摘要：借鉴人工挖孔桩施工工艺技术，改进220kV变电站排水竖井施工方法，通过二次设计护壁，编制专项施工方案，组织专家论证，经过精心组织施工，安全、优质、高效地完成施工任务。总结本工程排水竖井施工技术、工艺流程和作业方法，可为类似工程施工提供指导作用。
关键词：人工挖孔桩；排水竖井；护壁
前言
220kV变电站排水井常规的施工方法是先机械开挖基槽、浇垫层、绑扎钢筋、支模板、浇筑混凝土。但对于较深的排水井采用常规的施工方法达不到预期的效果，开挖基坑时，需要多级放坡，施工作业面占地面积大，土方开挖量也大，土方需要倒运，而且施工过程中存在边坡失稳安全风险。
本工程站区场平土方回填前，排水竖井位置场地标高约为76.00m，接近井底位置，原计划先用常规施工方法施工排水井，这样可减少土方开挖量，若先施工排水竖井就会影响站区土方回填和强夯，以及强夯施工时对排水竖井的破坏，经考虑多方因素，决定场地回填强夯完成后，再采用人工挖孔方式施工排水竖井。
针对现场施工条件和排水竖井设计要求，采用人工挖孔施工工艺技术，较好地解决了深排水井施工难题。
1 工程概况
某220kV变电站站址位于韶关市曲江区白土镇。建设2 组180MVA 主变压器，220kV 出线5 回，110kV 出线5 回。
排水竖井位于变电站东北角，作为整个站区排水汇集井，通过它将站区雨水排出站外排水系统。排水竖井外径2.6m，内径1.6m，井顶标高85.00m，井底标高74.00m，底板厚度1.00m，净井深11.00m，井壁壁厚0.50m，钢筋混凝土结构。
排水竖井中心位置场地填土厚度大约为9.00m，经强夯处理后，周围填方区为浆砌石挡土墙。
2 排水竖井护壁设计
人工挖孔施工排水竖井安全风险性较大，必须根据现场地质条件及相关规范要求进行排水竖井护壁二次设计，画出详细的施工图纸，用以指导施工。主要从以下几个方面进行计算。
（１）及护壁内力计算
（２）混凝土抗剪计算
（３）配筋计算
（４）配筋方法
根据计算结果画出详细的施工图纸。
3 排水竖井方案编制及专家论证
3.1 编制施工方案
根据场地条件、设计图纸及相关规范，按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》要求，在施工前组织工程技术人员编制排水竖井专项施工方案，专项施工方案应当由施工单位技术负责人审核签字、加盖单位公章，并由总监理工程师审查签字、加盖执业印章后方可实施。
3.2 专项施工方案专家论证
由施工总承包单位组织召开专家论证会，对排水竖井专项施工方案进行论证。专家论证会后，应当形成论证报告，对专项施工方案提出通过、修改后通过或者不通过的一致意见，专家对论证报告负责并签字确认。
４ 排水竖井施工技术
４.1 施工准备
施工人员必须熟悉设计图纸，掌握地质勘测的相关信息，并制定出专项的施工方案。如果设计图纸会审中出现问题，需要列出会审问题清单，设计人员必须及时进行修改。还需要根据电力施工相关的施工技术标准，在施工前对竖井施工区域地面进行硬化，布置临时钢筋、砂、石等材料堆放场，组织测量人员复核测量控制点，准备好弃土堆放场地，竖井挖出的余土及时运到弃土场。
４.2 工艺流程
排水竖井施工工艺流程图如图1所示：
４.3 主要施工方法
４.3.1测量放线
（1）测量数据：竖井中心坐标X=2730404.771，Y=38447254.7267；竖井内径1.60m，外径2.60m，护壁厚度0.15m。
（2）测量放线：根据站区测量控制网点测放竖井中心，用0.50m长Ф6钢筋打入地下作为标志，经复核合格后，以此为圆心，画出直径为2.90 m的圆，作为竖井开挖边线。
（3）为了便于轴线、竖井中心和垂直度复核，开挖前在竖井四周用四根木桩定出控制轴线的位置，书面报请监理复核，认定签字后开始护壁第一节施工，第一节施工时混凝土护壁应高出自然地面150mm。护壁第一节后，将各轴线及控制标高引至护壁上口用水泥钉钉出标准轴线或桩中心线，并用红油漆做上标记，便于竖井标高及中心的控制。
图1 排水竖井施工工艺流程图
４.3.2人工挖井
（1）每天施工前，安排下井人员对已做护壁进行检查，在无异常情况下，才能进行下节孔的开挖。
（2）轴线经复核无误后，方可开始第一节开挖，人工挖井以4名工人为一组，井下工人使用短把铁锹、羊镐等工具开挖，遇到比较硬的岩层，可用风镐或人工凿除施工，井上工人使用人工手动辘轳将井下土提上来，并用手推车推到指定的地方。
（3）开挖应自上而下分层进行，每次开挖深度为1.0m，开挖区的侧壁要求做到光滑平整，底面要水平，挖出的土方要及时运送到地面并外运，不得堆放在井边。
（4）每进尺1.0m做混凝土护壁一次，即以1.0m为一个施工段；当井深超过5米时用鼓风机和输风管向井孔中送入新鲜空气，提土桶或吊笼上下保证联系通畅。
（5）在挖孔过程中，施工人员必须熟悉所挖孔的地质情况，井上和井下之间应保持良好的联络信号。要勤检查，注意土层的变化，当遇到流沙、大量地下水等影响挖土安全时，要立即采取有效防护措施，才能继续施工。
（6）开挖过程中，遇到孤石或其它障碍物时，采用人工及空压机和风镐配合施工。
４.3.3护壁施工
（1）开挖时采用浇捣混凝土护壁，第一节护壁厚度为300 mm，以下护壁厚度为150 mm，护壁混凝土强度等级C30。混凝土护壁施工时采用上口直径为井径，下口直径为井径加150mm，护壁高度为1000mm。第一节护壁应高出地面150mm，以便于挡土及控制点定位。
（2）第一节（井台）护壁径向加配φ10＠125钢筋，竖向加配φ12＠80钢筋；以下各节护壁径向加配φ10＠100钢筋，竖向加配φ12＠125钢筋。
（3）护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成，拆上节支下节，循环周转使用，模板用U型卡连接，上下设两半圆组成的钢圈顶紧。
（4）在浇捣混凝土护壁前，在混凝土内掺一定数量速凝剂，以尽快达到强度要求。混凝土用吊桶运输人工浇筑。浇筑护壁时，应对称下料，用敲击模板或木棒插实的方法振捣，防止模板产生偏移。
（5）往下施工时每挖好一节后随即浇捣一节混凝土护壁（一个施工循环），待12小时后方能开挖下一节。如拆模后发现护壁有蜂窝、漏水现象，要及时加以堵塞和导流，保证护壁混凝土强度及安全。
４.3.4井底垫层施工
竖井挖好，经监理、总包方验收后，灌注100mm厚C15混凝土垫层。混凝土采用商品混凝土。
４.3.5竖井井壁钢筋制作安装
（1）竖井底板钢筋和井壁钢筋安装采用人工在井下绑扎安装的方式进行。圆形箍筋先在地面上加工好，竖向钢筋购买12米长钢筋，中间不用接长，方便井下钢筋安装。
（2）竖井底板厚1000mm，上下层均布钢筋φ16＠150；竖井井壁钢筋两圈，外圈直径2600mm，竖向钢筋φ20＠100，内圈直径1600mm，竖向钢筋φ180＠150。
（3）钢筋的质量必须符合设计要求，每一批钢材均应有出厂的检验合格证明书和机性能、化学成分的化验报告，购买的每批钢材必须抽样进行检查。
（4）钢筋的弯钩加工
1）钢筋的弯曲成型除应符合设计图纸要求的型式、长度、规格外，还应符合有关钢筋构造的规定。
2）I级φ10钢筋的末端应设180度的半圆弯钩，弯钩圆弧内径应不小于2.5d（d为钢筋直径），平直部分不宜小于钢筋直径的3倍；用人工弯钩时，为保证180度弯曲，可带有适当长度的平直部分；用机械弯钩时，可省去平直部分。
3）III级φ12、φ16、φ18、φ20钢筋的末端需作90度，弯曲直径D不宜小于4d。
4）箍筋的末端应作弯钩，弯钩型式应符合设计要求。
４.3.6竖井井壁模板安装
竖井井壁钢筋骨架安装完成后，护壁作为外侧模板，用圆形钢模板在竖井内侧分段安装，分段浇灌混凝土。每段长为4.0m，混凝土初凝后，拆除下节模板，再安装上一节，一段一段浇灌混凝土到井口高度。
４.3.7竖井井壁混凝土浇灌
（1）竖井井壁混凝土强度等级为C30，采用商品砼，由混凝土搅拌站运输车运至工地现场。
（2）灌注竖井井壁混凝土时，必须用溜槽及串筒离混凝土面2m以内，不准在井口抛铲或倒车斜料，以免混凝土离析，影响混凝土整体强度。
（3）混凝土边浇边插实，采用插入式振动器和人工插实相结合的方法，以保证混凝土的密实度。
（4）灌注竖井井壁时，应留置试块。
5 结束语
本变电站排水竖井采用人工挖桩的方式成井，安全、快速、高效，施工工艺比较简单，但很实用，可在类似的项目中推广。要针对不同的地质条件和排水竖井规模进行护壁二次设计，出版施工图纸，指导施工；现场安全控制是施工重点，要严格按照《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》要求进行安全控制。
参考文献
[1]著作：江正荣.建筑地基与基础施工手册.北京：中国建筑工业出版社，2005，6.
作者简介
洪艳楼 1965年生，1989毕业于沈阳建筑工程学院（现沈阳建筑大学），现在广东科诺勘测工程有限公司从事电力工程项目管理工作。
论文作者:洪艳楼
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：竖井论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 井壁论文; 水井论文; 土方论文; 直径论文; 《电力设备》2018年第27期论文;