论文部分内容阅读
摘 要：本文将结合笔者实践工作经验，对干溪坡水电站调压井混凝土的具体施工方案，及该方案的可行性与合理性进行分析与探讨，以期能够给其他类似项目建设提供一定参考借鉴。
关键词：干溪坡水电站;调压井;混凝土;施工;方案
一、工程概况
干溪坡水电站属于引水式电站，其中主要是由厂房、矩形调压井、由主洞和4条施工支洞组成的引水隧洞以及3孔泄洪闸、2孔冲砂闸、1孔进水闸等首部枢纽等构筑物组成电站。干溪坡电站工程调压井主要是由阻抗孔、底板、横向支撑大梁、矩形井身与半圆形顶拱等构成，其长×宽×高为73×10.4×52.71m，属于埋藏式矩形调压井。
二、调压井介绍
干溪坡水电站调压井属于阻抗式调压井，其处在薄层夹中厚层灰岩上，引水隧洞的末端，后接压力钢管，其结构阻抗孔内径为4m，在与下游侧的山体厚度约3倍的距离进行洞泾开挖，其顶部高程为913.8m，底板高程为862.59m，衬砌厚度达15m，长×宽×高为73×10.4×52.71m，其涌波水位最大限值为905.858m。台机同时甩负荷，涌波水位最小数值为866.471m，剩余台机一同并网带满负荷运行，涌波最小值要比调压井顶部高程大于86259m，涌波最大值要比调压井顶部高程少于9138m，水深充足，杜绝出现漏斗旋涡。阻抗孔上、下板面水头差均与电站运行需求相符，且将双层直径为28的钢筋设置于调压井的底板、井身与顶拱。
设计院、监理方以及指挥部反复交流与讨论我部所呈交的作业方案，且其均将自己的观点与疑问之处提出，以确保此次作业的安全与高效。我部随后呈交调压井作业方案至我局专家部进行论证，以切實保证作业方案具有较高的可行性与合理性。
三、具体论证
当前已经开挖调压井到▽896.0，结合实际开挖状况，调压井的井身和顶拱的围岩都是3-4类，大致情况和地质勘测设计报告相同，部分围岩状况相较于报告情况看来要更为良好。此外，开挖完毕竖井后立即实施临时支护作业（详见作业方案）其中支护内容主要有网喷C20混凝土，厚度为20cm;并且实施梅花型布置系统锚杆，每排间隔距离1.5m等，通过稳定、可靠的加固与支护围岩，能够保证实际作业的安全与岩体的稳定。
（1）我部采取由上至下逐层开挖的方式来开展调压井作业，且采取倒悬法来实施边墙砼与顶拱作业，不过因为受到爆破和混凝土自身重量的影响，需要经过大致计算来预测混凝土能否在墙壁和顶拱处悬挂且不会掉下来。
假设无需将岩壁和混凝土间的咬合力考虑在内，仅利用系统锚杆抗剪强度来对混凝土自身重量进行平衡，选择0.7m厚，4m长，3m高的边墙来开展试验，其平面面积：3m×4m=12m2，自重：3m×4m×0.7m×25KN/m3=210KN。根据理论分析，系统锚杆在每平方米面积分布为：1.5 m×1.5m/4根 =0.56根/ m2，X=12 m2×0.56根/ m2=6.75根，通过调查与计算可知Φ22锚杆抗剪应力值f=120N/mm2，其抗剪强度值F=钢筋根数×单根钢筋截面面积×钢筋抗。剪应力=6.75根×3.14×11mm×11mm×120 N/mm2=307751N=307.751 KN，假设安全系数为K，F=G×K，K=F/G=307.751KN/210KN=1.465。所以，根据理论可以推算出能够确保边墙砼不掉下来，顶拱锚杆受拉力，具有更大的强度，因此顶拱砼安全系数更高。
（2）当对第一循环区进行混凝土浇筑后，需要立即固结与回填灌浆完成衬砌的边墙与顶拱，灌浆结束后方可实施下一个循环施工，即便需要花费较长的灌浆时间，不过却能够大大确保了基岩的稳定性，让围岩和混凝土间的黏结能力大大提高，增强其咬合力。
（3）联系大梁的作业可以对顶支撑起由于开挖卸荷而导致围岩两边墙出现的失稳与垮塌的现象。
（4）围岩自身是否稳定将会直接影响到混凝土是否会往下掉，不过因为围岩的类型和局部均具有一定差别，所以在此次工程中，我部采用一块边墙开展试验，浇筑两层，每层厚度为15m，选择较具代表意义，较为整齐的基岩，长4m，高1.5cm，厚度为0.7m来实施作业，具体流程如下：第一，完善作业前的安全通道，将安全隐患消除;第二，将钢管脚手架搭设在墙边，同时把脚手架稳固连接墙壁锚杆;第三，将与岩壁相临近的钢筋进行稳固绑扎;第四，将钢模板铺设在特定高程处作为底模，随后对其三面进行立模，每面模板高为1.5m，采取横、竖方钢实施拉筋来达到对模板进行加固的目的，同时通过测量摸检达标后方可对其重要数据进行记录;第五，通过自检达标后，由监理对仓面进行验收;第六，混凝土浇筑，采取C50泵送进仓实施混凝土浇筑，不过由于仓面比较狭窄，所以需要安排专业技术人员来对混凝土进仓的速度以及浇筑质量进行把控;第七，当浇筑完成首层混凝土后方可开展下层作业;第八，当完成浇筑第二层混凝土后，经过7天混凝土强度达到70%后方可将试验块模板拆除;第六，将模板拆除不超过3天的时间内，需要安排专门人员每日对混凝土位移情况进行检查与测量。在此次试验中混凝土并未出现变形与位移的情况，所以此次试验成功，且理论计算参数取值合理。
综上所述，我部认为，在调压井岩体没有出现垮塌，且自身稳定的情况下，顶拱及边墙衬砌的施工方案可行，可以保证作业环节的安全。
参考文献：
[1]丁伟，方志勇，张方安.调压井混凝土衬砌滑模施工[J].水电与新能源，2010（1）：60-63.
[2]李奇，李影，张晓龙.滑模技术在调压井混凝土施工中的应用[J].水利规划与设计，2013（1）：40-43.
关键词：干溪坡水电站;调压井;混凝土;施工;方案
一、工程概况
干溪坡水电站属于引水式电站，其中主要是由厂房、矩形调压井、由主洞和4条施工支洞组成的引水隧洞以及3孔泄洪闸、2孔冲砂闸、1孔进水闸等首部枢纽等构筑物组成电站。干溪坡电站工程调压井主要是由阻抗孔、底板、横向支撑大梁、矩形井身与半圆形顶拱等构成，其长×宽×高为73×10.4×52.71m，属于埋藏式矩形调压井。
二、调压井介绍
干溪坡水电站调压井属于阻抗式调压井，其处在薄层夹中厚层灰岩上，引水隧洞的末端，后接压力钢管，其结构阻抗孔内径为4m，在与下游侧的山体厚度约3倍的距离进行洞泾开挖，其顶部高程为913.8m，底板高程为862.59m，衬砌厚度达15m，长×宽×高为73×10.4×52.71m，其涌波水位最大限值为905.858m。台机同时甩负荷，涌波水位最小数值为866.471m，剩余台机一同并网带满负荷运行，涌波最小值要比调压井顶部高程大于86259m，涌波最大值要比调压井顶部高程少于9138m，水深充足，杜绝出现漏斗旋涡。阻抗孔上、下板面水头差均与电站运行需求相符，且将双层直径为28的钢筋设置于调压井的底板、井身与顶拱。
设计院、监理方以及指挥部反复交流与讨论我部所呈交的作业方案，且其均将自己的观点与疑问之处提出，以确保此次作业的安全与高效。我部随后呈交调压井作业方案至我局专家部进行论证，以切實保证作业方案具有较高的可行性与合理性。
三、具体论证
当前已经开挖调压井到▽896.0，结合实际开挖状况，调压井的井身和顶拱的围岩都是3-4类，大致情况和地质勘测设计报告相同，部分围岩状况相较于报告情况看来要更为良好。此外，开挖完毕竖井后立即实施临时支护作业（详见作业方案）其中支护内容主要有网喷C20混凝土，厚度为20cm;并且实施梅花型布置系统锚杆，每排间隔距离1.5m等，通过稳定、可靠的加固与支护围岩，能够保证实际作业的安全与岩体的稳定。
（1）我部采取由上至下逐层开挖的方式来开展调压井作业，且采取倒悬法来实施边墙砼与顶拱作业，不过因为受到爆破和混凝土自身重量的影响，需要经过大致计算来预测混凝土能否在墙壁和顶拱处悬挂且不会掉下来。
假设无需将岩壁和混凝土间的咬合力考虑在内，仅利用系统锚杆抗剪强度来对混凝土自身重量进行平衡，选择0.7m厚，4m长，3m高的边墙来开展试验，其平面面积：3m×4m=12m2，自重：3m×4m×0.7m×25KN/m3=210KN。根据理论分析，系统锚杆在每平方米面积分布为：1.5 m×1.5m/4根 =0.56根/ m2，X=12 m2×0.56根/ m2=6.75根，通过调查与计算可知Φ22锚杆抗剪应力值f=120N/mm2，其抗剪强度值F=钢筋根数×单根钢筋截面面积×钢筋抗。剪应力=6.75根×3.14×11mm×11mm×120 N/mm2=307751N=307.751 KN，假设安全系数为K，F=G×K，K=F/G=307.751KN/210KN=1.465。所以，根据理论可以推算出能够确保边墙砼不掉下来，顶拱锚杆受拉力，具有更大的强度，因此顶拱砼安全系数更高。
（2）当对第一循环区进行混凝土浇筑后，需要立即固结与回填灌浆完成衬砌的边墙与顶拱，灌浆结束后方可实施下一个循环施工，即便需要花费较长的灌浆时间，不过却能够大大确保了基岩的稳定性，让围岩和混凝土间的黏结能力大大提高，增强其咬合力。
（3）联系大梁的作业可以对顶支撑起由于开挖卸荷而导致围岩两边墙出现的失稳与垮塌的现象。
（4）围岩自身是否稳定将会直接影响到混凝土是否会往下掉，不过因为围岩的类型和局部均具有一定差别，所以在此次工程中，我部采用一块边墙开展试验，浇筑两层，每层厚度为15m，选择较具代表意义，较为整齐的基岩，长4m，高1.5cm，厚度为0.7m来实施作业，具体流程如下：第一，完善作业前的安全通道，将安全隐患消除;第二，将钢管脚手架搭设在墙边，同时把脚手架稳固连接墙壁锚杆;第三，将与岩壁相临近的钢筋进行稳固绑扎;第四，将钢模板铺设在特定高程处作为底模，随后对其三面进行立模，每面模板高为1.5m，采取横、竖方钢实施拉筋来达到对模板进行加固的目的，同时通过测量摸检达标后方可对其重要数据进行记录;第五，通过自检达标后，由监理对仓面进行验收;第六，混凝土浇筑，采取C50泵送进仓实施混凝土浇筑，不过由于仓面比较狭窄，所以需要安排专业技术人员来对混凝土进仓的速度以及浇筑质量进行把控;第七，当浇筑完成首层混凝土后方可开展下层作业;第八，当完成浇筑第二层混凝土后，经过7天混凝土强度达到70%后方可将试验块模板拆除;第六，将模板拆除不超过3天的时间内，需要安排专门人员每日对混凝土位移情况进行检查与测量。在此次试验中混凝土并未出现变形与位移的情况，所以此次试验成功，且理论计算参数取值合理。
综上所述，我部认为，在调压井岩体没有出现垮塌，且自身稳定的情况下，顶拱及边墙衬砌的施工方案可行，可以保证作业环节的安全。
参考文献：
[1]丁伟，方志勇，张方安.调压井混凝土衬砌滑模施工[J].水电与新能源，2010（1）：60-63.
[2]李奇，李影，张晓龙.滑模技术在调压井混凝土施工中的应用[J].水利规划与设计，2013（1）：40-43.