小直徑豎井提升模板技術研究

丁 偉，唐 橋，張加洪

(1.國際小水電中心，浙江 杭州 310002；2.四川省賽禹工程建設有限公司，四川 遂寧 629000)

1 概 述

古瓦水電站調壓井工程為埋藏式調壓井，調壓井豎井主要由穹頂和井筒組成，穹頂上部為球冠型，開挖高度為15.20 m；豎井為圓柱形，開挖深度為131.20 m，直徑為14.20～15.20 m。由于豎井開挖量較大，為加快施工進度，計劃在豎井中心使用反井鉆機開挖1個直徑為1.40 m的導井，然后使用導井溜渣的方式進行出渣。

為防止導井內部發(fā)生落石、塌方，造成導井堵塞或給工程造成安全事故，在導井開挖完成后需要對井壁進行初期支護。原計劃采用人員乘坐吊籃到達其內部，對井壁自上而下噴射混凝土進行支護，但考慮小直徑豎井內施工條件差、安全風險較高，所以重新制定施工方案。研究一種小直徑豎井井壁支護的提升模板，僅在井口操作即可完成導井井壁初期支護，以降低施工難度、保證施工安全。

2 提升模板設計思路

制作1個帶抹光圈的圓錐形分料模板放入小型豎井內，使用溜管向模板上攤鋪砂漿；同時使用吊運設施向上拉動模板，使砂漿均勻鋪抹在井壁上，對井壁進行支護。如此人員不必進入井內，大大降低安全風險和施工難度，同時減少了噴混凝土產生的煙塵，降低了對環(huán)境的污染。

3 實施措施

調壓井D=1.40 m導井開挖完成后，準備對井壁進行支護。

3.1 吊運設施安裝

在井口附近安裝吊運設施，吊運設施的類型可選擇龍門吊、橋機、懸臂吊或小型吊機，但無論哪種吊運設施，在安裝時必須保證其基礎穩(wěn)固，其額定負荷要滿足施工要求。吊運設施安裝完成后要經過相關單位驗收后方可投入使用。

3.2 提升模板制作

使用厚度δ=0.5 cm的鋼板制作1個頂部呈90°角、直徑為1.34 m的圓錐形分料模板(見圖1)。分料模板尖端設置吊環(huán)，下部設置抹光圈，抹光圈以上安裝4個行走輪，行走輪緊貼井壁行走；既能保證分料盤能在井內順利提升，又可以支撐分料模板以防止其偏移，從而達到將砂漿均勻分配抹光至井壁的目的。為方便模板在井內下放時發(fā)生卡頓，模板底部制作1個倒圓錐形作為導向錐。

3.3 砂漿拌制

制定砂漿配合比，采用高強度、高粘度砂漿，使用強制式拌和機拌制砂漿， 確保砂漿能夠與井壁粘結，不開裂、不脫落。

圖1 提升模板結構示意

3.4 井壁支護

使用吊運設施先將提升模板放入井底，將φ108膠管管口綁扎在距模板尖端20 cm處的鋼絲繩上。使用吊運設施將模板和膠管放入井內，每下放2.0 m使用繩索將膠管與鋼絲繩綁扎在一起。待模板到達井底后，利用φ108膠管作為溜管將拌制好的砂漿連續(xù)輸送至模板上。同時，向上緩慢提升模板，模板自動將砂漿均勻的抹光在導井井壁上，形成1個厚度為3 cm的支護層。操作過程中，隨著模板的上升，溜管會跟隨鋼絲繩逐漸提升至井外，此時逐個解開暴露在井口以外綁扎鋼絲繩和溜管的繩索，并將膠管整齊盤放在井口平臺上。

使用以上方法將導井井壁支護完成，井壁支護示意圖如下所示(見圖2)。

圖2 井壁支護示意

3.5 施工注意事項

(1)井壁支護時，吊運設施鋼絲繩應布置在豎井正中心。

(2)砂漿配合比要經過試驗確定，要保證溜管能夠正常輸送砂漿，同時砂漿能夠穩(wěn)定粘結在井壁上3 cm厚，不會墜落。

(3)下放模板前，將溜管管口綁扎在距模板尖端20 cm處的鋼絲繩上。模板下放過程中，每下放2.0 m使用繩索將膠管與鋼絲繩綁扎在一起。待模板提升時，溜管會跟隨鋼絲繩逐漸提升至井外，此時逐個解開暴露在井口以外綁扎鋼絲繩和溜管的繩索，并將膠管整齊盤放在井口平臺上。

(4)分料盤上升速度要根據溜管輸送砂漿速度而定，保持分料盤上要一直有30 cm左右深度的砂漿，從而保證支護砂漿的連續(xù)性。

4 實施效果

古瓦水電站調壓井導井深131.2 m，直徑D=1.4 m，在使用反井鉆機開挖完成導井后，對導井井壁進行支護。原計劃采用人員乘坐吊籃到達導井內部，使用噴射混凝土對井壁進行支護的方式，工期計劃15 d；而實際使用本提升模板進行支護，僅施工了4 d便完成導井支護，施工進度明顯加快；且施工期間未發(fā)生任何質量、安全事故。

使用此提升模板可以將已開挖完成的小豎井一次支護到位，施工進度快；支護砂漿可以均勻抹光在豎井井壁上，施工質量有保障。該提升模板改變人員到井內支護為機械支護，人員安全得到保障；解決了井內作業(yè)空間狹小、施工環(huán)境較差給施工帶來的不便等問題，技術可行；避免了噴射混凝土產生的煙塵，保護生態(tài)環(huán)境。

該提升模板還具有以下優(yōu)點：

(1)制作簡單

提升模板制作材料主要為δ=0.5 cm鋼板，人員只需要電焊工、普工等，設備僅需電焊機、切割機等，制作極為簡單。

(2)操作方便

施工主要使用拌和工、起重工、司機、普工等工種，設備主要是吊運設施、拌合機、罐車等，材料主要為砂漿、膠管等，施工過程并不復雜，操作方便。

(3)造價低廉

施工所需人員皆非高等技術人員，材料皆非貴重材料，設備皆為常見設備，造價低廉，不會增加過多的投資。

(4)應用范圍廣

該提升模板不僅限于小豎井使用，對水塔、煙筒等小直徑長筒形建筑物的施工皆有借鑒作用。

5 結 語

小直徑豎井在水電站中的應用十分廣泛，具有工程量小、施工難度大、危險性高的特點，施工時需要選擇合理、高效的施工方法。以古瓦水電站調壓井豎井導井為依托，研究一種僅在井口操作即可完成導井井壁初期支護的提升模板，可加快施工進度、降低安全風險、增加經濟效益，能夠對類似工程提供有益的經驗。

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