浅析12角吊篮施工平台在竖井固结灌浆中的运用

卢立春

（中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司， 四川 成都 611130）

1 工程概述

本次工程施工地为马来西亚巴贡水电站，其电站引水发电系统主要包含8 条引水发电隧洞，本次施工方案中的这8 条引水发电隧洞的竖井垂直段均采用特殊设计的自动升降平台作为固结灌浆的钻孔灌浆平台。8 条引水发电隧洞的竖井垂直段高度均在50.58m（1#）～55.09m（8#）之间，平均高度为52m，竖井垂直段砼衬砌后直径为8.5m,衬砌砼厚为60-70CM。本次施工方案中固结灌浆孔单孔深度为进入岩石5m，设计钻孔深度为5.6m-5.7m；固结灌浆孔每环设置9 个孔，排距为2m，采用梅花型布孔。其中1#引水隧洞与2#引水隧洞固结灌浆工程量均为1180m，3#引水隧洞固结灌浆工程量为1225m，4#引水隧洞与5#引水隧洞固结灌浆工程量均为1275m，6#引水隧洞固结灌浆工程量为1215m，7#引水隧洞与8#引水隧洞固结灌浆工程量均为1325m。8条竖井固结灌浆的总工程量为10010m。

根据隧洞开挖施工揭露的地质情况发现，8 条引水发电隧洞的竖井段岩层主要为硬质砂岩，一小部份为砂页岩互层，围岩类别为Ⅱ～Ⅲ类围岩。

2 固结灌浆技术要求

固结灌浆采取不分段灌浆，每孔作为一段进行灌浆，灌浆塞卡在衬砌的混凝土内。固结灌浆采用纯压式灌浆法，按照环间分序、环内加密原则进行，其中奇数环为Ⅰ序环，偶数环为Ⅱ序环；同一环内奇数孔为Ⅰ序孔，偶数孔为Ⅱ序孔。施工时先施工Ⅰ序环Ⅰ序孔，再施工Ⅰ序环Ⅱ序孔，然后施工Ⅱ序环Ⅰ序孔，最后施工Ⅱ序环Ⅱ序孔。

固结灌浆采用的水灰比为1.5：1，1：1 和0.8：1，开灌水灰比为1.5：1。最大设计灌浆压力为0.5MPa。灌浆结束标准为：在最大的设计灌浆压力下注入率小于1L/min 时，继续灌注5min 就结束灌浆。

3 台车施工方案

3.1 竖井钻孔灌浆施工方法

本次竖井固结灌浆施工方案中采用两台环形12 角吊篮作为竖井灌浆的施工平台，每个12 角吊篮上均配备2 台YT-28 手风钻作为钻孔设备，在每条引水隧洞上下平洞段的各设置一个灌浆站进行灌浆，钻孔灌浆的风、水、电以及灌浆管等依次顺隧洞壁进行布置，需要注意的是每个施工平台上施工人员不得超过5 名，平台载重不得大于1000KG。根据施工的现场情况以及平台制造厂家的专业人员指导下，在竖井下方下弯段的手脚架上进行12 角竖井平台的组装，组装完成后方可进行电器系统的安装。一切准备工作就绪后需先进行试运行，试运行合格后才能正式投入使用。竖井固结灌浆应当采用自下而上的方式进行施工，首先，将吊篮放置于最下排适当位置，用丝杠螺杆把吊篮锁定在洞壁上，进行钻孔灌浆。该环施工完成后，松下锁定的固定螺杆，再按行走按钮，使台车提升或下降到下一施工环的位置，然后再将丝杠螺杆锁定到洞壁上固定，再次进行该环的钻孔灌浆。最后，依照上述的方式依次进行钻孔灌浆，直至全部固结灌浆完成。注意事项：吊篮尽量减少频繁上下运行，严禁超载，操作人员必须在地面/脚手架平台上进出吊篮，或通过设有安全措施的专用吊篮进入环形吊篮。

3.2 施工吊篮介绍

本次工程中施工吊篮为12 角环形吊篮，由12 节30°梯形单元节与8.8级高强度螺栓连接拼装而成，平均外径为7 米，平台宽度为1.5 米，内、外护栏高均为1.1 米，本次吊篮设计为圆形，利用悬挂于洞壁顶部的工字架梁，以钢丝绳延洞壁悬挂，通过电控提升机的升降来操作进而达到高空作业的目的。该吊篮整机重量约2000KG，额定载荷1000KG，提升速度8.3±0.5m/s。属于非常设型吊篮，是专为井洞施工作业设计，有适应性强，施工高度基本不受限，占地面积小，施工效率高，劳动强度低，安全性能高，操作简单，便捷等优势，是井洞施工作业中的首选平台设备。其结构见图1。

图1 12 角环形吊篮

3.3 平台的安装、调整、使用

①平台的安装

首先，安装钢丝绳悬挂架，将钢丝绳悬挂架安装在预设的悬挂架工字钢规定吊点位置上，同时将工作钢丝绳和安全钢丝绳尾端紧扣在钢丝绳悬挂架绳套上，垂放钢丝绳，注意工作钢丝绳和安全钢丝绳不得相互缠结。其次，安装环形吊篮平台，依据图1 序列顺序一次进行安装，使其形成12 角环形，进而安装提升机安装架、提升机、安全锁、电气操纵箱、防撞靠墙轮以及丝杠支撑组件。最后，安装电缆线。

②平台的调整

根据不同提升机与相对应的控制电箱，同时进行调整，再其正常运行过程中，观察提升机是否有工作钢丝绳异常、松弛等现象，一旦发现立即停止运行，将开关转向给该机进行调整至于其他三根钢丝绳松紧程度一样即可。

③平台的使用[1]

避免吊篮频繁上下运行，用作载人载物的工具，且在吊篮运行过程那个四个防撞靠墙轮不可同时与洞壁接触，需保持200 毫米到300 毫米左右的间距。吊篮开始升降作业时，应当先释放四个支撑组件的丝杠，将其收进平台下面，丝杠顶头至洞壁间距保持300 毫米以上，再开动提升机；吊篮升降到位后，提升机停止运行时，应先将四个支撑组件的丝杠伸出、顶住洞壁，使环形平台稳定在井洞中心，避免吊篮晃动发生安全事故。施工人员进出环形作业平台时，需在小吊篮可靠停靠在环形平台下方规定位置，并且有效固定上下扶梯，才能开门走人，日常情况下环形平台天窗必须关闭。

3.4 提升机

本次施工环形吊篮配置4 台功率为2.2kw 的LTD8 型提升机，分别安装于环形吊篮的1/4 圆周上，将提升机安装架与平台相连接，在施工中提升机的吊绳分别固定在梁的两端，离洞壁为1.5m；灌浆施工平台底部外围直径7.0m，内圈直径4.0m 中空，并用安全网进行防护，通过提升机安装架连接于平台，是驱动环形平台沿工作钢丝绳上、下运行的动力装置。

3.5 安全锁

本次施工环形吊篮配置4 只LST20 型防倾斜安全锁，分别安装与提升机的安装架上端部，LST20 型防倾斜安全锁是通过摆臂锁绳机构来实现自动锁绳，属于常闭型安全锁，当工作中的钢丝绳数显断裂或是平台倾斜的超过安全角度(≤8°)时，安全锁就会启动进行自动所绳，避免环形平台出现下滑或是继续倾斜的情况。

3.6 钢丝绳

本次施工环形吊篮配置6×19W+IWS-φ8.6 镀锌吊篮专用钢丝绳，其具有强度高、柔性好、防锈性能强等特点，用于安装悬挂和提升环形平台，作为环形吊篮的运行载体。

3.7 悬挂架钢梁

本次施工环形吊篮配置25#（251×146mm）工字钢横跨于洞顶口，用作悬挂工作钢丝绳和安全钢丝绳的支承架，其承载能力满足吊篮总运行荷载的需要。

4 吊篮施工平台与传统搭设脚手架施工平台对比[2]

4.1 成本费用对比

本项目投入竖井吊篮共计两套，若采用搭设脚手架的施工方法来进行隧洞竖井固结灌浆的施工，也按两条隧洞同时进行来考虑。计算成本时，脚手架钢管、扣件按每转场架设一次损失3%，连接螺栓按25%损耗计算。则采用该两种方法的实际成本计算结果如下：

4.2 手架施工平台成本费用：

人工成本+材料成本=1295954.56 元林吉特

4.3 竖井吊篮施工平台成本费用：

人工成本+材料成本=819074.7 元林吉特 节约成本=1295954.56-819074.7=476879.86 元林吉特(按当时马币对人民币汇率2.17 计算，节约成本103.48 万元人民币)

4.4、施工进度对比

①脚手架施工进度：按以往的施工经验，在相同的投入下，每条竖井钻孔灌浆需要45 天左右。

②井吊篮施工进度：经统计完成一条引水隧洞竖井固结钻孔灌浆平均用时为20 天，两台吊篮各施工4 条引水隧洞，完成8 条引水隧洞竖井固结灌浆总用时约为80 天。

按照相同投入两条竖井脚手架成本的基础上计算，累积节约施工时间：45*4-20*4=100 天。

5 结束语

综上所述，吊篮在竖井固结灌浆或竖井混凝土缺陷处理中具有较高的应用价值，无论是成本费用还是工程效率均体现出了其高操作性与实用性，同时，降低了人员的劳动强度，在保证工程质量与人员安全的前提下，节约了人工成本与材料成本。