陳興軍 羅應(yīng)軍 朱建華

(湖北大禹建設(shè)股份有限公司，湖北 武漢 430061)

1 引 言

在大壩混凝土趾板斜坡坡面進(jìn)行帷幕灌漿施工時(shí)，一般要在趾板斜坡坡面搭設(shè)鋼管腳手架灌漿平臺(tái)，對(duì)趾板進(jìn)行灌漿施工。施工過(guò)程要不斷安裝、拆卸灌漿平臺(tái)，頻繁吊裝灌漿機(jī)等設(shè)備。三塔寺水庫(kù)大壩采用自行式施工平臺(tái)技術(shù)進(jìn)行趾板斜坡坡面灌漿施工。該施工技術(shù)，以節(jié)約成本和方便施工為原則，平臺(tái)通過(guò)自行設(shè)計(jì)、選材、加工形成。不僅改善了灌漿施工條件，取得了良好的灌漿效果，提高了工作效率，又減少了施工成本，節(jié)約了施工工期，同時(shí)能保障施工人員和設(shè)備安全，施工效果良好，工程效益明顯。

2 工程概況

三塔寺水庫(kù)的工程任務(wù)為以城鎮(zhèn)供水為主，兼顧防洪和農(nóng)田灌溉等綜合利用。工程設(shè)計(jì)供水人口22萬(wàn)人，農(nóng)田灌溉面積5.18萬(wàn)畝。三塔寺水庫(kù)承雨面積18.07km2，總庫(kù)容2184萬(wàn)m3。三塔寺水庫(kù)工程為Ⅲ等中型規(guī)模。

三塔寺水庫(kù)大壩采用混凝土面板堆石壩，壩頂高程201.30m，趾板處河床建基面高程140.00m，最大壩高61.30m，壩頂寬7.00m，壩頂長(zhǎng)297.41m。上游壩坡1∶1.4，下游坡1∶1.3。大壩混凝土趾板采用貼坡板式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)寬5.0m、厚0.6m，采用C30二級(jí)配混凝土。左岸趾板長(zhǎng)度104.56m，坡比1∶1.41；右岸趾板長(zhǎng)度196.05m，坡比1∶2.56、1∶42。河床和兩岸趾板基礎(chǔ)均坐落于弱風(fēng)化基巖，趾板基礎(chǔ)采用三排帷幕灌漿防滲處理，梅花形布孔，孔距3.0m，排距1.25m，帷幕灌漿共計(jì)2703孔，灌漿長(zhǎng)度16218m。趾板與面板由周邊縫止水相連，是混凝土面板堆石壩防滲體系的重要組成部分。大壩趾板、帷幕灌漿孔布置見(jiàn)圖1～圖3。

圖1 趾板橫剖面(單位：cm)

圖2 趾板帷幕灌漿孔位平面布置(單位：cm)

圖3 大壩趾板平面布置(高程單位：m；尺寸單位：cm)

3 技術(shù)原理

斜坡坡面自行式灌漿施工平臺(tái)利用相似三角形(直角三角形)原理，加工制作整體移動(dòng)平臺(tái)，與斜坡接觸形成水平灌漿施工平臺(tái)，使鉆探灌漿始終處在一個(gè)水平面進(jìn)行施工。由電力驅(qū)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，液壓自動(dòng)控制灌漿施工平臺(tái)迎趾板斜坡坡面自行上下移動(dòng)，達(dá)到方便頻繁變換施工孔位目的。施工平臺(tái)主要由導(dǎo)軌、施工平臺(tái)、卷?yè)P(yáng)拉升設(shè)備、液壓控制裝置、自行式自動(dòng)鎖定裝置、手動(dòng)調(diào)節(jié)底座坡比裝置以及安全防護(hù)圍欄等部分組成。自動(dòng)鎖定裝置采用液壓抱閘技術(shù)，保證移動(dòng)平臺(tái)的安全穩(wěn)定性。斜坡坡面自行式灌漿施工平臺(tái)主要組成見(jiàn)圖4。

圖4 斜坡坡面自行式灌漿施工平臺(tái) (單位：cm)

4 施工工藝流程、操作要點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

4.1 工藝流程

導(dǎo)軌制作、安裝固定→平臺(tái)制作、安裝→卷?yè)P(yáng)設(shè)備安裝→施工平臺(tái)固定→鉆機(jī)吊裝到位→系統(tǒng)調(diào)試→鉆孔、灌漿→施工平臺(tái)自行遷移→下一處鉆孔、灌漿。

4.2 操作要點(diǎn)

a.導(dǎo)軌應(yīng)保證一定的強(qiáng)度、剛度和順直度，在導(dǎo)軌制作及安裝過(guò)程中，材料選擇既要保證施工平臺(tái)滑移過(guò)程的承載力及鉆機(jī)施工中的振動(dòng)要求，又要保證整體施工平臺(tái)總的安全重量，滑升的阻力也是重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。特別注意導(dǎo)軌布設(shè)邊線必須距鉆灌軸線20cm以上。導(dǎo)軌沿斜坡坡面直順布置，不應(yīng)出現(xiàn)明顯彎曲。

b.平臺(tái)應(yīng)在趾板最低高程位置進(jìn)行拼裝，如在趾板中段拼裝，必須在施工平臺(tái)下游面采用錨筋固定，防止施工平臺(tái)整體下滑造成安全事故。

c.平臺(tái)拼裝完成后根據(jù)趾板實(shí)際坡比采用液態(tài)裝置對(duì)坡度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使平臺(tái)與趾板坡面貼坡結(jié)合，并處于水平狀態(tài)。

d.卷?yè)P(yáng)設(shè)備所用鋼絲繩必須在導(dǎo)軌及平臺(tái)間設(shè)置滾筒以及導(dǎo)向裝置，避免鋼絲繩移動(dòng)時(shí)直接與混凝土面摩擦，減小鋼絲繩磨損，以免降低運(yùn)行安全系數(shù)。

e.通過(guò)在壩頂埋設(shè)混凝土錨固結(jié)構(gòu)安裝固定滑輪。

f.平臺(tái)在上下升降過(guò)程中，嚴(yán)格控制滑動(dòng)速度，不得超過(guò)0.5m/min。

g.可通過(guò)人工在平臺(tái)上左右調(diào)整鉆機(jī)位置至主排或者副排鉆灌軸線上，然后啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)設(shè)備將平臺(tái)在斜坡坡面上沿導(dǎo)軌上下移動(dòng)到孔位上方，便可試鉆，開(kāi)始施工。

4.3 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

a.施工簡(jiǎn)單、效率高。在斜坡坡面進(jìn)行鉆灌施工作業(yè)時(shí)一般需用腳手架搭設(shè)施工平臺(tái)。由于基礎(chǔ)灌漿一般沿軸線布置，采用分Ⅲ序帷幕灌漿、分序Ⅱ固結(jié)灌漿加密方式，采用常規(guī)鉆灌作業(yè)平臺(tái)施工，需不斷拆卸安裝平臺(tái)，頻繁吊裝鉆機(jī)等設(shè)備，不但浪費(fèi)大量人工、材料，且施工效率低下，嚴(yán)重影響工期。本施工技術(shù)較好地解決了這些問(wèn)題，只需啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)和自動(dòng)鎖定裝置，幾分鐘就可移動(dòng)到另一個(gè)孔位進(jìn)行鉆灌施工。

b.制作簡(jiǎn)便、質(zhì)量有保證。斜坡坡面自行式施工平臺(tái)技術(shù)采用全焊接工藝，整體性好，剛度高，能自動(dòng)行走、自動(dòng)鎖定，自重大，能確保鉆孔時(shí)的穩(wěn)定性，能較好控制鉆孔偏斜率和減小施工作業(yè)面的抬動(dòng)應(yīng)力。

c.施工效率高、可縮短工期。斜坡坡面自行式施工平臺(tái)移動(dòng)靈活，免去了鉆灌分序作業(yè)頻繁移動(dòng)產(chǎn)生的大量工作，尤其對(duì)待凝時(shí)間較長(zhǎng)的孔位，無(wú)須等待，可移動(dòng)平臺(tái)至其他同序孔施工。消除了因趕工期導(dǎo)致待凝時(shí)間不足、掃孔復(fù)灌的質(zhì)量隱患，同時(shí)大大縮短了工期。

d.適應(yīng)性強(qiáng)。斜坡坡面自行式施工平臺(tái)前端采用軸銷連接，尾端鉛直固定采用方牙螺桿連接，可根據(jù)不同坡比手動(dòng)調(diào)節(jié)，且加裝鎖片裝置，使平臺(tái)具有可調(diào)節(jié)性及穩(wěn)固性，能適應(yīng)各種坡比施工，達(dá)到重復(fù)使用和普遍應(yīng)用的目的。

e.采用多重防護(hù)、安全可靠。斜坡坡面自行式施工平臺(tái)具有三重防護(hù)措施：①卷?yè)P(yáng)設(shè)備有斷電瞬時(shí)抱閘裝置；②液壓自動(dòng)鎖定裝置夾持爪用硬質(zhì)毛面橡膠板鉚固而成，且有足夠大的接觸面，增加了摩擦系數(shù)；③平臺(tái)穩(wěn)定后，采用鋼絞索和錨樁牽引固定，確保平臺(tái)100%不滑動(dòng)，且周圍的安全防護(hù)圍欄永久性存在，消除了工人因反復(fù)拆裝安全設(shè)施思想松懈引起的安全隱患。

f.有利于文明施工。斜坡坡面自行式施工平臺(tái)施工面積固定，空間利用率高，杜絕了常規(guī)坡段施工時(shí)大量材料亂堆亂放的現(xiàn)象，促進(jìn)了文明施工。

5 材料和設(shè)備

a.導(dǎo)軌選用輕型工字鋼軌，軌輪與之匹配。平臺(tái)垂直支撐及水平鋪設(shè)采用[100槽鋼，斜撐及剪刀撐采用φ48.3×3.6mm鋼管腳手架，平臺(tái)周邊安全防護(hù)采用方鋼及密織安全網(wǎng)。

b.平臺(tái)移動(dòng)牽引選用8t級(jí)卷?yè)P(yáng)設(shè)備，液壓自動(dòng)鎖定裝置自行制作安裝。施工平臺(tái)面積為2m×2.5m(可根據(jù)趾板排距設(shè)定)，鉆機(jī)根據(jù)鉆灌要求配置。

6 質(zhì)量控制

斜坡坡面自行式施工平臺(tái)必須按擬定的設(shè)備、材料計(jì)劃制作安裝，材料要滿足強(qiáng)度剛度要求，卷?yè)P(yáng)機(jī)等設(shè)備要按規(guī)定型號(hào)配置，特別是卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)速要嚴(yán)格按變速比控制。移動(dòng)定位裝置按設(shè)計(jì)孔位布置，確保鉆孔孔位符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，平臺(tái)剛度要高，重量要大，保證鉆孔時(shí)的穩(wěn)定性，控制好鉆孔偏斜率和施工作業(yè)面的抬動(dòng)應(yīng)力。

7 安全及環(huán)保措施

a.在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)出口、電源、機(jī)械設(shè)備附近設(shè)置安全標(biāo)識(shí)，提醒非施工人員勿進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

b.進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員，必須按規(guī)定穿戴好安全防護(hù)用品和必要的安全防護(hù)用具。

c.特種作業(yè)人員(如地質(zhì)鉆機(jī)操作手、電工等)必須經(jīng)培訓(xùn)考試合格后持證上崗。

d.焊、割作業(yè)與氧氣、乙炔瓶等物品的距離不得小于10m，與易燃易爆物品的距離不得小于30m。

e.嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)械設(shè)備定期保養(yǎng)制度，嚴(yán)禁機(jī)械設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行。

f.所有施工設(shè)備、材料碼放整齊，廢棄材料應(yīng)集中處理，不得隨地亂扔。

g.廢水、廢漿經(jīng)沉淀后才能排放。

h.施工期間，節(jié)約使用水、電和原材料等。

8 工程效果

2015年11月至2017年4月，在大悟縣三塔寺水庫(kù)工程建設(shè)中，采用斜坡坡面自行式施工平臺(tái)技術(shù)對(duì)大壩左、右岸混凝土趾板進(jìn)行灌漿施工，滿足了大壩在汛前脫險(xiǎn)的要求，保證了灌漿施工質(zhì)量，加快了施工工期，未發(fā)生一起安全事故。大壩于2017年10月9日正式通過(guò)下閘蓄水驗(yàn)收，開(kāi)始蓄水。左、右岸趾板灌漿工程28個(gè)單元工程全部合格，此分部工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良等級(jí)。

采用斜坡坡面自行式灌漿施工平臺(tái)進(jìn)行大壩趾板灌漿施工比搭設(shè)常規(guī)腳手架施工速度加快了30%～40%；一套斜坡坡面自行式灌漿平臺(tái)造價(jià)約為45萬(wàn)元，腳手架施工平臺(tái)造價(jià)包括人工、材料費(fèi)預(yù)算約90萬(wàn)元，節(jié)約了成本45萬(wàn)元，節(jié)約率達(dá)50%。

9 結(jié) 論

斜坡坡面自行式施工平臺(tái)技術(shù)特別適用于各類大壩趾板斜坡坡面和混凝土重力壩廊道內(nèi)斜坡坡面的固結(jié)、帷幕鉆灌施工，也可用于其他斜坡坡面灌漿施工，適用坡比大于1∶1的斜坡坡面。在大悟縣三塔寺水庫(kù)、建始縣木橋河水庫(kù)、竹溪縣白沙河電站中低壩的左、右岸趾板灌漿施工中成功應(yīng)用，取得良好的效果，表現(xiàn)出了諸多優(yōu)點(diǎn)，可為其他同類工程的施工提供參考和借鑒，但在壩高大于100m的高壩施工中應(yīng)用還需進(jìn)一步研究、論證。