大型反铲在大孤山水电站调压井开挖中的应用(林立)

大型反铲在大孤山水电站调压井竖井扩挖中的应用
林立
（中国水利水电第一工程局有限公司一分局吉林长春 130062）
摘要在大孤山水电站调压井扩挖施工中，采用下悬式龙门吊和配套的钢结构梁及钢结构平台对EX220反铲(自重22.5T)在井内进行吊运；实现大型机械扒碴替代传统的人工扒碴和电动扒碴机扒碴，加快了竖井扩挖的速度，比传统的人工扒碴和电动扒碴机扒碴快二～三倍。

竖井开挖完成后，又利用该套吊运设施进行混凝土衬砌施工钢筋等材料的垂直运输，取得了比较显著的工程效益。

关键词反铲调压井竖井扩挖钢结构梁垂直运输
1、工程概况
张掖大孤山水电站位于黑河干流大峡谷的中段，电站装机容量65.0MW ，属中型Ⅲ等工程。

本电站工程主要由枢纽、引水发电隧洞、调压井、高压水道、电站厂房及开关站等建筑物组成，多年平均发电量2.12亿KW〃h，可承担调峰任务。

调压井为地下阻抗式，由通气洞和竖井组成，开挖深度63m，开挖直径17.3m；永久结构混凝土厚1.0m （一次支护喷射混凝土15cm），衬砌后直径15m，通过上、下游渐变段和引水隧洞及高压水道相连，为竖井式布臵。

2、施工准备
1）导井开挖
穹顶开挖结束后，先将通气洞底板以上的剩余部分全部开挖完成，然后进行导井的开挖。

开挖前先进行配套开挖设施的安装，在穹顶中心固定10T导向滑轮，配以8T提升卷扬，辅以2T牵引卷扬提升0.5m3的吊斗，作为调压井导井开挖的主要出碴设施。

导井布臵在调压井的几何中心位臵，开挖断面尺寸为直径2.0m的圆井。

爆破后采用人工装碴，由8T卷扬机提碴至井口后用2T卷扬侧向牵引倾倒到靠已开挖完井壁侧。

因作业面较小，碴堆集较多时，采用ZL-50装载机端碴至通气洞外装10t自卸汽车运至弃碴场。

见附图-1。

2）钢梁安装
导井贯通后，开始进行钢结构梁的安装。

安装前先在梁座部位安插锚杆，采用型
附图-1 导井开挖示意图
钢制作梁座。

钢结构梁在加工厂制作完成后，将每根梁在中间断开，以便运输和安装。

先采用型钢做的井盖将导井封闭，然后在调压井中心（导井位臵）支立钢结构支架。

安装时用8t平板车将半根梁运到井内，用12t吊车吊装，将梁端和梁中分别搭到梁座和钢支架上。

先装内侧的两个半根梁，调整定位后，将梁端与梁座焊牢；然后吊装外侧的两个半根梁，调整定位后，将梁端与梁座、梁中与梁中焊牢。

将钢支架拆除后，进行中心吊梁和下悬式龙门吊的安装，调整吊梁和梁底的间隙，预留5cm的空隙；让钢结构梁先受力，待其有一定变形后，和穹顶中心吊点共同受力。

见附图-2。

3、扩挖施工
1）平台以上段开挖
在钢结构梁及龙门吊安装结束后，开始进行竖井的全断面扩挖。

爆破时需对钢结构梁和下沉式龙门吊进行防护。

通气洞底板以下5m，反铲沿井壁打斜坡道到井内进行扒碴，爆破时将反铲开到通气洞内躲避。

2）钢结构平台安装
待扩挖到安装高程时，暂停竖井的扩挖，开始进行钢结构平台的安装。

平台与斜支撑采用I20的工字钢，面板铺Φ20的圆木；端部用4m长、Φ25的锚杆固定在通气洞
附图-2 钢结构梁安装示意图
底板上开挖出的凹槽内，并用C20混凝土与底板浇筑为一体。

将平台用Φ25的吊杆与钢结构梁连接，并在平台四周做好防护栏杆，面对竖井侧留活门，以便反铲的吊运。

3）平台以下段开挖
平台安装完成后，进入吊运反铲扩挖阶段。

吊运前，现在洞外进行反铲起吊试验，试验采用35T吊车（反铲自重22.5T），对反铲的自身的吊点进行检验。

然后在洞内平台上进行反铲起吊试验，主要进行龙门吊行走和提升试验，并对钢结构梁的变形进行检测。

试验无误后，方可进行井内正式吊运。

见附图-3。

反铲扒碴时，辅以人工，对机械扒不到的部位采用人工清除，实现扒碴、清底一次完成，节省工序时间。

除碴采用ZL-50装载机和10T自卸车，在竖井下先期开挖完成的流道段内进行。

除碴和钻孔同时进行，钻孔及清底人员通过垂直运输吊笼进入到作业面。

附图-3 反铲吊运示意图
开挖的同时，跟进进行全断面喷射混凝土施工。

在通气洞设小型拌和系统进行喷射料的搅拌，用ZL-50装载机运输到通气洞内，通过设臵在平台处的喷射泵对掌子面施喷。

见附图-4。

附图-4 跟进喷护示意图
4、设施投入
该套设施由三部分组成：1、钢结构梁，2、下悬式龙门吊，3、钢结构平台。

表1 钢结构梁材料表
表2 下悬式龙门吊材料表
表3 钢结构平台材料表
5、效益分析
该套设施共耗用钢材15T，加上配套零件、设备的加工、购买及设备租赁等费用，共计发生费用近30万元。

采用该套设施进行竖井扩挖，通气洞以下共56m历时50天完成；比采用人工扒碴提前工期3个月，节省人工费投入28万元。

采用该套设施，开挖费用投入上没有太大的出入。

但开挖提前3个月的工期，为后续的混凝土施工创造了良好的条件；另外，采用该套设施，施工速度获得了监理及业主的一致好评，取得了很大的社会效益。

作者简介：
收稿日期：2008-10-12
作者简介：林立（1970-），男，辽宁岫岩人，工程师，主要从事水利水电工程施工与管理。