王 波

（山西省東山供水工程建設(shè)管理局 山西太原 030002）

1 工程概況

山西大水網(wǎng)東山供水工程關(guān)河泵站為豎井式泵站，泵站設(shè)計(jì)取水量2 266萬(wàn)m3/年，5臺(tái)單機(jī)流量0.68m3/s水泵并聯(lián)運(yùn)行，水泵單機(jī)容量為3臺(tái)1250kW和2臺(tái)900 kW，總裝機(jī)5 550 kW。泵站主要建筑物包括主廠房、變電站、隧洞、調(diào)壓井、出水鋼管等。

1#隧洞位于泵站出水口920 m，全長(zhǎng)301 m，調(diào)壓井位于1#隧洞中間位置，距隧洞進(jìn)口133 m，為高45.4 m，半徑4.7 m的圓形豎井，地面以下37.4 m，地面以上8 m?；炷烈r砌完成后，井筒半徑為4.0 m。

調(diào)壓井地層巖性為第四系中更新洪積（Q2pl）低液限黏土，淡紅、棕色、稍濕、硬塑，結(jié)構(gòu)較密實(shí)，含鈣質(zhì)結(jié)核。圍巖厚度2～36 m，局部地段夾級(jí)配不良砂、卵石混合土層透鏡體，無(wú)地下水影響，圍巖土體極不穩(wěn)定，圍巖類別為V類，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行支護(hù)和襯砌。調(diào)壓井橫斷面見圖1。

圖1 調(diào)壓井橫斷面圖

2 施工方案

2.1 超前管棚施工

調(diào)壓井土方開挖采用自上而下開挖，開挖前先進(jìn)行超前管棚施工。先采用反循環(huán)型鉆機(jī)沿開挖邊線外1.0 m一周布置鉆孔，孔深38.4 m，孔間距50 cm，鉆孔過(guò)程中采用紅黏土進(jìn)行固壁，防止?？?。鉆孔完成后及時(shí)打超前管棚，超前管棚采用單根長(zhǎng)3 m，直徑Φ78 mm的無(wú)縫鋼管，鋼管上梅花型布置間距10 cm的注漿孔，逐根焊接后打入鉆孔內(nèi)，超前管棚深入長(zhǎng)度控制在調(diào)壓井下部隧洞的頂高程以上，地面以上外露30 cm用作注漿。超前管棚施工完成后進(jìn)行管棚注漿，以提高周邊開挖土質(zhì)的密實(shí)性和穩(wěn)定性。注漿設(shè)備采用SYB60/5型注漿泵，注漿壓力控制在0.1～0.3 MPa。

2.2 導(dǎo)井施工

下部隧洞開挖至調(diào)壓井位置時(shí)做好一次支護(hù)后停止施工，導(dǎo)井在隧洞內(nèi)位置預(yù)留在開挖掌子面頂部，采用反循環(huán)型鉆機(jī)鉆孔，鉆至和下部隧洞垂直聯(lián)通。為了后期開挖設(shè)備在井內(nèi)活動(dòng)方便，導(dǎo)井直徑設(shè)為1.2 m，布置在調(diào)壓井內(nèi)距井壁1.5～2.0 m的位置。

2.3 調(diào)壓井土方開挖

為了防止施工過(guò)程中破壞井口，首先在調(diào)壓井口沿開挖邊線修筑寬0.5 m、高0.5 m的混凝土鎖口，再采用0.3 m3小型挖掘機(jī)配合人工從地面自上而下分層進(jìn)行土方開挖，開挖土料通過(guò)導(dǎo)井倒入下部隧洞開挖掌子面，再通過(guò)扒渣機(jī)配合農(nóng)用車通過(guò)開挖完成的隧洞運(yùn)輸至洞外棄渣場(chǎng)。井壁周邊至導(dǎo)井口應(yīng)有適當(dāng)坡度，便于扒渣。調(diào)壓井施工示意圖見圖2。

圖2 調(diào)壓井施工示意圖

2.4 混凝土一次噴護(hù)

按照設(shè)計(jì)要求，每開挖0.8 m深采用普通18#工字鋼進(jìn)行鋼拱架支撐，Φ8鋼筋網(wǎng)150 mm×150 mm掛網(wǎng)噴20 cm厚C20混凝土，并打入土釘加固。土釘為長(zhǎng)2.5 m的Φ48普通鋼管，深入土體2.3 m，排距0.8 m，梅花型布置，環(huán)向間距1.0 m，采用YT28型氣腿式鉆機(jī)打入土體內(nèi)。

2.5 混凝土襯砌

調(diào)壓井開挖及一次支護(hù)全部完成后，為了避免和隧洞交叉施工，待完成剩余的隧洞開挖后，從隧洞內(nèi)自下而上進(jìn)行調(diào)壓井混凝土二次襯砌。

鋼筋按設(shè)計(jì)要求在加工場(chǎng)加工完成后，農(nóng)用車運(yùn)至調(diào)壓井口，采用50 t汽吊吊至襯砌工作面。豎向鋼筋采用直螺紋套筒連接，環(huán)向鋼筋采用焊接連接。

模板采用長(zhǎng)1.5 m，寬0.6 m的弧形定型組合鋼模板，背面橫向和豎向均采用18#工字鋼支撐加固，四周邊沿采用14#槽鋼支撐并打孔，拼裝采用螺栓連接，內(nèi)拉支撐固定，50 t汽吊配合安裝。

混凝土采用商品混凝土，澆筑坍落度控制在7～9cm，配合比采用二級(jí)配，混凝土灌車運(yùn)輸，長(zhǎng)臂輸送泵輸送混凝土經(jīng)溜筒漏斗入倉(cāng)，四周均勻上升，平鋪法分層澆筑，每層厚度不大于40 cm，人工平倉(cāng)振搗。每層混凝土襯砌厚度為2.0 m，各層之間施工縫采寬30 cm，厚1.0 mm紫銅止水為防水，建基面做好人工鑿毛。

3 安全施工措施

1）在調(diào)壓井口修筑混凝土鎖口，并在周圍修建排水溝、截水溝，防止雨季地表水流入井內(nèi)。在井口邊設(shè)置1.4 m高的防護(hù)欄，0.35 m高的擋腳板。

2）調(diào)壓井口設(shè)置檢驗(yàn)合格的電動(dòng)葫蘆吊籃上下人員，井內(nèi)設(shè)置爬梯，作為停電應(yīng)急使用。提升設(shè)備和鋼絲繩按照《水利水電工程施工通用安全技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，定期進(jìn)行檢查、保養(yǎng)、維修、更換。

3）每層開挖完成后必須認(rèn)真處理浮石和井壁。導(dǎo)井被堵塞時(shí)，嚴(yán)禁在導(dǎo)井口位置或?qū)Ь畠?nèi)處理，防止石渣墜落砸傷。

4）吊車應(yīng)配有專門司機(jī)和信號(hào)員，其他人員不得隨便指揮和操作。

5）調(diào)壓井和平洞貫通后，嚴(yán)禁調(diào)壓井和平洞同時(shí)施工。調(diào)壓井施工時(shí)，底部嚴(yán)禁站人，并在調(diào)壓井底部設(shè)置防護(hù)網(wǎng)或防護(hù)棚，避免墜物砸傷。

4 進(jìn)度、投資和安全分析

4.1 進(jìn)度方面

原設(shè)計(jì)方案超前管棚，每2.0 m打一環(huán)，每環(huán)耗時(shí)2 d，累計(jì)耗時(shí)40 d，且工序銜接、原材料入場(chǎng)、施工設(shè)備更換、施工人員輪換等將耗費(fèi)更多時(shí)間。本方案實(shí)際超前管棚（注漿）施工共25 d完成，且一次施工完成，節(jié)省工序銜接時(shí)間。

施工單位投標(biāo)原施工方案中，出渣方式采用調(diào)壓井內(nèi)0.3 m3小型挖掘機(jī)裝開挖料入吊罐料斗中，通過(guò)井口10 t門機(jī)吊至井外自卸汽車，再運(yùn)至棄渣場(chǎng)。實(shí)際本施工方案出渣方式變?yōu)椋合却蛑睆?.2 m的導(dǎo)洞，再自上而下采用小挖掘機(jī)配合人員進(jìn)行開挖，通過(guò)導(dǎo)洞倒入下部平洞，平洞內(nèi)采用扒渣機(jī)和農(nóng)用汽車運(yùn)至洞外棄渣場(chǎng)。

采用門機(jī)吊罐出渣，每罐吊運(yùn)速度為15 min，每罐運(yùn)輸量為1.5 m3，每天出渣約60 m3，且吊罐出渣與土方開挖不能同時(shí)進(jìn)行，每一個(gè)循環(huán)1.2 m的土方開挖及一次支護(hù)工期需要2 d。本方案出渣方式采用導(dǎo)洞和平洞出渣，實(shí)際施工強(qiáng)度為完成一個(gè)循環(huán)1.2 m的土方開挖及一次支護(hù)需要1 d，較原投標(biāo)出渣方案節(jié)省約一半時(shí)間。

4.2 投資方面

原設(shè)計(jì)中，超前管棚每2.0 m高打一環(huán)，環(huán)向間距0.5 m，每環(huán)共57根，每根長(zhǎng)3.0 m，共需1 160根，長(zhǎng)3 480 m。實(shí)際施工中，采用本施工方案從地面自上而下一次性鉆孔打進(jìn)，深入地下38.4 m，間距0.5 m，共57個(gè)鉆孔需無(wú)縫鋼管約2 050 m，比原設(shè)計(jì)少1 274 m長(zhǎng)，節(jié)省超前管棚支護(hù)（灌漿）投資約35萬(wàn)元。本出渣方案省去調(diào)壓井口門機(jī)、鋼絲繩和吊罐等吊裝設(shè)備，減少門機(jī)司機(jī)、信號(hào)員等特種作業(yè)人員，減少施工資源投入。

4.3 安全方面

門機(jī)、吊罐、鋼絲繩等吊裝設(shè)備的投入，既增加施工資源投入，又增加起重運(yùn)輸方面的安全生產(chǎn)危險(xiǎn)源，且多一道施工工序，就多一個(gè)安全隱患。

綜上所述，本施工方案在工期上節(jié)省了每道工序的超前管棚施工時(shí)間和吊罐出渣時(shí)開挖等待時(shí)間；在投資上節(jié)省了管棚鋼管材料費(fèi)，且減少了門機(jī)、吊罐、門機(jī)操作人員、人工開挖人員等的投入；在安全方面，減少了吊裝設(shè)備、鋼絲繩等危險(xiǎn)源，避免了安全事故的發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文從調(diào)壓井工程項(xiàng)目的超前管棚、導(dǎo)井、土方開挖、一次支護(hù)和混凝土二次襯砌等各道施工工序，詳細(xì)介紹了調(diào)壓井的實(shí)際施工方案，并重點(diǎn)通過(guò)超前管棚施工和出渣方式的施工方案與常規(guī)的設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行比較，總結(jié)出了進(jìn)度快、投資少、安全隱患少的調(diào)壓井施工方案。