS750型單臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)拌制，布置在調(diào)壓井頂部平臺(tái)的水泥庫(kù)旁，該設(shè)備輔配1套PLD1200型組合式混凝土配料機(jī)，可準(zhǔn)確對(duì)各種骨料、水泥等進(jìn)行稱(chēng)量，然后通過(guò)皮帶將稱(chēng)好的骨料傳送至提升斗內(nèi)，由卷?yè)P(yáng)機(jī)提升料斗至攪拌斗內(nèi)。

2.2 施工順序

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，調(diào)壓井阻抗孔襯砌施工從底部鋼襯段往上1 m開(kāi)始，待調(diào)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(shí)澆筑完成阻抗孔鋼襯段及預(yù)留段。

2.3 懸臂錨桿支撐施工工藝

在阻抗孔開(kāi)挖完成后，先對(duì)阻抗孔底部3 m左右進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)處理，具體方案為：采用φ25錨桿加強(qiáng)，間距1 m，排距0.5 m，長(zhǎng)度為4.5 m，入巖4.2 m；同時(shí)，增加φ25@0.3 m×0.5 m鋼筋網(wǎng)片，噴混凝土厚度為10 cm，然后從鋼襯頂部往上1 m處進(jìn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shè)施工平臺(tái))。

第三步：將水平與斜撐錨桿之間用φ32鋼筋進(jìn)行連接支撐，并且將緊挨支撐面的所有錨桿進(jìn)行環(huán)向焊接、形成整體。懸臂錨桿細(xì)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 懸臂錨桿布置詳圖 單位cm

第四步：從阻抗孔首倉(cāng)襯砌混凝土底部往上1 m處開(kāi)始增加φ25系統(tǒng)錨桿，錨桿長(zhǎng)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(kāi)挖初期支護(hù)的系統(tǒng)錨桿加長(zhǎng)，延長(zhǎng)至襯砌厚度0.9 m。

為確保安全，懸臂錨桿支撐結(jié)構(gòu)襯砌分倉(cāng)采用以下原則：第一倉(cāng)分倉(cāng)高度為1 m，第二倉(cāng)分倉(cāng)高度為2 m，其余倉(cāng)位均按設(shè)計(jì)要求3 m進(jìn)行。具體襯砌施工布置形式及分倉(cāng)情況見(jiàn)圖2。

2.4 鋼筋、模板、埋件的安裝

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

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

(3)埋設(shè)件的安裝。埋設(shè)件包括“654”橡膠止水、灌漿預(yù)埋管、監(jiān)測(cè)儀器及電纜線等。其中橡膠止水、監(jiān)測(cè)儀器及電纜線埋設(shè)按照設(shè)計(jì)要求施工。為便于后續(xù)灌漿施工鉆孔，灌漿孔采用預(yù)埋φ50鋼管、孔位按設(shè)計(jì)灌漿孔布置，預(yù)埋管長(zhǎng)度與混凝土實(shí)際厚度相等；埋設(shè)時(shí)不依靠鋼筋固定，而是利用施工插筋單獨(dú)焊接固定牢靠?；炷翝仓r(shí)由專(zhuān)人值班保護(hù)，埋管周?chē)罅焦橇嫌扇斯で宄?，并用小振搗器振搗密實(shí)。

圖2 調(diào)壓井阻抗孔襯砌施工布置圖 單位：cm

2.5 混凝土入倉(cāng)與振搗

(1)混凝土運(yùn)輸、入倉(cāng)及鋪料方式。

由于倉(cāng)位較長(zhǎng)、倉(cāng)位面積較大、混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度較高，采取拌和站料斗下通過(guò)混凝土溜槽連接溜筒，由溜筒直接輸送入倉(cāng)，局部采用塔機(jī)吊1 m3臥罐入倉(cāng)?；炷翝仓r(shí)，為避免冷倉(cāng)、確?；炷临|(zhì)量，采用平鋪法鋪料，每層鋪料厚度為30～50 cm。

(2)混凝土平倉(cāng)振搗。

混凝土主要采用人工持鐵锨配合振搗器平倉(cāng)，振搗器平倉(cāng)與振搗時(shí)間相比，大致為1∶3，但平倉(cāng)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(cāng)，可使骨料分布均勻；各種預(yù)埋儀器周?chē)捎萌斯て絺}(cāng)，以防止位移或損壞?；炷琳駬v采用電動(dòng)高頻插入式φ80型或φ50型振搗器，混凝土入倉(cāng)后按梅花型插入進(jìn)行振搗。對(duì)于模板、金結(jié)、埋件周?chē)捎忙?0電動(dòng)軟軸插入式振搗器振搗。

2.6 養(yǎng)護(hù)與拆模

混凝土澆筑完畢12 h內(nèi)應(yīng)采取養(yǎng)護(hù)措施?？蓪?duì)混凝土表面采用覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)，井壁側(cè)模拆除后懸掛草帶或麻袋并澆水養(yǎng)護(hù)，每天澆水次數(shù)應(yīng)滿足能保持混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài)的要求。

模板的拆除應(yīng)根據(jù)各部位的特點(diǎn)，按規(guī)范規(guī)定的混凝土需達(dá)到的強(qiáng)度要求決定模板拆除時(shí)間，防止因搶進(jìn)度提前拆模，進(jìn)而影響混凝土的外觀質(zhì)量。對(duì)于首倉(cāng)混凝土底模，待調(diào)壓井阻抗孔、大井襯砌完成后方能拆除模板。

3 應(yīng)用情況

懸臂錨桿支撐襯砌混凝土施工技術(shù)在由中國(guó)水電五局承建的喜兒溝水電站調(diào)壓井工程中成功應(yīng)用，圓滿完成了調(diào)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(shè)備窩工，解決了施工中調(diào)壓井井內(nèi)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(jìn)度，節(jié)約了工程成本。該施工技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了新的思路，具有顯著的科技進(jìn)步意義，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。

4 結(jié) 語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)水利水電工程建設(shè)發(fā)展迅速，在建工程的數(shù)量和規(guī)模都達(dá)到了前所未有的水平。而懸臂錨桿支撐裝置施工技術(shù)不僅實(shí)用于豎井、斜井等水利水電工程，還實(shí)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(bào)的《調(diào)壓井阻抗孔懸臂錨桿支撐裝置》還榮獲2012年國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利授權(quán)。該技術(shù)成熟，使用材料均為工地現(xiàn)有材料，能結(jié)合系統(tǒng)錨桿和隨機(jī)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(fèi)用并提高工作效率，減少上下施工面的干擾，加快施工進(jìn)度。

(責(zé)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(zhǎng)，工程師，從事水電工程施工技術(shù)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.