干溪坡水電站調(diào)壓井混凝土的施工方案

潘馳海

摘 要：本文將結(jié)合筆者實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對干溪坡水電站調(diào)壓井混凝土的具體施工方案，及該方案的可行性與合理性進(jìn)行分析與探討，以期能夠給其他類似項(xiàng)目建設(shè)提供一定參考借鑒。

關(guān)鍵詞：干溪坡水電站;調(diào)壓井;混凝土;施工;方案

一、工程概況

干溪坡水電站屬于引水式電站，其中主要是由廠房、矩形調(diào)壓井、由主洞和4條施工支洞組成的引水隧洞以及3孔泄洪閘、2孔沖砂閘、1孔進(jìn)水閘等首部樞紐等構(gòu)筑物組成電站。干溪坡電站工程調(diào)壓井主要是由阻抗孔、底板、橫向支撐大梁、矩形井身與半圓形頂拱等構(gòu)成，其長×寬×高為73×10.4×52.71m，屬于埋藏式矩形調(diào)壓井。

二、調(diào)壓井介紹

干溪坡水電站調(diào)壓井屬于阻抗式調(diào)壓井，其處在薄層夾中厚層灰?guī)r上，引水隧洞的末端，后接壓力鋼管，其結(jié)構(gòu)阻抗孔內(nèi)徑為4m，在與下游側(cè)的山體厚度約3倍的距離進(jìn)行洞涇開挖，其頂部高程為913.8m，底板高程為862.59m，襯砌厚度達(dá)15m，長×寬×高為73×10.4×52.71m，其涌波水位最大限值為905.858m。臺(tái)機(jī)同時(shí)甩負(fù)荷，涌波水位最小數(shù)值為866.471m，剩余臺(tái)機(jī)一同并網(wǎng)帶滿負(fù)荷運(yùn)行，涌波最小值要比調(diào)壓井頂部高程大于86259m，涌波最大值要比調(diào)壓井頂部高程少于9138m，水深充足，杜絕出現(xiàn)漏斗旋渦。阻抗孔上、下板面水頭差均與電站運(yùn)行需求相符，且將雙層直徑為28的鋼筋設(shè)置于調(diào)壓井的底板、井身與頂拱。

設(shè)計(jì)院、監(jiān)理方以及指揮部反復(fù)交流與討論我部所呈交的作業(yè)方案，且其均將自己的觀點(diǎn)與疑問之處提出，以確保此次作業(yè)的安全與高效。我部隨后呈交調(diào)壓井作業(yè)方案至我局專家部進(jìn)行論證，以切實(shí)保證作業(yè)方案具有較高的可行性與合理性。

三、具體論證

當(dāng)前已經(jīng)開挖調(diào)壓井到▽896.0，結(jié)合實(shí)際開挖狀況，調(diào)壓井的井身和頂拱的圍巖都是3-4類，大致情況和地質(zhì)勘測設(shè)計(jì)報(bào)告相同，部分圍巖狀況相較于報(bào)告情況看來要更為良好。此外，開挖完畢豎井后立即實(shí)施臨時(shí)支護(hù)作業(yè)（詳見作業(yè)方案）其中支護(hù)內(nèi)容主要有網(wǎng)噴C20混凝土，厚度為20cm;并且實(shí)施梅花型布置系統(tǒng)錨桿，每排間隔距離1.5m等，通過穩(wěn)定、可靠的加固與支護(hù)圍巖，能夠保證實(shí)際作業(yè)的安全與巖體的穩(wěn)定。

（1）我部采取由上至下逐層開挖的方式來開展調(diào)壓井作業(yè)，且采取倒懸法來實(shí)施邊墻砼與頂拱作業(yè)，不過因?yàn)槭艿奖坪突炷磷陨碇亓康挠绊?，需要?jīng)過大致計(jì)算來預(yù)測混凝土能否在墻壁和頂拱處懸掛且不會(huì)掉下來。

假設(shè)無需將巖壁和混凝土間的咬合力考慮在內(nèi)，僅利用系統(tǒng)錨桿抗剪強(qiáng)度來對混凝土自身重量進(jìn)行平衡，選擇0.7m厚，4m長，3m高的邊墻來開展試驗(yàn)，其平面面積：3m×4m=12m2，自重：3m×4m×0.7m×25KN/m3=210KN。根據(jù)理論分析，系統(tǒng)錨桿在每平方米面積分布為：1.5 m×1.5m/4根 =0.56根/ m2，X=12 m2×0.56根/ m2=6.75根，通過調(diào)查與計(jì)算可知Φ22錨桿抗剪應(yīng)力值f=120N/mm2，其抗剪強(qiáng)度值F=鋼筋根數(shù)×單根鋼筋截面面積×鋼筋抗。剪應(yīng)力=6.75根×3.14×11mm×11mm×120 N/mm2=307751N=307.751 KN，假設(shè)安全系數(shù)為K，F(xiàn)=G×K，K=F/G=307.751KN/210KN=1.465。所以，根據(jù)理論可以推算出能夠確保邊墻砼不掉下來，頂拱錨桿受拉力，具有更大的強(qiáng)度，因此頂拱砼安全系數(shù)更高。

（2）當(dāng)對第一循環(huán)區(qū)進(jìn)行混凝土澆筑后，需要立即固結(jié)與回填灌漿完成襯砌的邊墻與頂拱，灌漿結(jié)束后方可實(shí)施下一個(gè)循環(huán)施工，即便需要花費(fèi)較長的灌漿時(shí)間，不過卻能夠大大確保了基巖的穩(wěn)定性，讓圍巖和混凝土間的黏結(jié)能力大大提高，增強(qiáng)其咬合力。

（3）聯(lián)系大梁的作業(yè)可以對頂支撐起由于開挖卸荷而導(dǎo)致圍巖兩邊墻出現(xiàn)的失穩(wěn)與垮塌的現(xiàn)象。

（4）圍巖自身是否穩(wěn)定將會(huì)直接影響到混凝土是否會(huì)往下掉，不過因?yàn)閲鷰r的類型和局部均具有一定差別，所以在此次工程中，我部采用一塊邊墻開展試驗(yàn)，澆筑兩層，每層厚度為15m，選擇較具代表意義，較為整齊的基巖，長4m，高1.5cm，厚度為0.7m來實(shí)施作業(yè)，具體流程如下：第一，完善作業(yè)前的安全通道，將安全隱患消除;第二，將鋼管腳手架搭設(shè)在墻邊，同時(shí)把腳手架穩(wěn)固連接墻壁錨桿;第三，將與巖壁相臨近的鋼筋進(jìn)行穩(wěn)固綁扎;第四，將鋼模板鋪設(shè)在特定高程處作為底模，隨后對其三面進(jìn)行立模，每面模板高為1.5m，采取橫、豎方鋼實(shí)施拉筋來達(dá)到對模板進(jìn)行加固的目的，同時(shí)通過測量摸檢達(dá)標(biāo)后方可對其重要數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄;第五，通過自檢達(dá)標(biāo)后，由監(jiān)理對倉面進(jìn)行驗(yàn)收;第六，混凝土澆筑，采取C50泵送進(jìn)倉實(shí)施混凝土澆筑，不過由于倉面比較狹窄，所以需要安排專業(yè)技術(shù)人員來對混凝土進(jìn)倉的速度以及澆筑質(zhì)量進(jìn)行把控;第七，當(dāng)澆筑完成首層混凝土后方可開展下層作業(yè);第八，當(dāng)完成澆筑第二層混凝土后，經(jīng)過7天混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后方可將試驗(yàn)塊模板拆除;第六，將模板拆除不超過3天的時(shí)間內(nèi)，需要安排專門人員每日對混凝土位移情況進(jìn)行檢查與測量。在此次試驗(yàn)中混凝土并未出現(xiàn)變形與位移的情況，所以此次試驗(yàn)成功，且理論計(jì)算參數(shù)取值合理。

綜上所述，我部認(rèn)為，在調(diào)壓井巖體沒有出現(xiàn)垮塌，且自身穩(wěn)定的情況下，頂拱及邊墻襯砌的施工方案可行，可以保證作業(yè)環(huán)節(jié)的安全。

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