壓力管道豎井開挖支護施工技術(shù)應(yīng)用

楊成

摘要：壓力管道是水電站建設(shè)不可缺少的建筑物，通常具有施工難度大，安全風(fēng)險高，施工技術(shù)復(fù)雜的特點，且多位于關(guān)鍵線路上，影響整個水電站的施工進度和發(fā)電節(jié)點。文章結(jié)合A水電站壓力管道豎井段豎井較深、地質(zhì)條件復(fù)雜的特點，研究壓力管道豎井開挖支護施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：壓力管道;豎井開挖;支護施工

分類號：TU50

一、工程概況

A水電站壓力管道平行布置6條，采用單機單管引水，管道斜向進廠，與廠房縱軸線夾角為63°，壓力管道標(biāo)準(zhǔn)段開挖斷面φ9.34m。每條壓力管道沿水流方向分為漸變段、上平段、上彎段、豎井段、下彎段、下平段、錐管段及連接管段，壓力管道全長353.629～368.103m，豎井段長度為114～116m。

二、開挖支護施工技術(shù)應(yīng)用

1.豎井開挖施工方法

施工用電采用低壓動力電纜接至施工部位，上下通信采用對講機。溜渣井在鉆孔過程中孔口布設(shè)密織網(wǎng)活動架，以防止雜物、人員不慎掉入反導(dǎo)井。全斷面擴挖時，須在距井筒口外2.5m外布置防護欄桿，欄桿高不低于1.2m，巖石內(nèi)長度不低于20cm，涂刷紅白相間油漆，并鋪設(shè)防護網(wǎng)進行防護，以防止物體不慎滾落豎井，造成人員傷亡或設(shè)備破壞等。

1.1導(dǎo)孔施工

豎井采用反井鉆機施工之前，首先需要澆筑1個反井鉆機施工平臺，并在平臺上澆筑蓄水池和反井鉆機安裝基礎(chǔ)，蓄水池基礎(chǔ)與反井鉆安裝基礎(chǔ)底部位于同一高程。采用反井鉆機反拉施工，形成一個2.0m的導(dǎo)挖引井。

1.2溜渣井施工

在2.0m導(dǎo)挖引井的開挖基礎(chǔ)上擴展開挖成4.0m的溜渣式導(dǎo)井，施工的具體方法是：將導(dǎo)井全段分為12段，每10m為1段，采用自下而上連續(xù)爆破的方法對開挖導(dǎo)井進行擴展開挖。

采用施工吊籃作為擴挖施工的作業(yè)平臺。吊籃應(yīng)分為2層，每層高2.0m，底部直徑不小于1.0m，采用手風(fēng)鉆鉆孔，并按如下參數(shù)進行控制施工：水平孔間排距0.6m，垂直孔間炸藥間距1.0m，鉆孔炸藥深度1.0m，炸藥單耗1.2kg/m3。

1.3全斷面擴挖

全面擴挖分層高度為3.0m，共分38層。從4.0m溜渣井?dāng)U挖為7.1m的井筒，擴挖1段支護1段。開挖采用4臺手風(fēng)鉆在豎井井壁上鉆設(shè)周邊光爆孔，內(nèi)部鉆設(shè)爆破孔，并按以下參數(shù)控制施工：爆破孔間距1.0m，周邊光爆孔孔間排距0.7m，控制鉆孔深度3.0m，炸藥單耗0.70kg/m3。

2.洞室支護施工

2.1井筒錨桿支護施工

2.1.1施工準(zhǔn)備

1）主要施工材料準(zhǔn)備。按施工圖紙要求選用合格的鋼筋、水泥、砂等。鋼筋要使用無銹蝕的優(yōu)質(zhì)螺紋鋼，水泥選用普通的硅酸鹽水泥，砂應(yīng)盡量選用質(zhì)地堅硬、清潔的中細砂;水泥砂漿拌制要按規(guī)范拌制，確保強度等級。

2）主要施工機具準(zhǔn)備。采用YTP-28氣腿式手風(fēng)鉆、2SNS型灌漿泵、JJS-2B型攪拌桶、NJ-6型拌漿機。

2.1.2錨桿施工

1）鉆孔施工：采用氣腿鉆鉆孔，嚴(yán)格控制孔位、孔距、孔深等參數(shù)，鉆孔完畢后用高壓水將孔道清洗干凈。

2）現(xiàn)場驗孔：鉆孔操作工序全部完成后，由現(xiàn)場質(zhì)檢部門工作人員自檢，檢查合格后再會同現(xiàn)場監(jiān)理部門工程師及業(yè)主現(xiàn)場檢查代表共同進行現(xiàn)場驗孔。

3）錨桿安裝：采用“先注漿，后插桿”的施工方法，并在孔口加楔固定。錨桿安裝后24h內(nèi)嚴(yán)禁拉拔、碰撞、敲擊和懸掛重物。

根據(jù)圍巖特性，錨桿安裝從側(cè)墻向拱頂進行。先將注漿材料管一端插至巖洞拱頂，距離周圍巖洞的孔底50～100mm，隨后進行注漿。注漿時要控制好速度，確?？椎乐袧{液飽和。

4）錨桿材質(zhì)檢驗：每批錨桿材料均應(yīng)進行抽檢，不合格的不能使用;使用前應(yīng)將抽檢報告及生產(chǎn)廠家提供的質(zhì)量證明書報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。

5）對錨桿進行拉拔試驗質(zhì)量檢測：主要是檢測其穩(wěn)定性。主要做法是：所有錨桿安裝完成28d后，采用抽樣法對部分錨桿進行穩(wěn)定性拉拔檢測，并及時將現(xiàn)場抽樣檢測數(shù)據(jù)資料進行完整，并報送現(xiàn)場監(jiān)理部門的工程師備案。

2.2混凝土噴護施工

2.2.1施工準(zhǔn)備

1）主要施工材料準(zhǔn)備。水泥、砂、粗骨料以及外加劑，須滿足設(shè)計要求，級配按規(guī)范執(zhí)行，攪拌要均勻。攪拌混合后的砂漿不應(yīng)摻雜其他雜物。

2）主要施工機具準(zhǔn)備。噴射混凝土混合料制備由同一個混凝土拌和站對其進行統(tǒng)一的噴射拌制，用6m3的混凝土運輸泵車將拌和好的噴射混凝土運輸至作業(yè)部位，選用1臺tk-961型的混凝土噴射機車來進行施工。

2.2.2噴護施工

1）施工面準(zhǔn)備：在噴護作業(yè)前采用高壓水清理作業(yè)面的碎石及固體粉屑，確保噴護巖面潔凈。對基層滲水的重點部位，要及時采取排水埋設(shè)基層排水管等有效的排水措施進行基層排水處理，以確保噴護工程施工的質(zhì)量。

2）噴射混凝土的制作：各種拌制混凝土的配合比應(yīng)現(xiàn)場試驗后進行確定。采用拌制標(biāo)準(zhǔn)配合比噴射混凝土?xí)r，應(yīng)嚴(yán)格確保各種混凝土材料按照規(guī)定的配合比和速度進行均勻攪拌，攪拌速度保持6～9r/min，攪拌均勻。水泥、速凝劑配比偏差不大于±2%;砂、石配比偏差不大于±3%。采用混凝土攪拌泵車將噴射混凝土運輸至指定地點，經(jīng)泵管調(diào)壓后運送至作業(yè)面。

注意事項：在運輸、存放過程中，要采取有效措施避免雨水及大塊石等雜物的混入，影響混凝土的質(zhì)量;若遇冬季、強降雨施工，應(yīng)及時加強保溫防護措施;若遇高溫施工環(huán)境，應(yīng)該采取必要的降溫措施。

3）掛網(wǎng)：掛網(wǎng)鋼筋要符合設(shè)計和規(guī)范要求，鋼材要合格，間距要均勻，綁扎要牢固，網(wǎng)片與錨桿采用電焊連接成整體，電焊點焊要均勻，確保錨桿與網(wǎng)片連接牢固。

4）噴射作業(yè)：一般采用濕噴法進行噴射作業(yè)。隧道初期支護噴射混凝土采用濕噴工藝。在隧道開挖完成后，先噴射4cm厚混凝土封閉巖面，然后打設(shè)錨桿、架立鋼架、掛鋼筋網(wǎng)，對初噴巖面進行清理后復(fù)噴至設(shè)計厚度。

5）噴射混凝土養(yǎng)護：噴射混凝土終凝2h后，及時進行灑水養(yǎng)護，要控制灑水量，水量不宜過大，無壓噴水，不能使用高壓水進行灑水;噴射混凝土養(yǎng)護時間不少于7d。

6）混凝土質(zhì)量檢查和強度驗收：噴層的厚度及混凝土強度，應(yīng)符合混凝土設(shè)計和試驗規(guī)范的要求，要及時報請現(xiàn)場監(jiān)理單位試驗工程師進行檢查，并將試驗的結(jié)果及試驗相關(guān)資料報送現(xiàn)場監(jiān)理單位試驗工程師備案。若發(fā)現(xiàn)噴層表面有剝落、鼓皮、強度明顯偏低或有其他缺陷時，須及時采取有效的修補措施。

三、結(jié)語

綜上所述，壓力管道豎井地質(zhì)條件復(fù)雜，并且多變，對豎井的順利成型及施工期的穩(wěn)定性造成了一定的困難，通過參建各方共同努力，順利安全完成壓力管道豎井段的開挖支護，施工達到了預(yù)期的效果，為以后大斷面深井開挖支護積累施工經(jīng)驗。

參考文獻

[1]鄧建華，盧心宇.玉瓦水電站壓力管道豎井開挖支護施工及安全技術(shù)措施[J].低碳世界，2019，9（06）：86-87.

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