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摘要：平鲁地下泵站电缆竖井内径8.4m，开挖直径9.9m，地下部分高度为161.47m，地上部分10m，共计171.4m，电缆竖井内全部采用预制混凝土构件装配式结构。本文介绍了平鲁地下泵站电缆竖井预制构件装配施工方法、质量控制及安全措施，为以后类似工程施工提供参考和借鉴。
关键词：大型竖井 预制构件 装配施工
1 工程概况
平鲁地下泵站位于北干线大梁水库右岸山体中，在大梁水库右坝肩上游约230m，埋深约140m。平鲁地下泵站安装5台单级双吸卧式机组，正常高扬程137m，单机设计流量0.88m3/s，单机容量1700kW，总装机8500kW。主要建筑物包括地下及地面两大部分，地下建筑物主要包括：进水池、厂房、进出水管道系统、主副交通洞、出水高压平洞和出水竖井、电缆井及其交通洞等；地面建筑物主要包括变电站和进水塔。
电缆竖井位于厂房出水侧，期间设有交通廊道与厂房连接。电缆竖井兼作交通、通风通道。电缆井内径8.4m，开挖直径9.9m，地下部分高度为161.47m，地上部分高度为10m，井壁全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度60cm，施工预留埋件及梁窝，井内除敷设电缆外，还设置消防电梯、人行防烟楼梯和排风通道等。
电缆井井内为预制构件装配式结构，地下54层，地上2层，预制构件主要包括主梁、次梁、平台板、井道板、井道梁、楼梯踏步等。预制构件吊装主要工程量总重量约1740t。
2 施工部署
2.1 施工道路
利用现有的预制厂至电缆井工作面道路，作为预制构件水平运输道路，为确保预制构件的运输安全，施工前对道路进行平整，主要进行加宽、整平等，利用振动碾碾压，确保路面平整、密实。
2.2 施工场地布置
施工场地主要分为两部分，预制厂预制构件存放场地和电缆竖井口吊运场地。预制厂对存放场地进行重新整平、规划，把同型号的预制构件集中存放，以便于准确运输、供应。
吊装工作面场地设置于电缆竖井口西侧衬砌施工时钢筋加工场地，施工前对场地进行清理、整平，作为预制构件向井内吊运与起重设备绑扎、连接、固定场地，同时也为预备吊运构件的储存场地。
2.3 风、电、照明布置
由于电缆竖井井壁每层（3m）设置梁窝4个，在混凝土衬砌施工过程中不可避免存在流浆进入梁窝现象，虽在浇筑过程中已进行过清理，但需进行局部修整，采用风镐进行，在井口布置1台6m3空压机作为供风源，沿井壁设置供风管道至工作面。
施工供电主要为装配工作面焊接施工及照明用电，沿井壁敷设95mm2铜芯电缆至工作面，工作面设置配电柜，分线至焊机及照明灯具。
施工照明采用3kW镝灯，装配工作面设置2盏，选灯时尽量选用灯光柔和的暖色调灯具，确保在工作时间时不刺眼、不伤眼。地面照明主要在地面变电站控制楼及边坡上设置四盏3kW疝灯进行照明。
2.4 吊装布置
预制构件的垂直运输由前期已安装的10t龙门吊及卷扬机进行，主梁利用特制的吊运横杆与主梁、吊绳连接，次梁、板等小构件利用加工的吊运台车吊运。主梁装配就位采用龙门吊进行，次梁、板装配、就位利用安装在井口的卷扬机进行。
吊装起重设备安全校核，预制构件单个重量最大7.18t，最小0.28t，装运采用16t汽车吊，其为成熟产品，不进行安全计算，垂直运输为10t龙门吊，也为成熟产品，且已安全运行近一年，也可不进行安全校核，主要是做好日常设备检查、保养，后期进行钢丝绳检查、检测，确保吊运安全。
2.5 吊装信号
预制构件吊装信号传递主要采用对讲机进行。吊装过程中，现场管理人员，起重作业人员及井内施工人员通过对讲机进行指挥，吊装。
3 装配施工
3.1 预制构件的运输
预制构件的运输必须在预制构件强度达到设计要求后进行，目前电缆井预制构件强度全部达到设计要求，可直接运输。
施工前首先对所有预制构件进行出厂验收，主要进行强度检查（以试块为主，回弹仪抽检），尺寸检测，对照图纸进行尺寸校核，满足要求进行统一编号，统一规格、型号集中存放。
预制构件装车采用16t汽车吊，水平运输采用15t平板车，车厢长度10m，宽度2.4m，可满足全部预制构件的运输。
梁装车直接平放车厢内，底部横向布设方木，以方便装卸、转绳。主梁单层运输，每次运输两根，次梁可多层运输，层间设置方木。板采用立运，每块板间设置方木或木楔隔离，以方便装卸，同时进行捆扎。具体见下图1：
图1：预制构件运输示意图
预制构件运输至现场后，按照装配顺序进行统一存放，由于现场场地有限，现场存放数量不能过多，以备用一层为佳。
3.2 吊装施工方法
3.2.1 施工工艺
吊装施工工艺如下：
施工准备→工作面清理→埋件、梁窝测量校核→钢牛腿安装→预制构件吊运、就位→预制构件初焊→上层预制构件吊运、就位、初焊→下层预制构件满焊→焊缝及装配质量检查→防火隔墙砌筑、栏杆安装
3.2.2 施工方法
（1）施工准备
吊装施工前，首先完成预制构件的出厂验收，以及施工材料、设备的进场，并对所有施工人员进行交底，确保所有施工人员明确工作内容及工作方法以及质量、安全要求。
（2）工作面清理
电缆井混凝土衬砌施工完成后立即进行模板拆除，浇筑过程中材料、垃圾清理，以及井底杂物清除。
（3）梁窝、埋件测量校核
清理工作完成后，测量人员连同技术人员一同对预埋件及梁窝进行测量校核，测量校核时利用前期已形成的吊笼载人沿洞壁垂直方向测量。首先在井口放样埋件位置标记，并精确测量高程，利用带刻度的钢丝绳垂直吊绳，确定同一排（垂直方向）埋件或梁窝的位置，垂线要求自然下垂，不得与井壁接触，等垂绳稳定后进行测量，测量时垂绳即为埋件或梁窝左右位置参考标识，再利用垂绳长度刻度进行高程测量确定高程位置，然后根据相应构件的安装位置做好明显的标记，确保安装时的精度。
（4）钢牛腿安装
埋件、梁窝测量校核完成后即可进行主梁钢牛腿的安装，根据测量校核时的标识准确安装焊接钢牛腿，钢牛腿安装、焊接一次进行，施工时严格按照设计焊缝等级（一级）及规范要求进行焊接，确保焊接质量。焊缝冷却后进行质量检查，合格后进行主梁吊装施工。
（5）预制构件吊运、就位
电缆井预制构件种类较多，装配施工时首先根据设计图纸对预制构件进行吊装顺序编排，现场设置预制构件顺序编排表，施工时严格按照编排顺序进行吊装。
主梁及踏步利用10t龙门吊直接吊运，每次吊运1根，龙门吊吊装就位。主梁及踏步就位后电焊固定，然后进行初焊，次梁及板利用特制的吊运台车吊运，单次多块吊运，总重量（含台车）不得超过8t，次梁及板利用设置于井口的卷扬机进行就位、调整、安装。具体吊装施工见附图2：
附图2：电缆竖井装配施工吊装示意图
预制构件吊装时间安排如下：
根据本工程施工进度要求，计划每天施工2层，装配工程量为主梁4个、次梁8个、平台板10块、楼梯4个、井道板8块。施工时主梁钢牛腿在主梁吊装前提前焊接主梁以下部分，井口龙门吊只负责梁、板、楼梯吊运，具体部位的安装就位采用架设的卷扬机进行。主梁吊装4小时，次梁吊装8小时，平台板吊装2小时，楼梯吊装4小时，井道板吊装2小时，装配时首先进行局部焊接，满足结构安全即可，随后进行上层吊装施工，同时进行下层满焊、检测。
（6）预制构件初焊
为加快施工进度，预制构件就位后进行初焊，初焊时根据每条焊缝长度，焊接30%～50%，满足结构安全即可，后立即进行上层的吊装施工。
（7）上层预制构件吊运、就位、初焊
预制构件完成初焊，满足结构安全要求后即可进行上层的装配施工，上层装配施工具体方法同下层，不再详述。
（8）下层预制构件满焊
在上层预制构件装配，初焊的同时，进行下层焊缝的满焊，焊接时严格按照设计焊缝等级要求进行焊接施工，主梁底部与钢牛腿为II级焊缝，其余焊缝为III级焊缝，焊缝满焊施工紧随上部装配施工进行，滞后不得超过2层，满焊结束后立即进行焊缝质量检测。根据规范要求，II级焊缝进行20%探伤抽检，其余为不同检测，III级焊缝全部为普通检测。
（9）焊缝及装配质量检查
满焊结束后再次对焊缝质量、装配精度进行检测，确保装配质量，检测时重点对I、II级焊缝及主梁、井道梁、井道板安装精度进行检测，确保电梯安装精度。
（10）防火隔墙砌筑及栏杆安装
每层全部预制构件装配完成，焊缝检测，安装精度检测完成，合格后进行平台栏杆及踏步栏杆的安装，以及防潮隔墙的砌筑施工。栏杆为井外制作成平，吊运至工作面与预制构件预留埋件焊接而成，安装时确保安装位置准确，焊接质量过关。防火隔墙施工由专业砌筑人员进行施工，严格按照设计图纸要求进行施工。
4 焊接工艺及质量控制
4.1 焊接工艺的选定
由于受现场条件限制，根据本工程实际情况，焊接工艺选择手工电弧焊。
4.2 生产性施焊
焊接施工前根据设计焊缝等级要求，进行生产性施焊试验，以验证焊接工艺是否满足设计要求。达到设计要求时才能进行焊接施工。
4.3 焊接施工
4.3.1 焊前清理
焊接前，清理干净所有焊面及坡口两侧各10～20mm范围内的铁锈、熔渣、油垢、水迹清除干净。并应检查装配尺寸、坡口尺寸和定位焊缝质量，定位焊缝上的裂纹、气孔、夹渣等缺欠均应清除。
4.3.2 焊接
（1）每道焊缝由1名焊工施焊，采用逆变直流焊机焊接。所有参加焊接的焊工，均通过相关考试，并取得相应的合格证。焊工中断焊接工作6个月以上者，进行重新考试。焊接环境出现不利情况时，采用临时工棚有效防护。
（2）施焊前，对主要部件的组装进行检查，有偏差时及时予以校正。
（3）各种焊接材料，进行烘焙和妥善保管。焊接时将焊条放置在专用的保温筒内，每个焊工配备一个，随用随取。
（4）所有焊缝均采用双面焊接，在其单侧焊缝焊满后，处理背缝并将其清根打磨干净后再进行焊接。
（5）焊缝采用多层多道焊接，多层焊的层间接头错开。每条焊缝一次连续焊完，焊完后将残留焊疤打磨修整至与母材表面齐平。
（6）焊接完毕，焊工先进行自检。Ⅰ、Ⅱ级焊缝自检合格后在焊缝附近进行编号和记录，并由焊工在记录上签字。
4.3.3 焊缝缺陷修整
安装焊接完毕后，全面检查一次焊缝部位的情况，突起处要打磨清除。
4.4、焊缝检验
预制构件吊装焊接完成后，对所有焊缝进行检验，检验人员资格符合要求，均持证上岗，按照本工程焊缝等级要求采用外观检查和无损探伤检测，所有焊缝检测必须合格。
4.5、焊缝缺陷处理
焊缝内部缺陷用风铲或磨光机将缺陷彻底清除，并用砂轮修磨成便于焊接的凹槽，焊补前要严格检查，确认缺陷已经清除。属裂纹一类的缺陷，先用磁粉探伤方法进行检查，确认裂纹已经消除后再焊补。
返修后的焊缝，用射线探伤或超声波探伤复查，同一部位的返修次数不宜超过2次，超过2次后焊补时，制订可靠的技术措施，经监理人批准，方可焊补，并作出记录。
5 主要质量技术保障措施
5.1 技术准备
施工前应具备必要的施工条件，做好施工准备工作逐项检查落实，如不满足施工条件，应积极创造条件，待其完善后再施工。
坚持图纸会审和技术交底制度，精心编制施工方案，并认真进行各项技术交底，做到详细，富有针对性，并针对实现风险较大的项目有保障措施。
5.2 技术操作
严格按图纸施工，按合理程序施工。认真执行现行规范、规程、标准。具体落实施工组织设计、施工方案、技术措施和技术交底的要求和规定。禁止违章指挥和违章操作。
5.3 工程材料使用
对工程中使用的各种材料的质量进行严格控制，如未经检验和试验的材料，经检验和试验不合格的材料，无标识或标识不清楚的材料，过期失效、变质受潮、破损和对质量有怀疑的材料等不得使用。当材料需要代用时，先办理代用手续，经设计单位或监理单位同意认可后才能使用。
5.4 施工过程质量控制
严格执行质量“三检制”、测量放线复检制、关键和特殊过程跟踪检验制、隐蔽工程联合检验制。对不合格品进行控制，对出现的不合格品按“三不放过”的原则实施纠正，在收到质检人员发出的《不合格项（品）整改通知单》后，应按照《不合格项（品）纠正预防措施》的要求，制定纠正或预防措施，实施整改，并重新验证纠正后的质量。
6 安全生产措施
在整个施工过程中，须严格遵守业主级项目部的各项安全生产规章制度以及公司的各项安全管理条例，定期进行操作人员的安全教育，以提高操作人员的安全意识，熟悉身边的危险源以及必要的防范措施，做到安全无事故，确保整个预制构件装配施工的顺利进行。
6.1 组织机构
项目部成立以项目经理为第一责任人，安全总监、安全科科长直接管理项目部的安全生产工作，接受业主与监理的指导，项目部成立质安部，配备专职安全员；各施工队、班组设兼职安全员。
6.2 安全生产责任制
项目部各级领导、部门人员严格履行安全生产责任制，保证预制构件吊装施工安全。
6.3 主要安全技术保障措施
6.3.1防止起重机事故措施
起重机操作时必须坚持“十不吊”原则。
所有构件的起重，由司索工负责捆绑和挂钩，由指挥工负责指挥。
起重机的行驶道路必须平坦坚实，地下基坑和松软土层要进行处理。必要时，铺设道木或路基箱。起重机不得停置在斜坡上工作。严禁超载吊装。
禁止斜吊。这里讲的斜吊，是指所要起吊的重物不在起重机起重臂顶的正下方，因而当将捆绑重物的吊索挂上吊钩后，吊钩滑车组不与地面垂直，而与水平线成一个夹角。斜吊会造成超负荷及钢丝绳出槽，甚至造成拉断绳索。斜吊还会使重物在离开地面后发生快速摆动，可能碰伤人或其他物体。
构件离地面不得大于50cm，并将构件转至正前方，拉好溜绳，控制构件摆动。
绑扎构件的吊索需经过计算，绑扎方法应正确牢靠。所有起重工具应定期检查。
不吊重量不明的重大构件或设备。
禁止在六级及以上风力情况下进行吊装作业。
起重吊装的指挥人员必须持证上岗，作业时应与起重机驾驶员密切配合，执行规定的指挥信号。驾驶员应听从指挥，当信号不清或错误时，驾驶员可拒绝执行。
严禁起吊重物长时间悬挂在空中，作业中遇突发故障，应采取措施将重物降落到安全地方，并关闭发动机或切断电源后进行检修。在突然停电时，应立即把所有控制器拨到零位，断开电源总开关，并采取措施使重物降到地面。
起重机的吊钩和吊环严禁补焊。当吊钩吊环表面有裂纹、严重磨损或危险断面有永久变形时应予更换。
在吊车作业半径范围以内严禁非操作人员入内，防止意外。
6.3.2防止高处坠落措施
操作人员在进行高处作业时，必须正确使用安全带。安全带一般高挂低用，即将安全带绳端的钩环挂于高处，而人在低处操作。
所有从事作业人员不准穿带钉子的鞋进行高处作业。
在高处使用撬杠时，人要立稳，如附近有脚手架或已安装好的构件，应一手扶住，一手操作。撬杠插进深度要适宜，如果撬动距离较大，则应逐步撬动，不宜急于求成。
雨天进行高处作业时，必须采取可靠的防滑措施。作业处和构件上有水应及时清除。
登高用梯子必须牢固。梯脚底部应坚实，不得垫高使用。梯子的上端应有固定措施。立梯工作角度以75°±5°为宜，踏板上下间距以30cm为宜，不得有缺档。
电缆竖井固定式直爬梯应用金属材料制成。梯宽不应大于50cm，支撑应采用不小于L70×6的角钢，埋设与焊接均必须牢固。梯子顶端的踏棍应与攀登的顶面齐平，并加设1～1.5m高的扶手。
在预制混凝土构件安装时，搭设牢固可靠的操作台。需在梁上行走时，应设置护栏横杆或绳索。
6.3.3 防止高处落物伤人措施
操作人员必须戴安全帽。
高处操作人员使用的工具、零配件等，应放在随身佩带的工具袋内，不可随意向下丢掷。
在高处用气割或电焊切割焊接时，应采取措施，防止火花落下伤人。
地面操作人员，应尽量避免在高空作业面的正下方停留或通过，也不得在起重机的起重臂或正在吊装的构件下停留或通过。
构件安装后，必须检查连接质量，只有连接确实安全可靠，才能松钩或拆除临时固定工具。
设置吊装禁区，禁止与吊装作业无关的人员入内。
6.3.4 防止触电措施
现场临时电线须按TN-S系列布线，按三级供电二级保护，按一机一闸一漏一箱制要求布置和配备设置，严禁使用倒顺开关。
现场电气线路和设备应由专人负责安装、维护和管理，严禁非电工人员随意拆改。
构件运输时，构件或车辆与高压线净距不得小于2m，与低压线净距不得小于1m，否则，应采取停电或其他保证安全的措施。
现场各种电线接头、开关应装入开关箱内，用后加锁，停电必须拉下电闸。
电焊机的电源线长度不宜超过5m，并必须架高。电焊机手把线的正常电压，在用交流电工作时为60～80V，要求手把线质量良好，如有破皮情况，必须及时用胶布严密包扎。电焊机的外壳应该接地。电焊线如与钢丝绳交叉时应有绝缘隔离措施。
各种用电机械必须有良好的接地或接零。接地线应用截面不小于25mm的多股软裸铜线和专用线夹。不得用缠绕的方法接地和接零。同一供电网不得有的接地，有的接零。手持电动工具必须装设漏电保护装置。使用行灯电压不得超过36V。
在雨天或潮湿地点作业的人员，应穿戴绝缘手套和绝缘鞋。
结束语：平鲁地下泵站电缆竖井内部结构采取预制构件装配式结构，电缆竖井深度达171.4m，装配吊装视线差，装配吊装协同作业面多，且由于工期紧，要求30天内完成54层装配，平均每天完成2层，施工难度大，安全风险高，本工程预制构件吊装施工技术，不仅确保了施工质量、安全，并按业主要求节点完成，为后续类似工程提供借鉴参考。
作者简介：
曹希泽 男 1984年2月出生，34岁，汉族，籍贯：甘肃 临泽 本科学历，就职于中国水利水电第十一工程局有限公司，长期从事水利水电工程、城市轨道交通工程施工，熟悉土石坝、混凝土坝、电站厂房、泵站、地铁车站、盾构施工技术及工法。
屈少婷 女 1987年10月出生，31岁，汉族，籍贯：河南 登封 本科学历，就职于中国水利水电第十一工程局有限公司，长期从事水利水电工程、城市轨道交通工程施工，熟悉土石坝、泵站、地铁车站施工技术及工法。
论文作者:曹希泽,屈少婷
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第7期
论文发表时间:2018/10/24
标签：预制构件论文; 竖井论文; 电缆论文; 构件论文; 作业论文; 工作面论文; 人员论文; 《建筑细部》2018年第7期论文;