摘要:大斷面調(diào)壓井，開挖直徑26m，深度62m，砼襯砌厚度2m，該全圓形大斷面豎井的地質(zhì)條件較差，新鮮巖體僅占22%，開挖過程中易發(fā)生較大范圍坍塌，而調(diào)壓井工程工期是整個廠房標段控制性工期。井筒擴挖采用分區(qū)開挖，短進尺，大孔距、小排距爆破、倒掛砼襯砌支護，逐層淺挖快襯等施工措施循環(huán)施工。既保證了施工安全，又按照計劃完成了施工。

關(guān)鍵詞: 調(diào)壓井;倒掛混凝土;淺挖快襯;臨時支護;施工方法

1、工程概況

四川靈關(guān)水電站地處青衣江支流寶興河中游段，位于寶興縣靈關(guān)鎮(zhèn)小關(guān)子～大溪鄉(xiāng)煙溪口河段上，上接小關(guān)子電站尾水，下接銅頭電站庫尾。調(diào)壓井型式為阻抗式，阻抗孔直徑3.10m，阻抗孔頂面高程801.20m，調(diào)壓室底高程792.00m，頂高程862.00m，高度70.0m，正常運行水位為826.95m，最高涌浪為858.76m，最低涌浪為805.49m，水位最大變輻53.27m。調(diào)壓室井筒為圓形，采用C25鋼筋混凝土襯砌，開挖直徑26m，深度62m，襯砌內(nèi)徑D=22m，厚度200cm，雙層配筋。

2、調(diào)壓井地質(zhì)情況

調(diào)壓井位于煙溪溝溝口左側(cè)山嘴上，與廠房相對高差108m，左右側(cè)均為斜坡并有負地形分布，致使調(diào)壓井地形單薄，基本上三面臨空。地表分布Q4dl+el塊碎石土，厚度5～10m，下伏基巖主要為T3xj2粉砂質(zhì)泥巖，夾薄層泥質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)頁巖及砂巖，巖層陡傾上游，層理發(fā)育，巖石強、弱風化帶下限高程分別841m和813m，鉛直厚度分別為32m和28m。

調(diào)壓井圍巖覆蓋層約占鉛直厚度的8%，強風化巖體占40%，弱風化巖體占30%，新鮮巖體僅占22%。不論風化巖體還是新鮮巖體的完整性都差，由于層間擠壓錯動嚴重，在高程822m以下至井底的弱風化及新鮮巖體中共發(fā)育七條巖塊巖屑型軟弱夾層(C1～C7)和兩條泥夾巖屑型軟弱夾層(Nj1、Nj2)，單層鉛直厚度0.75～5.35m，累計厚度22.95m，占本段圍巖厚度的76.5%，其抗剪強度都較低，對井壁圍巖穩(wěn)定影響較大。

高程841m以上覆蓋層和強風化巖石為Ⅴ類(占井周圍巖的48%);高程841～813m弱風化巖石為Ⅳ2類(占井周圍巖的30%);高程813m以下為新鮮巖體，地下水位高程為802.84m，對施工和圍巖穩(wěn)定有不利影響，圍巖分類為Ⅳ1類(占井周圍巖的22%)。

3、豎井擴挖分段施工措施

針對不同高程地質(zhì)情況的不同采用不同的臨時支護措施，與永久措施配合形成穩(wěn)定的圍巖，保證下一步的施工。

(1)井圈鎖扣及超前支護

根據(jù)本工程工期及地質(zhì)情況的特點，對調(diào)壓井先進行井圈鎖口砼施工，然后進行超前預固結(jié)灌漿及超前錨筋束施工，先形成內(nèi)圈超前預固結(jié)灌漿及部分超前錨筋束，在導井中部進行1～2個孔預固結(jié)灌漿。

(2)覆蓋層至弱風化巖層豎井擴挖施工

擴挖時▽813.00m高程以上為覆蓋層至弱風化層圍巖，巖層破碎，采用立面分層、平面分區(qū)、反鏟扒碴、邊開挖邊倒掛砼襯砌的施工原則進行。在開挖及倒掛砼間隙進行掛Φ16mm鋼筋并結(jié)合噴砼臨時支護。

井挖時，采用淺挖快襯，每向下鉆爆2次(每次孔深1.2～1.5m)，高度≯3m，立即初噴5～10cm厚砼覆蓋，并打水平錨桿，掛鋼筋網(wǎng)噴砼，最后再襯砌一期倒掛砼。如此逐層淺挖快襯，循環(huán)施工。

(3)微風化巖層豎井擴挖施工

▽813.00m高程以下部分圍巖為Ⅵ1，采取邊挖邊錨噴、適時襯砌的施工方法進行施工。

4、豎井施工方法

(1)支護工程設計

① 井口超前固結(jié)灌漿及錨筋束

在反井鉆機導孔(Φ216mm)鉆孔施工前，因調(diào)壓井圍巖為強風化Ⅴ類圍巖，且調(diào)壓井開挖直徑較大，圍巖完整性和穩(wěn)定性很差，溜碴導井成井后圍巖自穩(wěn)能力薄弱、易發(fā)生塌井，不能保證調(diào)壓井擴挖正常施工，因此需對導井和井圈周圍進行62m深的超前固結(jié)灌漿，以及井周進行60m深的錨束施工。

超前固結(jié)灌漿設二排，導井共布設超前固灌孔7個，孔位距離導井邊1.5m、孔距2.5m，環(huán)形布置。超前固灌完成后方可進行導井施工。井圈共設三排半固結(jié)灌漿共297個孔。每孔孔深62米，錨筋束深60m，孔位平行于軸線方向。

②擴挖臨時支護

由于豎井巖性較差，隨擴挖進程，應加強支護，以確保工程質(zhì)量及施工安全。開挖時結(jié)合永久支護，增加相應的臨時支護。Ⅳ1類圍巖施工支護采用Φ28@300×300cm25@1.5m L=4.5m錨桿、掛Φ16mm@20×20cm鋼筋網(wǎng)、噴10cm厚C25混凝土聯(lián)合支護，Ⅳ1類圍巖必要時增設一次砼襯砌;Ⅳ2類、Ⅴ類圍巖施工支護采用錨噴、掛網(wǎng)噴砼、倒掛砼襯砌聯(lián)合的支護形式，并根據(jù)地下水滲出情況布設適量的排水孔。

開挖過程中，應根據(jù)圍巖地質(zhì)條件確定支護方案，對斷面開挖，杜絕欠挖，控制超挖。支護體與巖面應結(jié)合緊密，對地下滲水段鉆設深排水孔用排水管進行引排。

(2)支護工程施工

① 豎井固結(jié)灌漿

由于豎井上部分巖石相當破碎，穩(wěn)定性差，所以開挖時需進行固結(jié)灌漿確保開挖的安全性。

②井圈鋼筋砼鎖口

為加強井口和井壁砼襯砌安全，在井口增加一層厚3.5m、高3m環(huán)形雙層鋼筋砼鎖口梁。

根據(jù)揭示出的地質(zhì)情況及參考招標文件提供的地質(zhì)資料，并結(jié)合調(diào)壓井鋼筋結(jié)構(gòu)圖及以往類似工程施工經(jīng)驗，將鎖口砼斷面尺寸定為3.5m×3m(寬×高);結(jié)合倒掛砼施工，則寬度增至4.5m(倒掛砼襯砌厚度為1m)。相應鎖口砼則為內(nèi)徑為12m，外徑為16.5m，高為3m的一個圓環(huán)結(jié)構(gòu)。頂部高程與設計調(diào)壓井平臺同高(▽862.00)，底部高程▽859.00。詳見附圖。調(diào)壓井▽862.00平臺其余部位澆筑20cm厚砼。砼標號與設計同步為C25砼。

③倒掛砼襯砌施工

813m高程以上部分圍巖巖性較差，需邊擴挖邊進行倒掛砼施工。開挖進尺2～3m，及時跟進倒掛砼襯砌，襯厚1m。

為了能夠盡可能的縮短單個循環(huán)工期時間，倒掛砼擬采用全圓分塊法施工:將整個井圈分為3塊，每塊長27.2m，隔塊澆筑，倒掛砼高4.5m，利用開挖放炮后堆碴，Φ50mm鋼管架搭設施工平臺，用支護后的錨筋、預埋插筋進行加固，材料垂直運輸采用布置于調(diào)壓井平臺上的C5012塔機進行吊運。

倒掛模板施工時，先對Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ倉位進行支模砼澆筑，拆模后再進行Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ倉位砼澆筑。

砼澆筑運輸采用3m3砼攪拌運輸車由拌和站運輸至調(diào)壓井平臺，由集料斗經(jīng)緩降溜管直接入倉。

鋼筋:在鋼筋加工廠按設計圖紙加工成形，由5t平板車運輸至調(diào)壓井頂部平臺，C5012塔吊吊至施工現(xiàn)場，按圖紙和有關(guān)規(guī)范人工綁扎焊接。

模板:襯砌支護混凝土施工的模板采用鋼木組合模板，立面采用標準模板拼裝，底模采用木模板，木模板上預留鋼筋孔。

混凝土振搗:使用 φ100mm高頻插入式振搗碎器結(jié)合φ2″軟軸插入式振搗器按梅花型進行振搗。砼澆筑時應選用有經(jīng)驗的工人按規(guī)范操作，防止過振和漏振，從而影響砼的質(zhì)量。

調(diào)壓井倒掛混凝土施工立面布置圖

④其它技術(shù)措施

考慮山體推力對豎井的影響及圍巖對一次砼擠壓作用，在倒掛砼中，增設置了鋼筋。為避免井壁局部巖石掉塊，在倒掛砼襯砌前初噴5cm厚砼。為確保井筒結(jié)構(gòu)砼的完整性，在倒掛砼與二次砼之間嚴格進行施工縫鑿毛，并沖洗干凈，增設Φ20mm，L=1.6m、間排距1.5m的并縫鋼筋，在一期砼的環(huán)形水平縫中，進行環(huán)向接縫灌漿。為減少爆破震動沖擊波對圍巖的震動破壞，除控制孔深和裝藥量外，并采用光面爆破、非電雷管毫秒孔間微差起爆等技術(shù)措施施工。

另外，考慮到本工程地質(zhì)條件比較復雜，為避免出現(xiàn)大的安全事故發(fā)生，在施工過程中在一定部位增設多點位移計及錨桿應力計，以便及時測定并掌握井筒變形情況，進而有針對性地采取相應措施進行處理。同時提請業(yè)主及監(jiān)理工程師協(xié)調(diào)相關(guān)單位盡快進行邊坡上設計的監(jiān)測設施施工，以對邊坡變形分析提供準確可靠的相關(guān)參數(shù)，確保調(diào)壓井井筒施工安全順利進行。

4.效果評價

本工程由于地質(zhì)條件較差，電站調(diào)壓井井筒開挖支護一期混凝土采用倒掛施工，臨時支護與永久支護相結(jié)合，鎖扣錨固等措施加強了豎井井身的穩(wěn)定，在保證了施工安全的同時又能按照計劃工期完成開挖，為二期混凝土的施工節(jié)約了時間。

參考文獻:

[1]《水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范》中國水利水電出版社SL378-2007

[2]水利水電工程土建施工安全技術(shù)規(guī)程》中國水利水電出版社SL399-2007

[3]《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》中國水利水電出版社SL377-2007

作者簡介:

沈蓓蓓(1973--)，女，管理學碩士，三峽電力職業(yè)學院高級講師，主要從事水利水電建筑工程教學與研究。