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摘要：调压井也称压力井，是用于水电站等地起到调节水压作用的设备。在一个引水式电站中，调压井的工期可能处于相对并不紧张的位置，这对调压井施工质量和顺利完成是利好因素，但在调压井的施工中如果遇到软弱岩层施工速度将会大大的减缓，可能其工期将会重新回到项目施工的关键线路中。给调压井施工增加时间的难度。尼泊尔上马蒂水电站的调压井就是明调压井，调压井深度56m，前23m几乎全部为强风化的千枚岩层，极其破碎。起初设计单位坚持认为该项目的调压井应该采用埋藏式调压井，经过笔者对现场的观察以及实际的钻探结果，笔者最终以覆盖层极其软弱为理由，要求设计将埋藏式的调压井修改为开敞式调压井，经过施工的验证，开敞式调压井不仅节约过期而且节约成本。
关键词：软弱岩层；开敞式；调压井；施工
引言
调压井也称压力井，是用于水电站等地起到调节水压作用的设备。如果引水式水电站的引水道的总长度较长，则在隧洞与压力管道交界处常需设置调压室。调压室可以是从山体中开挖出来的井式结构，称为调压井，也可以是高出地面的一个塔，称为稠压塔，或为某种混合结构。由于发电站的引水管道较长，当机组运行中突然甩负荷关闭导叶时，由于水流的惯性作用，有很大的水锤效应，易损毁发电设备，如无调压井，水锤会击毁导水叶和其它过流部件。调压井的作用就是让水锤有一个释放的通道，以减小过流部件的压力。
1工程概况
上马蒂电站隧洞工程包括引水隧洞调压井为敞开式圆柱型调压井深56.35m，开挖半径5.6m，顶部浇筑高3m宽1.5m圈梁，井身支护安装I20工字钢@1m。使用Φ25锚杆L=6m，外露8cm@1m*1m；预应力锚杆Φ32，L=10m，（环向7m*垂直向3m），井身衬砌50cm厚混凝土。
调压井所在位置地表出露的岩石为千枚岩，高度破碎，强风化，叶理结构，强度低。调压井位置区域内，岩石非常破碎，属于质量极劣岩石。从2#施工支洞开以及调压井边坡开挖出围岩推测调压井围岩破碎Ⅳ、Ⅴ类居多，岩石倾斜发育，在开挖过程可能渗水较大，遇到破碎带。
本部位施工特点：施工区周围有较多当地居民住房，开挖爆破可能会对其造成一定的影响；围岩破碎、岩石倾斜发育，开挖过程难度大；调压井与竖井相距较近，竖井施工人、材、机必须经过调压井底部，施工干扰大。
图1 调压井边坡支护与衬砌
图1所示为调压井井身开挖的前序工作边坡开挖和支护，由于为土质边坡需要进行混凝土衬砌浇筑。图中可以看出边坡几乎都是非常软弱的岩层，遇水极易塌方。调压井的开挖设计图纸如图2所示，
图2 调压井开挖设计图纸
该工程调压井围岩以Ⅳ类偏坏、Ⅴ类为主，岩体裂隙发育，且极不稳定。人工先开挖直径2.2m导井，安装5T卷扬机出渣，导井支护根据围岩稳定采取不同支护措施；导井施工完成后，开始扩挖，钻孔一次全断面爆破，使用小反铲扒渣，渣料经导井溜入调压井底部，采用装载机与自卸汽车配合出渣。调压井永久支护Φ25系统锚杆L=6m，外露8cm@1m*1m，使用气腿钻凿孔，注浆机注浆；预应力锚杆Φ32，L=10m7m*3m，使用100B钻机凿孔。实际施工情形详见图3
图3 出渣卷扬机和调压井阔挖的情形
2施工要点
2.1圈梁钢筋混凝土
调压井圈梁锁口锚杆施工完成后，夯实建基面，进行钢筋绑扎，混凝土浇筑前，先清除岩基上的杂物、泥土及松动岩石，冲洗干净并排干积水。根据现场建基面的实际情况，再做处理，保证混凝土与基岩结合良好。
2.2导井
调压井明挖完成后，对顶部地基进行处理后，开始导井人工开挖，拟采用自上而下“人工钻爆开挖，吊篮出渣”的施工方法。导井开挖前做好锁口处理，使用Φ25锚杆L=3m@1m*1m，4排锁口锚杆，浇筑厚20～50cmC20混凝土，锁口处理结合龙门吊行走轨道一起施工。
导井开挖直径2.2m的导井，挂网喷护3～8cm厚C20混凝土，根据围岩情况使用Φ25L=1.5m随机锚杆支护。
在开挖的过程中采取有效的措施防止杂物坠入井内，在边坡与井台交接处设置排水沟。在涌水地段，采取有效的防水、排水措施及时将水排走；当井壁存在不利的 节理裂缝组合时，加强支护。
2.3龙门吊制造安装
导井采用龙门吊出渣，在综合加工厂使用I15工字钢焊接2m*3.5m*3m门型龙门架，在现场焊接卷扬机基座、操作平台、爬梯等，在混凝土基础上安装150槽钢作为龙门吊行走轨道。经验收合格后方可使用。龙门吊需要进行结构力学的计算以保证其稳定性和强度满足施工要求。
2.4调压井扩挖、支护
调压井的扩挖使用了全断面光面爆破开挖，在开挖过程中严格控制装药数量，减小对围岩的扰动，根据本工程围岩特点以Ⅳ、Ⅴ类为主，在扩挖的过程中采用“短进尺，弱爆破、强支护的”施工方法，坚持“安全的第一”的方针。设计参数：开挖直径11.2m，挂网喷护10cmC25砼，Φ25锚杆，L=6m，外露8cm@1m*1m；型钢I22a@1m。
调压井扩挖，每循环控制在1m-2m，人工装药爆破。爆破成坡度按6°便于出渣，出渣使用小反铲扒渣经过导井在隧洞内出渣；系统支护与临时支护及时跟进，10m长的预应力锚杆使用100B钻机凿孔。考虑调压井地质环境以Ⅳ、Ⅴ类为主，岩层倾斜发育，围岩破碎岩壁不稳，在开挖支护过程中，结合围岩稳定情况，穿插衬砌调压井壁。
论文作者:王建峰,王雷
论文发表刊物:《基层建设》2015年18期
论文发表时间:2015/12/30
标签：围岩论文; 岩层论文; 龙门吊论文; 锚杆论文; 混凝土论文; 隧洞论文; 岩石论文; 《基层建设》2015年18期论文;