何偉晶（清遠(yuǎn)蓄能發(fā)電有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 510630）

清蓄電站引水斜井混凝土澆筑施工機(jī)械的應(yīng)用

何偉晶
（清遠(yuǎn)蓄能發(fā)電有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 510630）

摘要：介紹了清蓄電站斜井直線段混凝土澆筑對(duì)施工機(jī)械的應(yīng)用及安裝,并分析了其合理性；正確選擇施工機(jī)械并合理地組織應(yīng)用，是保障工程安全、質(zhì)量、進(jìn)度的重要環(huán)節(jié)，可做為同類行業(yè)施工機(jī)械組織的參考。

關(guān)鍵詞：斜井；施工機(jī)械；應(yīng)用

1　引言

清遠(yuǎn)抽水蓄能電站裝機(jī)容量為4×320MW，位于廣東省清遠(yuǎn)市的清新縣太平鎮(zhèn)境內(nèi)，地理位置處于珠江三角洲西北部，直線距廣州75km。樞紐工程由上水庫(kù)、下水庫(kù)、水道系統(tǒng)、地下廠房洞室群及開關(guān)站、永久道路等部分組成。

水道系統(tǒng)采用一管四機(jī)的供水方式，縱剖面采用一級(jí)豎井加一級(jí)斜井的方案,除引水支管、尾水支管采用埋藏式壓力鋼管外，其余均采用鋼筋混凝土澆筑。引水斜井樁號(hào)為Y1+031.540～Y1+386.127，由上彎段、直線段、下彎段組成。采用RHINO400H反井鉆機(jī)把先導(dǎo)孔擴(kuò)挖成φ1.4m直徑的導(dǎo)井，再用反井法將φ1.4m導(dǎo)井?dāng)U挖成φ3.5m的導(dǎo)井，最后采用正井法將φ3.5m的導(dǎo)井?dāng)U挖至φ10.6m的設(shè)計(jì)斷面。斜井沿洞軸線總長(zhǎng)為354.587m，其中直線段長(zhǎng)291.830m，上彎段長(zhǎng)為30.643m，下彎段長(zhǎng)為32.114m。

引水斜井開挖斷面為圓形斷面，Ⅰ～Ⅳ類圍巖均素噴C25混凝土100mm，其中Ⅲ、Ⅳ類圍巖施作φ20錨桿，L＝3.5m，入巖3.35m，梅花形布置。直線段襯砌厚60cm、C25混凝土，襯砌后洞徑為Φ9.2m。

2　施工機(jī)械的應(yīng)用

2.1礦用絞車

斜井混凝土澆筑施工時(shí),在斜井的上井口的中平洞位置安裝兩臺(tái)15t絞車（JTP-1.6×1.5)同步牽引運(yùn)輸小車用于混凝土襯砌施工時(shí)人員及材料的運(yùn)輸。絞車選用直徑40mm的鋼絲繩，公稱抗拉強(qiáng)度1870MPa，6×37S+FC纖維芯的鋼絲繩。

依據(jù)《水電水利工程斜井豎井施工規(guī)范DL/T5407-2009》，清蓄電站斜井直線段混凝土澆筑經(jīng)專家論證和評(píng)審，該部位采用雙絞車提升、增加保護(hù)繩、運(yùn)輸小車加安全斷繩抱軌制動(dòng)裝置的施工方案。運(yùn)輸小車選擇兩臺(tái)JTP1.6×1.5P15t絞車進(jìn)行牽引，小車上配有平衡輪（動(dòng)滑輪），用同一條鋼絲繩（公稱抗拉強(qiáng)度1870MPa，直徑為40mm的6×37s+FC纖維芯鋼絲繩）繞過(guò)安裝在運(yùn)輸小車上的動(dòng)滑輪與兩臺(tái)絞車相連的布置形式。參考卷?yè)P(yáng)機(jī)規(guī)范，其提升能力應(yīng)為計(jì)算最大提升力的1.5～2倍，經(jīng)核算運(yùn)輸小車最大限載重量為10t，采用兩臺(tái)15t的雙絞車同步牽引可承載30t；并依據(jù)《AQ1033-煤礦用JTP型絞車-安全檢驗(yàn)規(guī)范》中對(duì)同時(shí)升降人員和物料規(guī)定：選用的鋼絲繩安全系數(shù)應(yīng)符合9倍。該絞車所選用φ40mm的鋼絲繩破斷荷載為90t，且采用雙絞車牽引可承荷載為180t，上述應(yīng)用皆符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范。

兩臺(tái)絞車配有兩套操作柜：一套為聯(lián)動(dòng)柜,另一套為單動(dòng)柜。聯(lián)動(dòng)柜可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)絞車同步運(yùn)行，單動(dòng)柜則可令單臺(tái)絞車分別運(yùn)行。因此,在聯(lián)動(dòng)控制超出同步要求時(shí)可通過(guò)單動(dòng)方式進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。在靠近運(yùn)輸臺(tái)車動(dòng)滑輪的牽引鋼絲繩上，分別在兩側(cè)布置一條同直徑的安全繩，安全繩一端和牽引鋼絲繩用U形卡連接，另一端則固定在運(yùn)輸小車的底盤上。安全繩是留有一定裕量的，其裕量能夠保證兩臺(tái)絞車不同步時(shí)進(jìn)行自主調(diào)整，而且安全繩的裕量也大于小車抱軌制動(dòng)時(shí)緩沖繩的長(zhǎng)度,倘若抱軌制動(dòng)系統(tǒng)失效，運(yùn)輸小車在下降的過(guò)程中，未斷的一側(cè)安全繩將被逐漸被拉緊，從而達(dá)到保護(hù)的作用。

2.2運(yùn)輸小車

斜井滑模運(yùn)行軌道采用P38軌道，單根軌道長(zhǎng)4.17m，為了安全需要，斜井滑模運(yùn)行軌道先由下至上安裝完成37.5m，用來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸小車的抱軌制動(dòng)等試驗(yàn)。試驗(yàn)完成后再由上彎段往下繼續(xù)安裝軌道約60m，混凝土采用溜槽溜至簡(jiǎn)易施工卸料平臺(tái)上人工入倉(cāng)，再將試驗(yàn)合格的運(yùn)輸小車從下部拆卸后，轉(zhuǎn)運(yùn)至斜井上部進(jìn)行安裝，利用運(yùn)輸小車運(yùn)送材料和混凝土，以完成余下軌道從上而下的全部安裝和澆筑。

運(yùn)輸小車是經(jīng)過(guò)改裝的，底盤型號(hào)為XRB6-4432/12是礦山斜井運(yùn)送人員用的安全設(shè)備，如發(fā)生斷繩或意外能自行制動(dòng)或人工制動(dòng)。適用于任何軌距18～43kg/m的鋼軌、木枕、水泥枕及水泥整體道床，傾角為10～50°的斜井施工。清蓄斜井使用的軌距為4432mm、P38鋼軌、傾角為50°的水泥整體道床。

2.3鎖定梁

鎖定梁是承載整個(gè)滑模重量的固定裝置，其上安裝有4組鋼纜，而每組鋼纜由四束Φ15.24mm、強(qiáng)度為1860[270]級(jí)的鋼纜組成，滑模上的液壓爬升器通過(guò)抓捕鋼纜帶動(dòng)滑模整體進(jìn)行爬升。

鎖定梁由兩段自制的鋼梁組成，分為上端梁和下端梁，安裝時(shí)須經(jīng)測(cè)量人員現(xiàn)場(chǎng)放線確認(rèn)位置后方可焊接固定。固定鎖定梁焊接在預(yù)埋設(shè)錨桿上，錨桿須按規(guī)范造孔、安裝和保證足夠強(qiáng)度的砂漿齡期，并經(jīng)第三方檢測(cè)拉拔力合格方可使用，搭設(shè)錨桿的焊接采用雙面焊，長(zhǎng)度應(yīng)大于250mm并須保證焊接的質(zhì)量。焊接的錨桿的承載數(shù)量要經(jīng)核算，按規(guī)范要求其承載能力應(yīng)不小于總牽引力的3倍。清蓄該處在保障了上述要求外，除了鎖定梁的上、下部增加了斜撐，還在鎖定梁的上方加裝了八條鋼絲繩分別固定住上、下鎖定梁。

2.4運(yùn)輸小車的鋼纜

鋼纜采用的是直徑Φ15.24mm，強(qiáng)度為1860 [270]級(jí)的鋼纜，設(shè)計(jì)為16束，布置為4×4，按最小斷裂強(qiáng)度，260.7kN×16根=2607kN=260t的力，而滑模包括荷載的自重在50t左右，滿足規(guī)范的要求的“鋼絞線的承載能力應(yīng)為總牽引力的4～6倍”。鎖定梁端的鋼纜安裝時(shí)要露出1.2m以上，爬升器上的棘爪檢查應(yīng)無(wú)損壞、裂痕，絲牙應(yīng)無(wú)斷落、磨損，并正確安裝棘爪。鋼纜安裝完成后須進(jìn)行小行程的爬升實(shí)驗(yàn)，目的是檢驗(yàn)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作是否正常，并讓鋼纜處于受力狀態(tài)。

2.5滑模爬升系統(tǒng)組裝

斜井滑模總重量為48.921t，由中梁、平臺(tái)、模板、行走系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)組成。其安裝在兩個(gè)不同的場(chǎng)地上進(jìn)行，第一個(gè)安裝場(chǎng)地在下平洞Y1+415.630樁號(hào)至斜井下彎段末端范圍內(nèi)，在此區(qū)域內(nèi)安裝中梁、行走裝置、液壓爬升器；第二個(gè)安裝場(chǎng)地在斜井下彎段區(qū)域內(nèi)，在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行各平臺(tái)、液壓控制系統(tǒng)及模板系統(tǒng)的安裝及調(diào)試。

2.5.1電動(dòng)葫蘆

為了便于斜井滑模的安裝，在下平洞Y1+393. 127～Y1+420.127需安裝一臺(tái)起重量為10t的電動(dòng)葫蘆。電動(dòng)葫蘆其自重為1.1t、額定起重量為10t，運(yùn)行軌道采用I25a工字鋼，全長(zhǎng)27m，由兩段12m長(zhǎng)和1段3m長(zhǎng)的工字鋼連接組成。電動(dòng)葫蘆屬特種設(shè)備，安裝前必須按規(guī)定向?qū)俚刭|(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局履行告知手續(xù)，在取得受理回執(zhí)后再正式安裝，安裝完成后須經(jīng)質(zhì)監(jiān)局驗(yàn)收并辦理特種設(shè)備使用許可證后方可使用。

2.5.2臨時(shí)軌道

在下平洞Y1+415.630樁號(hào)至斜井下彎段范圍內(nèi)安裝滑模用的臨時(shí)軌道，便于將安裝好的滑模牽引至下彎段處。臨時(shí)軌道采用P38軌道，鋪墊臨時(shí)軌道用斷面為20cm正方木料，下面用細(xì)渣找平，間距為80cm一根。軌距4.5m±1cm，兩側(cè)軌道高低差不超過(guò)10mm，用道釘與枕木連接。每根枕木上不少于2個(gè)道釘。為減小臨時(shí)軌道與永久軌道接軌時(shí)的折角，要根據(jù)實(shí)際地形彎制圓形軌道并用12mm厚鋼板作兩對(duì)特殊的軌道連接板。臨時(shí)軌道鋪設(shè)完畢后，用碎石鋪在枕木間。

2.5.3中梁

中梁分為上部中梁、中部中梁和下部中梁，分三節(jié)在臨時(shí)軌道上進(jìn)行組裝，各節(jié)之間用高強(qiáng)度螺栓連接。在安裝過(guò)程中需將中梁用手拉葫蘆栓牢固定在軌道上，同時(shí)需將前后行走輪用鋼板焊接在軌道上防止中梁向后移動(dòng)。

行走裝置和中梁在下平洞組裝好后要逐步牽引，在距斜井下彎段上口40m處先安裝錨樁固定點(diǎn)，以斜井下口的錨樁作轉(zhuǎn)向滑輪固定點(diǎn)，掛三個(gè)50t動(dòng)滑輪組，中梁牽引時(shí)用4根Φ26鋼絲繩栓掛在頭架上，用50t卸扣與絞車鋼絲繩連接，利用斜井上口15t絞車作牽引，將中梁及行走裝置牽引至斜井下彎段處，到位后用兩個(gè)10t手拉葫蘆固定于錨樁上。中梁固定好后再進(jìn)行上平臺(tái)、滑模存儲(chǔ)倉(cāng)的安裝及第二層操作平臺(tái)、液壓操作柜的安裝。

2.5.4液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)在安裝前要全面清洗、測(cè)試后再進(jìn)入安裝。4個(gè)液壓千斤頂裝在中梁端頭的提升架上，用高強(qiáng)度螺栓緊固，操縱平臺(tái)位置按照原位置設(shè)置固定牢靠，油管接頭部位要注意正確連接、緊固。

2.5.5平臺(tái)及模板

模體共設(shè)5層平臺(tái)：上平臺(tái)、澆筑平臺(tái)、主平臺(tái)、抹面平臺(tái)及尾部平臺(tái)，分別承擔(dān)不同的施工用途。上平臺(tái)也為操作平臺(tái)，滑模操作系統(tǒng)及鋼纜爬升器安裝在該平臺(tái)上；澆筑平臺(tái)承接上平臺(tái)的放下的鋼筋，并在該層將存儲(chǔ)倉(cāng)的混凝土用人工車倒入四周槽口引至主平臺(tái)；模板安裝在主平臺(tái)上，底拱模板長(zhǎng)1.2m，頂拱模板長(zhǎng)2m。模板在水平面上的投影為橢圓形，為保證模體能順利滑升，模板設(shè)有上口大下口小的0.4%錐度；抹面平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)混凝土面脫模后人工原漿抹面；尾部平臺(tái)可直接進(jìn)入到下行走輪位置，放置膠帶避免行走輪損傷混凝土表面。

牽引至下彎段處的中梁部分可將操作平臺(tái)、主平臺(tái)、抹面平臺(tái)的主梁用高強(qiáng)度螺栓連接緊固，再安裝平臺(tái)的二次梁，最后焊接平臺(tái)防護(hù)欄桿及護(hù)腳板，并用5cm厚的木板將平臺(tái)鋪滿，鋪放的木板須放穩(wěn)牢固，不可有木板懸空的現(xiàn)象。

2.5.6調(diào)試

滑?？傮w全部安裝完成經(jīng)檢驗(yàn)符合要求后，開始進(jìn)行試滑，檢查各牽引千斤頂爬升速度的偏差并進(jìn)行調(diào)整，待調(diào)試合格就可開始混凝土澆筑。

3　結(jié)語(yǔ)

清蓄斜井直線段從2013年5月開始安裝絞車，先后進(jìn)行了絞車提升系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、驗(yàn)收，小車安裝、斷繩抱軌試驗(yàn)，運(yùn)輸軌道的安裝、滑模的組裝調(diào)試等，直至10月31日整體驗(yàn)收合格開始澆筑，期間歷時(shí)48d即完成了總長(zhǎng)為291m斜井直線段的混凝土澆筑。日均混凝土澆筑量約160方，期間滑模運(yùn)作順暢，運(yùn)輸小車每日往返近80趟，然而系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備安全可靠，未發(fā)生一起安全事件，并于12月18日順利完成了斜井直線段的所有混凝土澆筑工作。工欲善其事，必先利其器，工程順利進(jìn)展與施工機(jī)械的合理應(yīng)用及安裝質(zhì)量是密不可分的。

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中圖分類號(hào)：TU61

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2015）01-0071-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.01.025

收稿日期：2014-06-02

作者簡(jiǎn)介：何偉晶（1974-），男，助理工程師，從事水電機(jī)組機(jī)械設(shè)備檢修維護(hù)及技術(shù)管理工作。