淺析12角吊籃施工平臺在豎井固結灌漿中的運用

盧立春

（中國水利水電第七工程局成都水電建設工程有限公司， 四川 成都 611130）

1 工程概述

本次工程施工地為馬來西亞巴貢水電站，其電站引水發電系統主要包含8 條引水發電隧洞，本次施工方案中的這8 條引水發電隧洞的豎井垂直段均采用特殊設計的自動升降平臺作為固結灌漿的鉆孔灌漿平臺。8 條引水發電隧洞的豎井垂直段高度均在50.58m（1#）～55.09m（8#）之間，平均高度為52m，豎井垂直段砼襯砌后直徑為8.5m,襯砌砼厚為60-70CM。本次施工方案中固結灌漿孔單孔深度為進入巖石5m，設計鉆孔深度為5.6m-5.7m；固結灌漿孔每環設置9 個孔，排距為2m，采用梅花型布孔。其中1#引水隧洞與2#引水隧洞固結灌漿工程量均為1180m，3#引水隧洞固結灌漿工程量為1225m，4#引水隧洞與5#引水隧洞固結灌漿工程量均為1275m，6#引水隧洞固結灌漿工程量為1215m，7#引水隧洞與8#引水隧洞固結灌漿工程量均為1325m。8條豎井固結灌漿的總工程量為10010m。

根據隧洞開挖施工揭露的地質情況發現，8 條引水發電隧洞的豎井段巖層主要為硬質砂巖，一小部份為砂頁巖互層，圍巖類別為Ⅱ～Ⅲ類圍巖。

2 固結灌漿技術要求

固結灌漿采取不分段灌漿，每孔作為一段進行灌漿，灌漿塞卡在襯砌的混凝土內。固結灌漿采用純壓式灌漿法，按照環間分序、環內加密原則進行，其中奇數環為Ⅰ序環，偶數環為Ⅱ序環；同一環內奇數孔為Ⅰ序孔，偶數孔為Ⅱ序孔。施工時先施工Ⅰ序環Ⅰ序孔，再施工Ⅰ序環Ⅱ序孔，然后施工Ⅱ序環Ⅰ序孔，最后施工Ⅱ序環Ⅱ序孔。

固結灌漿采用的水灰比為1.5：1，1：1 和0.8：1，開灌水灰比為1.5：1。最大設計灌漿壓力為0.5MPa。灌漿結束標準為：在最大的設計灌漿壓力下注入率小于1L/min 時，繼續灌注5min 就結束灌漿。

3 臺車施工方案

3.1 豎井鉆孔灌漿施工方法

本次豎井固結灌漿施工方案中采用兩臺環形12 角吊籃作為豎井灌漿的施工平臺，每個12 角吊籃上均配備2 臺YT-28 手風鉆作為鉆孔設備，在每條引水隧洞上下平洞段的各設置一個灌漿站進行灌漿，鉆孔灌漿的風、水、電以及灌漿管等依次順隧洞壁進行布置，需要注意的是每個施工平臺上施工人員不得超過5 名，平臺載重不得大于1000KG。根據施工的現場情況以及平臺制造廠家的專業人員指導下，在豎井下方下彎段的手腳架上進行12 角豎井平臺的組裝，組裝完成后方可進行電器系統的安裝。一切準備工作就緒后需先進行試運行，試運行合格后才能正式投入使用。豎井固結灌漿應當采用自下而上的方式進行施工，首先，將吊籃放置于最下排適當位置，用絲杠螺桿把吊籃鎖定在洞壁上，進行鉆孔灌漿。該環施工完成后，松下鎖定的固定螺桿，再按行走按鈕，使臺車提升或下降到下一施工環的位置，然后再將絲杠螺桿鎖定到洞壁上固定，再次進行該環的鉆孔灌漿。最后，依照上述的方式依次進行鉆孔灌漿，直至全部固結灌漿完成。注意事項：吊籃盡量減少頻繁上下運行，嚴禁超載，操作人員必須在地面/腳手架平臺上進出吊籃，或通過設有安全措施的專用吊籃進入環形吊籃。

3.2 施工吊籃介紹

本次工程中施工吊籃為12 角環形吊籃，由12 節30°梯形單元節與8.8級高強度螺栓連接拼裝而成，平均外徑為7 米，平臺寬度為1.5 米，內、外護欄高均為1.1 米，本次吊籃設計為圓形，利用懸掛于洞壁頂部的工字架梁，以鋼絲繩延洞壁懸掛，通過電控提升機的升降來操作進而達到高空作業的目的。該吊籃整機重量約2000KG，額定載荷1000KG，提升速度8.3±0.5m/s。屬于非常設型吊籃，是專為井洞施工作業設計，有適應性強，施工高度基本不受限，占地面積小，施工效率高，勞動強度低，安全性能高，操作簡單，便捷等優勢，是井洞施工作業中的首選平臺設備。其結構見圖1。

圖1 12 角環形吊籃

3.3 平臺的安裝、調整、使用

①平臺的安裝

首先，安裝鋼絲繩懸掛架，將鋼絲繩懸掛架安裝在預設的懸掛架工字鋼規定吊點位置上，同時將工作鋼絲繩和安全鋼絲繩尾端緊扣在鋼絲繩懸掛架繩套上，垂放鋼絲繩，注意工作鋼絲繩和安全鋼絲繩不得相互纏結。其次，安裝環形吊籃平臺，依據圖1 序列順序一次進行安裝，使其形成12 角環形，進而安裝提升機安裝架、提升機、安全鎖、電氣操縱箱、防撞靠墻輪以及絲杠支撐組件。最后，安裝電纜線。

②平臺的調整

根據不同提升機與相對應的控制電箱，同時進行調整，再其正常運行過程中，觀察提升機是否有工作鋼絲繩異常、松弛等現象，一旦發現立即停止運行，將開關轉向給該機進行調整至于其他三根鋼絲繩松緊程度一樣即可。

③平臺的使用[1]

避免吊籃頻繁上下運行，用作載人載物的工具，且在吊籃運行過程那個四個防撞靠墻輪不可同時與洞壁接觸，需保持200 毫米到300 毫米左右的間距。吊籃開始升降作業時，應當先釋放四個支撐組件的絲杠，將其收進平臺下面，絲杠頂頭至洞壁間距保持300 毫米以上，再開動提升機；吊籃升降到位后，提升機停止運行時，應先將四個支撐組件的絲杠伸出、頂住洞壁，使環形平臺穩定在井洞中心，避免吊籃晃動發生安全事故。施工人員進出環形作業平臺時，需在小吊籃可靠停靠在環形平臺下方規定位置，并且有效固定上下扶梯，才能開門走人，日常情況下環形平臺天窗必須關閉。

3.4 提升機

本次施工環形吊籃配置4 臺功率為2.2kw 的LTD8 型提升機，分別安裝于環形吊籃的1/4 圓周上，將提升機安裝架與平臺相連接，在施工中提升機的吊繩分別固定在梁的兩端，離洞壁為1.5m；灌漿施工平臺底部外圍直徑7.0m，內圈直徑4.0m 中空，并用安全網進行防護，通過提升機安裝架連接于平臺，是驅動環形平臺沿工作鋼絲繩上、下運行的動力裝置。

3.5 安全鎖

本次施工環形吊籃配置4 只LST20 型防傾斜安全鎖，分別安裝與提升機的安裝架上端部，LST20 型防傾斜安全鎖是通過擺臂鎖繩機構來實現自動鎖繩，屬于常閉型安全鎖，當工作中的鋼絲繩數顯斷裂或是平臺傾斜的超過安全角度(≤8°)時，安全鎖就會啟動進行自動所繩，避免環形平臺出現下滑或是繼續傾斜的情況。

3.6 鋼絲繩

本次施工環形吊籃配置6×19W+IWS-φ8.6 鍍鋅吊籃專用鋼絲繩，其具有強度高、柔性好、防銹性能強等特點，用于安裝懸掛和提升環形平臺，作為環形吊籃的運行載體。

3.7 懸掛架鋼梁

本次施工環形吊籃配置25#（251×146mm）工字鋼橫跨于洞頂口，用作懸掛工作鋼絲繩和安全鋼絲繩的支承架，其承載能力滿足吊籃總運行荷載的需要。

4 吊籃施工平臺與傳統搭設腳手架施工平臺對比[2]

4.1 成本費用對比

本項目投入豎井吊籃共計兩套，若采用搭設腳手架的施工方法來進行隧洞豎井固結灌漿的施工，也按兩條隧洞同時進行來考慮。計算成本時，腳手架鋼管、扣件按每轉場架設一次損失3%，連接螺栓按25%損耗計算。則采用該兩種方法的實際成本計算結果如下：

4.2 手架施工平臺成本費用：

人工成本+材料成本=1295954.56 元林吉特

4.3 豎井吊籃施工平臺成本費用：

人工成本+材料成本=819074.7 元林吉特 節約成本=1295954.56-819074.7=476879.86 元林吉特(按當時馬幣對人民幣匯率2.17 計算，節約成本103.48 萬元人民幣)

4.4、施工進度對比

①腳手架施工進度：按以往的施工經驗，在相同的投入下，每條豎井鉆孔灌漿需要45 天左右。

②井吊籃施工進度：經統計完成一條引水隧洞豎井固結鉆孔灌漿平均用時為20 天，兩臺吊籃各施工4 條引水隧洞，完成8 條引水隧洞豎井固結灌漿總用時約為80 天。

按照相同投入兩條豎井腳手架成本的基礎上計算，累積節約施工時間：45*4-20*4=100 天。

5 結束語

綜上所述，吊籃在豎井固結灌漿或豎井混凝土缺陷處理中具有較高的應用價值，無論是成本費用還是工程效率均體現出了其高操作性與實用性，同時，降低了人員的勞動強度，在保證工程質量與人員安全的前提下，節約了人工成本與材料成本。