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        淺析水利工程豎井施工技術(shù)

        2021-05-25 06:15:18張生林
        農(nóng)業(yè)科技與信息 2021年9期
        關(guān)鍵詞:井身井架豎井

        張生林

        (甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司,甘肅蘭州730000)

        1 工程概況

        泉州市惠女至菱溪黃塘引調(diào)水工程C2A 標(biāo)段輸水隧洞輸水線路總長9.8 km,共有4 個(gè)工作區(qū),3條支洞和1 條豎井。豎井位于泉州市泉港區(qū)國有筆架山林場,工程位置為輸水隧洞樁號(hào)ZL16+920 處,由于該區(qū)域支洞征地條件達(dá)不到,故在該區(qū)域空曠平地處設(shè)置豎井一個(gè),用作隧洞上下游開挖的出渣垂直運(yùn)輸通道。豎井工作區(qū)上游洞挖任務(wù)為4.6 km,下游為2.2 km。該豎井深度182.52 m,斷面采用圓形斷面,開挖斷面半徑3.15 m,襯砌厚度0.4 m,采用隨開挖隨支護(hù)原則,在圍巖破碎區(qū)域隨機(jī)設(shè)置錨桿支護(hù),間距1.5 m,梅花型布置,深度3 m[1]。

        2 施工方法

        2.1 豎井結(jié)構(gòu)

        豎井井口設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土鎖口圈梁,井身隨開挖、隨襯砌。豎井井身采用手風(fēng)鉆鉆孔,石渣由抓巖機(jī)配合人工裝渣,然后由渣桶吊運(yùn)至豎井口平臺(tái)卸渣,再由挖掘機(jī)配自卸汽車出渣。井身襯砌混凝土采用豎井滑模自上而下、緊跟開挖進(jìn)行襯砌施工?;炷劣涩F(xiàn)場拌制,由機(jī)動(dòng)翻斗車運(yùn)輸至井口,經(jīng)負(fù)壓溜筒輸送至澆筑部位,附著式振搗器振搗密實(shí)。

        2.2 豎井設(shè)備及輔助系統(tǒng)

        豎井主要由井架和絞車組成,配套提升卷揚(yáng)機(jī)組和其他設(shè)備,豎井井筒內(nèi)布置一套提升系統(tǒng),2 個(gè)3 m3吊桶,1 臺(tái)HZ-6 型中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī),一趟壓風(fēng)管,一趟安全梯,一趟¢600 膠質(zhì)風(fēng)筒,風(fēng)筒及壓風(fēng)管采用井壁吊掛。豎井設(shè)備平面布置如圖1 所示。

        2.3 豎井設(shè)備選型和安全計(jì)算

        根據(jù)井身技術(shù)狀況,選用IIIG 型鋼管井架,溜渣槽傾角為38°~40°,該型井架的有關(guān)參數(shù)如表1 所示。

        表1 井架參數(shù)

        圖1 豎井平面布置圖

        2.3.1 主提升系統(tǒng)的選型計(jì)算 根據(jù)允許承載和實(shí)際荷載計(jì)算能滿足施工要求的數(shù)據(jù)。有關(guān)絞車的計(jì)算數(shù)據(jù)如下:提升鋼絲繩地面懸垂高度為25.970+0.3+1.5+0.63=28.4 m;鋼絲繩最大懸垂高度為H=180+28.4=208.4 m,取209 m;根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,提升機(jī)主軸中心至鋼絲繩懸垂點(diǎn)間距取b=40 m。

        2.3.2 豎井懸吊鋼絲繩、穩(wěn)車、天輪選型 選用吊盤采3 繩懸吊,配套JZ-10/600A 穩(wěn)車3 臺(tái),¢650 天輪6 個(gè),其中3 個(gè)作導(dǎo)向用,金屬模板選用4.2 m 段高掘模板。

        壓風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量計(jì)算如表2 所示。根據(jù)施工工藝和循環(huán)圖表,用風(fēng)量最大時(shí)為打眼,同時(shí)風(fēng)泵排煙。

        3 豎井施工工藝流程

        豎井施工工藝流程如圖2 所示。

        4 豎井開挖和襯砌施工

        4.1 井身開挖

        豎井井身正式施工之前在井口處設(shè)立型號(hào)為IIIG 的井架當(dāng)做提升設(shè)施,以鋼板或者型鋼為材料制作2 個(gè)容量為3 m3的吊桶,用來裝卸廢渣;運(yùn)用人力掘進(jìn)方式,石方依據(jù)巖層狀況可運(yùn)用人力風(fēng)鎬鑿?fù)诘姆椒ǎ绻龅接捕容^強(qiáng)的巖石,運(yùn)用爆破的方法清除,循環(huán)進(jìn)尺的距離為2 m,每個(gè)工作日完成兩個(gè)循環(huán);土石方用型號(hào)為IIIG 的井架輔以裝碴筒運(yùn)輸?shù)骄谔?,然后依托座鉤完成翻渣作業(yè),地表用汽車或者鏟車出渣,使用裝載機(jī)輔以具有自卸功能的汽車運(yùn)輸?shù)教崆按_定好的棄土場;每挖進(jìn)1 m 都要采用恰當(dāng)?shù)呐e措對井壁進(jìn)行保護(hù),若井壁層的穩(wěn)固性不佳,應(yīng)當(dāng)減短護(hù)臂分節(jié)的距離,將護(hù)臂的高度調(diào)節(jié)為50 cm,如有需要,應(yīng)當(dāng)使用加厚型的護(hù)壁鋼筋,保證工程作業(yè)的安全;變頻機(jī)、抽水機(jī)、潛水泵完成排水作業(yè);當(dāng)豎井掘進(jìn)距離超過15 m 之后應(yīng)在井口處配置鼓風(fēng)機(jī),依托軟風(fēng)管實(shí)現(xiàn)井內(nèi)通風(fēng);一邊施工一邊觀察且繪制周圍巖石情況,及時(shí)剖析巖層的穩(wěn)固性,繪制地質(zhì)柱狀圖,確保作業(yè)安全。

        表2 壓風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量計(jì)算

        圖2 豎井施工工藝流程

        4.2 豎井二襯施工工藝流程

        運(yùn)用YJM-4.2 m 將金屬模板砌壁向下移動(dòng),模板利用穩(wěn)車進(jìn)行懸吊,砼依托井口處的集中攪拌站制作完成,然后進(jìn)入倉內(nèi),進(jìn)入倉內(nèi)的砼依托風(fēng)動(dòng)插入型振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。

        4.2.1 模板系統(tǒng) 模板系統(tǒng)主要由提升架、圍圈、模板、輻射梁等組成。其中模板包括2 種類型:特種模板和組合鋼模。圍圈的功能是幫助固定模板承擔(dān)橫向與縱向的負(fù)載,把荷載其分散到提升架與輻射梁等處。圍圈運(yùn)用角鋼桁架型架構(gòu),斷面的規(guī)格是90 cm×50 cm。輻射梁混凝土側(cè)面的荷載大多依托圍圈分散至輻射梁處,由4 根以對稱方式布設(shè)的輻射梁承擔(dān)砼側(cè)面的壓力。提升架主要由鋪板與橫梁構(gòu)成,周邊設(shè)置欄桿,在混凝土澆灌時(shí)使用[2]。

        4.2.2 操作平臺(tái)系統(tǒng) 該系統(tǒng)由上端的受力料平臺(tái)、中心位置的操作平臺(tái)和下端的抹面平臺(tái)構(gòu)成。受力料平臺(tái)包括梁、鋪板、立柱3 個(gè)部分。操作平臺(tái)主要使用木板制成,鋪裝到圍圈上,上端布設(shè)多種操作機(jī)器,是砼澆筑作業(yè)者的作業(yè)場地。抹面平臺(tái)在施工人員進(jìn)行澆灌時(shí)使用,主要包括護(hù)欄、吊桿、腳手板、橫梁等部分,上面調(diào)到圍圈的桁架上,寬度為0.72 m。

        4.2.3 液壓滑升系統(tǒng) 該系統(tǒng)為滑膜上的動(dòng)力設(shè)施,主要包括油路、液壓千斤頂、控制臺(tái)、支撐桿等。爬桿是千斤頂向上爬升的通道,以型號(hào)為ф48×3.5 mm的鋼管制成,每根長度在3~6 m 左右,連接時(shí)同個(gè)高程上的接頭不低于25%,并且臨近支撐桿的接頭應(yīng)當(dāng)在不同位置,接頭的地方以絲牙連在一起。液壓千斤頂用穿心型楔塊千斤頂(QYD-60A),利用油壓實(shí)現(xiàn)油的供給與停止。液壓控制臺(tái)與油路系統(tǒng)用來供千斤頂運(yùn)行且確保千斤頂油壓滿足要求。液壓控制臺(tái)大致包括壓力表、電動(dòng)機(jī)、開關(guān)、溢流閥、油泵、換向閥等幾個(gè)部分。油路系統(tǒng)是將控制臺(tái)和千斤頂連在一起讓油液流動(dòng)的通道,大致包括針閥、管接頭、油管、分液器等部分[3]。

        4.2.4 滑模型式及面板選擇 依據(jù)供水隧洞豎井確定斷面的大小,把滑模設(shè)定為桁架型,使用一套滑模完成豎井的澆灌,選擇桁架組裝型。為讓重量減小、費(fèi)用降低、功效提升,將小塊模板拼合為面板,面板厚度保持在3.5 mm 左右。

        4.2.5 豎井滑模的安裝 依托豎井隔離平臺(tái)完成滑模的裝設(shè),原料機(jī)械以懸吊的方式由井口運(yùn)輸?shù)狡脚_(tái)上。

        5 安全管理

        由于井架承擔(dān)了垂直運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù),存在工作面交叉施工的影響,應(yīng)該把控以下安全點(diǎn):井口及時(shí)封閉,井內(nèi)建立工作平臺(tái);日常檢查設(shè)備的制動(dòng)系統(tǒng);做好操作間和工作面的信息傳遞工作;做好開挖和降水的準(zhǔn)備;備用電源要1 備1 用。

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