小直径竖井提升模板技术研究

丁 伟，唐 桥，张加洪

(1.国际小水电中心，浙江 杭州 310002；2.四川省赛禹工程建设有限公司，四川 遂宁 629000)

1 概 述

古瓦水电站调压井工程为埋藏式调压井，调压井竖井主要由穹顶和井筒组成，穹顶上部为球冠型，开挖高度为15.20 m；竖井为圆柱形，开挖深度为131.20 m，直径为14.20～15.20 m。由于竖井开挖量较大，为加快施工进度，计划在竖井中心使用反井钻机开挖1个直径为1.40 m的导井，然后使用导井溜渣的方式进行出渣。

为防止导井内部发生落石、塌方，造成导井堵塞或给工程造成安全事故，在导井开挖完成后需要对井壁进行初期支护。原计划采用人员乘坐吊篮到达其内部，对井壁自上而下喷射混凝土进行支护，但考虑小直径竖井内施工条件差、安全风险较高，所以重新制定施工方案。研究一种小直径竖井井壁支护的提升模板，仅在井口操作即可完成导井井壁初期支护，以降低施工难度、保证施工安全。

2 提升模板设计思路

制作1个带抹光圈的圆锥形分料模板放入小型竖井内，使用溜管向模板上摊铺砂浆；同时使用吊运设施向上拉动模板，使砂浆均匀铺抹在井壁上，对井壁进行支护。如此人员不必进入井内，大大降低安全风险和施工难度，同时减少了喷混凝土产生的烟尘，降低了对环境的污染。

3 实施措施

调压井D=1.40 m导井开挖完成后，准备对井壁进行支护。

3.1 吊运设施安装

在井口附近安装吊运设施，吊运设施的类型可选择龙门吊、桥机、悬臂吊或小型吊机，但无论哪种吊运设施，在安装时必须保证其基础稳固，其额定负荷要满足施工要求。吊运设施安装完成后要经过相关单位验收后方可投入使用。

3.2 提升模板制作

使用厚度δ=0.5 cm的钢板制作1个顶部呈90°角、直径为1.34 m的圆锥形分料模板(见图1)。分料模板尖端设置吊环，下部设置抹光圈，抹光圈以上安装4个行走轮，行走轮紧贴井壁行走；既能保证分料盘能在井内顺利提升，又可以支撑分料模板以防止其偏移，从而达到将砂浆均匀分配抹光至井壁的目的。为方便模板在井内下放时发生卡顿，模板底部制作1个倒圆锥形作为导向锥。

3.3 砂浆拌制

制定砂浆配合比，采用高强度、高粘度砂浆，使用强制式拌和机拌制砂浆， 确保砂浆能够与井壁粘结，不开裂、不脱落。

图1 提升模板结构示意

3.4 井壁支护

使用吊运设施先将提升模板放入井底，将φ108胶管管口绑扎在距模板尖端20 cm处的钢丝绳上。使用吊运设施将模板和胶管放入井内，每下放2.0 m使用绳索将胶管与钢丝绳绑扎在一起。待模板到达井底后，利用φ108胶管作为溜管将拌制好的砂浆连续输送至模板上。同时，向上缓慢提升模板，模板自动将砂浆均匀的抹光在导井井壁上，形成1个厚度为3 cm的支护层。操作过程中，随着模板的上升，溜管会跟随钢丝绳逐渐提升至井外，此时逐个解开暴露在井口以外绑扎钢丝绳和溜管的绳索，并将胶管整齐盘放在井口平台上。

使用以上方法将导井井壁支护完成，井壁支护示意图如下所示(见图2)。

图2 井壁支护示意

3.5 施工注意事项

(1)井壁支护时，吊运设施钢丝绳应布置在竖井正中心。

(2)砂浆配合比要经过试验确定，要保证溜管能够正常输送砂浆，同时砂浆能够稳定粘结在井壁上3 cm厚，不会坠落。

(3)下放模板前，将溜管管口绑扎在距模板尖端20 cm处的钢丝绳上。模板下放过程中，每下放2.0 m使用绳索将胶管与钢丝绳绑扎在一起。待模板提升时，溜管会跟随钢丝绳逐渐提升至井外，此时逐个解开暴露在井口以外绑扎钢丝绳和溜管的绳索，并将胶管整齐盘放在井口平台上。

(4)分料盘上升速度要根据溜管输送砂浆速度而定，保持分料盘上要一直有30 cm左右深度的砂浆，从而保证支护砂浆的连续性。

4 实施效果

古瓦水电站调压井导井深131.2 m，直径D=1.4 m，在使用反井钻机开挖完成导井后，对导井井壁进行支护。原计划采用人员乘坐吊篮到达导井内部，使用喷射混凝土对井壁进行支护的方式，工期计划15 d；而实际使用本提升模板进行支护，仅施工了4 d便完成导井支护，施工进度明显加快；且施工期间未发生任何质量、安全事故。

使用此提升模板可以将已开挖完成的小竖井一次支护到位，施工进度快；支护砂浆可以均匀抹光在竖井井壁上，施工质量有保障。该提升模板改变人员到井内支护为机械支护，人员安全得到保障；解决了井内作业空间狭小、施工环境较差给施工带来的不便等问题，技术可行；避免了喷射混凝土产生的烟尘，保护生态环境。

该提升模板还具有以下优点：

(1)制作简单

提升模板制作材料主要为δ=0.5 cm钢板，人员只需要电焊工、普工等，设备仅需电焊机、切割机等，制作极为简单。

(2)操作方便

施工主要使用拌和工、起重工、司机、普工等工种，设备主要是吊运设施、拌合机、罐车等，材料主要为砂浆、胶管等，施工过程并不复杂，操作方便。

(3)造价低廉

施工所需人员皆非高等技术人员，材料皆非贵重材料，设备皆为常见设备，造价低廉，不会增加过多的投资。

(4)应用范围广

该提升模板不仅限于小竖井使用，对水塔、烟筒等小直径长筒形建筑物的施工皆有借鉴作用。

5 结 语

小直径竖井在水电站中的应用十分广泛，具有工程量小、施工难度大、危险性高的特点，施工时需要选择合理、高效的施工方法。以古瓦水电站调压井竖井导井为依托，研究一种仅在井口操作即可完成导井井壁初期支护的提升模板，可加快施工进度、降低安全风险、增加经济效益，能够对类似工程提供有益的经验。

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