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老挝南杉3B调压井开挖施工技术
摘 要：老挝南杉3B调压井，井深74米，调压井地质较差，以泥质板岩、强风化沙质板岩及粘土组成，施工难度较大，如果支护不及时就容易坍塌，存在较大的安全隐患，同时影响整个电站的节点工期和对老挝业主违约的风险，本文总结了老挝南杉3B电站调压井施工方案和经验，供同类施工建筑物借鉴和参考。
关键词：调压井;支护;导井;开挖
一、工程概述
1.1 概述
老挝南杉3B调压井布置于引7+092m处，采用阻抗式，底部开挖高程EL542，顶部高程EL616，高74m，采用圆形断面，井筒开挖断面直径D=7.5m，EL616～EL608为锁口段，开挖直径7.8m。阻抗孔直径D=1.4m，最高涌波水位EL611.356，最低涌波水位EL563.345，调压井后接压力钢管埋管。
调压井布置在山顶下方地表高程约637m处的山脊部位，地形坡度较平缓。参照调压井钻孔编录资料，调压井处地质情况如下：
1.1.1 底层岩性
EL626～EL624.4坡积层、粘土，EL624.4～EL597.16泥质板岩(其中EL613.27～EL599.17：呈泥状)，EL597.16～EL589.21砂质板岩，EL589.21～EL576.48砂质板岩且风化强烈(岩心呈砂土状)，EL587m～EL576.48泥质板岩，EL576.48m～EL548.12砂质板岩。
1.1.2 风化程度
EL624.4～EL599.17为全风化，EL599.17～EL589.21为镶嵌～碎裂结构，EL589.21～EL576.48以散体状结构为主(其中EL583.18～EL576.48呈碎块状)，EL576.48～548.12为镶嵌～碎裂结构。
1.1.3 岩体结构
EL624.4～EL597.16为散体结构，EL597.16～EL589.21为镶嵌～碎裂结构，EL589.21～EL576.48以散体状结构为主(其中EL583.18～EL576.48呈碎块状)，EL576.48m～EL548.12为镶嵌～碎裂结构。
1.1.4 地下水位：调压井井口处地下水位在EL563.500高程处。
1.2 主要工程量
调压井井挖主要工程量详见表1。
二、施工布置
2.1 施工道路及渣场的布置
施工道路为，用挖机从去垭口的弯道处沿山坡修筑约800米即可完成调压井施工道路;弃渣场为下游沟道。
2.2 风、水、电系统的布置
供风采用1台16m3/min电动空压机，调压井EL616平台附近设置集水坑供水;1台200KVA变压器供电。
2.3 施工通讯
施工通讯主要用对讲机和手机联系。
三、施工方案
调压井开挖遵循先开挖导井、再扩挖的原则进行。在EL616处开始打导井，导井直径2.0m。导井贯通后开始扩挖、支护。导井出渣用卷扬机将渣料提升至EL616平台，然后用自制的底卸式轨道车进行接渣并沿轨道运行至弃渣场，由于导井较小弃渣量小，可就近用人工推动轨道车弃渣。扩挖出渣利用导井将渣料滑落至垭口下游主洞内，再用扒渣机出渣，自卸三轮车运输至5#渣场弃渣。
四、施工方法
4.1 导井开挖
4.1.1 井口提升设备安装
用[12槽钢和16号工字钢及两个导向滑轮制作一套龙门架，架设在导井井口，在EL616处安装1台5t卷扬机做为导井开挖提升设备，在井口用16工字钢将井口铺设一个工作平台，并将轨道架设在工字钢平台上，预留1.5*1.5的井口。
4.1.2 导井开挖及支护
导井开挖至上而下进行，土方采用人工开挖，石方进行爆破。出渣采用卷扬机提升至EL616处，然后，卸到自制的轨道车上，人工推动至卸渣场卸渣。导井支护采用素喷砼的方法。
4.2 锁口段扩挖及锁口砼浇筑
4.2.1 锁口段扩挖、支护
(1)锁口段扩挖前，首先进行锚筋桩施工。锚筋桩造孔采用100B钻机，孔深10m。采用先插锚筋桩后注浆的施工工艺安装锚筋桩，锚筋桩采用3根Φ28、单根长度10m的钢筋焊接成钢筋束，在钢筋束上焊接两道对中环。安装时需安装灌浆管，并将灌浆管与钢筋束绑扎牢固，然后同时装入孔内。
(2)锁口段扩挖采用人工配合反铲进行，机械开挖时，预留30～50cm保护层采用人工修整，保证成形质量及侧壁稳定。出渣首先考虑EL616平台，若EL616平台因距工作面高差太大无法出渣时再用导井出渣。
(3)按照边开挖、边支护的原则进行。
4.2.2 锁口段砼浇筑
调压井锁口段砼浇筑计划在雨季前完成。另雨季来临前，需在井口搭设防雨蓬，做好井口周边排水设施，确保井内正常施工。
(1)钢筋按要求进行原材料试验及焊接接头试验，现场绑扎、安装，钢筋搭接均采用焊接，单面焊10d。钢筋绑扎时，做好防护工作。
(2)锁口段C20砼采用小型搅拌机拌制，溜槽入仓，3cm厚木模板模筑。
(3)锁口段砼分层浇筑，每层高度2.0m，插入式振捣棒振捣密实。
(4)砼采用表面洒水养护，脱模时间不少于3天。
4.3 扩挖
锁口段施工完成后，开始继续扩挖。扩挖采用人工爆破的方法，出渣利用导井将渣料滑落至垭口下游主洞内，再用扒渣机出渣，自卸三轮车运输至5#渣场弃渣。
4.3.1 扩挖
采用YT-28手风钻钻孔爆破，岩石较破碎时预留10～30cm保护层，然后人工处理至设计开挖面，岩石较好时，周边孔需采用光面爆破，爆破参数经现场试验确定后上报监理审批。
扩挖渣料沿导井滑落至垭口下游引水隧洞。再用扒渣机出渣，自卸三轮车配合运输至垭口处5#弃渣场。
4.3.2 支护
支护遵循“边开挖、边支护”的原则进行，每开挖2m进行支护，支护完成后继续下一循环施工。依据设计图纸，调压井井挖支护形式为系统锚杆、挂网喷砼。
1) 锚杆
锚杆造孔采用YT-28手风钻，孔径大于φ32，孔向与井壁垂直，孔深按照设计图纸4.0m(2.5m)@2.0m*2.0梅花形交错布置。
锚杆安装前首先用高压风清孔。然后用先注浆、后插锚杆的工艺施工。注浆采用锚杆注浆机，首先将注浆管插入孔底，边注浆边缓慢拔出注浆管，直至孔口有浆液流出，停止注浆，开始安装锚杆。锚杆采用人工安装，安装完成后需补浆、封孔。
2)挂网喷砼
按照图纸要求，人工挂φ6@0.2m*0.2m钢筋网。喷射砼前保证井壁清洁，喷射料在EL616平台现场拌制，喷射砼作业应自下而上进行，喷护厚度严格按照设计要求控制。
五、施工机械设备、材料及人员配置
5.1 主要施工机械设备
施工主要机械设备及材料配置见表2。
5.2 投入劳动力配置
劳力配置详见表3。
六、质量保证措施
6.1 开挖质量保证措施
1)调压井开挖采用中心点放样的方法进行，用全站仪准确放样出中心点，再用铅垂线引至开挖面。
2)现场技术人员用铅垂线将中心点引至工作面，再用钢卷尺放样出开挖边线。
3)在开挖时，按照设计图纸及技术要求严格控制超欠挖;
6.2 支护质量保证措施
6.2.1 锚杆施工质量控制
锚杆按施图纸要求选择钢筋;按照图纸要求的水泥砂浆强度等级拌制水泥砂浆。
材料进场后，将生产厂家品质检验报告，报监理审批，合格后方能使用;砂进场后，实验室严格按相关规范的要求进行抽样检验，检验不合格的原材料不能使用。
水泥砂浆的施工配合比由试验室签发。注浆锚杆水泥砂浆的强度等级不应低于20Mpa，锚杆注浆必须密实。
注浆所用砂浆在现场拌制，锚杆注浆机注浆。其配比以试验室提供配料单为准。拌制时严格按配合比执行。
6.2.2 喷射砼施工质量控制
喷射砼的配合比设计通过室内和现场试验确定，并符合施工图纸要求：水泥与砂石的重量比控制在1：4～1：4.5，水灰比控制在0.4～0.45。在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水的用量，速凝剂的掺量通过现场试验确定，喷射砼初、终凝时间满足现场喷射工艺要求。
原材料按重量计，水泥和速凝剂称重的允许偏差为±2%，砂石均为±3%。混合料在运输、存放过程中，应防止雨淋、滴水及块石等杂物混入，装入喷射机前要过筛。
喷射时连续向喷射机供料，保证喷射机工作时风压稳定，混合料随拌随用，在运输存放过程中，防止雨淋、滴水及块石等杂物混入，装入喷射机前过筛。因故中断作业时，应将喷射机及料管内的积料清理干净。其他具体的施工保证措施如下：
(1)从事喷射作业的人员必须经过岗前培训方能作业。砼喷射手技能的高低是影响砼质量的重要因素，其操作决定了喷砼层实际的配比、密实度、喷层厚度。
(2)严格控制回弹量。
(3)在受喷面上应预埋厚度标志(铁钉等)以控制喷射厚度。
4)喷射砼常温下洒水养护在终凝后2h开始，养护期不小于7天。喷射砼周围的空气湿度达到或超过85%时，经监理同意，可准予自然养护。
6.3 砼浇筑质量控制
6.3.1 原材料
(1)水泥
所用水泥全部为P.O52.5水泥。运至工地的每一批水泥，应有生产厂家的品质试验报告，现场试验室进行抽检。
水泥的运输、保管及使用，应遵守下列规定：
A.运到工地的水泥，按标明品种、强度等级、生产厂家和出厂批号，储存到营地仓库中。
B.水泥在运输和储存过程中应注意防水防潮。
C.储藏过程中应避免水泥的散失浪费，做好环境保护。
(2)骨料
①本工程骨料来源为外购灰岩。
②成品骨料的堆存和运输应符合下列规定：
A.堆存场地应有良好的排水设施，必要时应设遮阳防雨棚。
B.各级骨料禁止混倒，并避免泥土和其他杂物混入骨料中。
C.尽量减少骨料转运次数。
(4)水
拌合用水使用南杉河河水，水罐车运输至施工现场使用。
6.3.2 配合比选定
砼施工配合比选择应经综合分析比较，合理地降低水泥用量，且需审查选定。
砼坍落度应根据建筑物的结构断面、钢筋含量、运输距离、浇筑方法、运输方式、振捣能力和气候等条件决定，在选定配合比时应综合考虑。砼拌制时严格按照配合比进行。
6.3.3 砼浇筑质量保证措施
砼施工过程中，必须按规范及设计要求，对砼的生产、配合比及仓面作业等过程中的各主要环节，进行全方位、全过程的质量控制，提高砼质量。
(1)钢筋
钢筋必须有厂家或有关方面提供的试验报告，并按规范要求抽检。钢筋进场后，堆放在施工现场，切应做好钢筋的防锈防潮措施。
(2)砼浇筑仓面准备
①采用先进的测量方法和测量仪器进行测量放样，以减少系统误差和出错的机会。所有测量数据，都必须通过室内作业和现场计算互相校核，施工放样过程中，严格按照《施工测量控制程序》进行操作。
②钢筋加工必须严格按照设计图纸进行加工，加工后的钢筋应做好标记，并码放整齐，防止混杂。钢筋的现场绑扎焊接，必须按设计图纸及测量放样点进行施工。所有操作工人须进行技术培训，提高钢筋施工质量。
③对模板的尺寸、表面平整度、表面光洁度进行检查，模板安装时，必须要测放足够精度的控制点，以控制模板安装质量。
(3)砼用溜槽入仓时应均匀铺料，钢筋密集部位需防止骨料堆积。
(4)砼振捣时，用Φ50振捣棒振捣。遵循“快插慢拔，梅花形振捣”，砼表面不再有气泡泛出的原则，确保砼外观质量。
(5)严格控制施工过程中模板的变形，保证立模的准确度和稳定性。
七、施工安全措施
(1)为保证照明安全，在作业现场设置足够的照明，最低照明度符合规定，施工用电线路按规定架设，满足安全用电要求。
(2)配备安全防护设施，浇筑仓面设置安全围栏，高空部位挂设安全网，高空作业人员佩带安全绳和安全带，施工脚手架和操作平台搭设牢固。
(3)加强施工机械设备的检查、维修、保养，确保高效、安全运行，操作人员必须持证上岗。
(4)加强施工安全教育、检查制度，对工人进行岗前培训。
(5)在施工现场、道路等场所设置醒目的安全标识、警示和信号等，提高全体施工人员的安全意识。
(6)加强施工现场安全管理工作，科学组织施工，确保施工安全。
八、环境保护措施
(1)施工弃渣和固体废弃物，送至指定弃渣场。
(2)保持施工区和生活区的环境卫生，在施工区和生活营地设置足够数量的临时垃圾贮存设施，定期将垃圾送至指定垃圾场，按要求处理。
(3)在水泥运输过程中，保持完好的密封状态。
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