某地下泵站电梯井PC预制件施工分析

宫海涛

(辽宁水利土木工程咨询有限公司，辽宁 沈阳 110006)

1 工程概况

电梯井工程布置在某地下泵站厂房右侧，与地下泵站副厂房相连接。原始地面高程146.8m，电梯井井口高程143.3m，井底开挖高程62.5m，最低处高程61.2m。设计电梯井开挖断面为圆型，Ⅲ类围岩开挖直径10.5m，Ⅳ类围岩直径10.6m。电梯井主要为衬砌工程，包括下部转换层和上部PC预制构件层。设计电梯井PC预制件建筑共计15层，每层建筑由上、下2层预制构件组成，每层基本包括5部分：竖井井壁(YSJ)4件(厚度400mm)、梯井井壁(YTJ)5件(厚度300mm)、内墙(YNQ)3件(厚度200～300mm)、楼板(YLB)3件(厚度150mm)、楼梯(YLT)2件。此外，要求预制构件和现浇混凝土均使用不低于C50等级混凝土，P6抗渗等级。转换层剖面示意图如图1所示[1]，PC预制构建层结构示意图及说明如图2所示[2]：

图1 电梯井转换层剖面图

图2 电梯井PC预制件组成及编号说明

2 施工准备分析

2.1 PC预制件构制作

电梯井井口回填碾压至高程约153.8m，设置高程控制点，模板的材料为槽钢，连接方式采用采用螺栓连接，保证二者连接紧密，不得有缝隙。并且在施工时需进行加固处理，即在轴线方向，在利用C22螺纹钢进行固定。模板加固结束后，进一步进行拆模处理，为方便脱模，需涂脱模剂。

2.2 配套设施准备

(1)施工供风

施工供风由布置在支洞口附近的4台22m3/min、1台13m3/min、1台42m3/min电动空压机接DN200钢管供风管线联合交替供风[3]。现浇混凝土清仓等零星用风，需新增DN50高压橡胶管接电梯井井口附近的1台22m3/min电动空压机供风。

(2)施工供水

施工供水由布置在支洞口附近容量为12m3自制铁皮水箱接DN50钢管自流至工作面供给，动力配备潜水泵(流量40m3/h，扬程15m，功率4KW)。

(3)施工供电

本项目用电设备包括：电动空压机、50t门机、照明、钢筋加工等，用电总容量P估算见公式(1)[4]，经计算P=856.25KVA。现有1台400KVA箱式变压器无法满足用电需求，综合考虑至少需要再增加2台。此外，考虑施工期停电影响，在井口附近设置1台不小于500KW的柴油发电机作为备用电源。

P=1.24·(k1∑Pc/cosφ+k2∑Pa)

(1)

式中，∑Pc—全部施工动力用电设备额定用量之和，取值562KVA；∑Pa—全部照明设备额定用电量之和，取值28KVA；k1—用电设备同时使用系数，总数10台以内取0.7，10～30台取0.6；k2—照明设备同时使用系数，取1.0；cosΦ—用电设备功率因素，一般取0.75。

2.3 施工平台设置

为满足预制井壁安装需要，设计搭设一自制圆环形定型型钢作业平台，结构为Φ48.3mm、壁厚3.6mm钢管脚手架，上部满铺5cm木板(如图3所示)[5]，具体设计如下。

图3 施工作业平台示意图

(1)预制构件安装不少于4层，每施工4层，第五层施工前将第一层的临时支撑及平台拆除，为便于拆除每个平台均分成2个部分。

(2)每层上下均采用上部可固定轻型爬梯辅助，每层6件，均采用50t门机吊入井内，所有安装结束后再吊至井口。

(3)为保证施工进度，部分小型作业平台50t门机吊入井内后，暂时不用时放置在已安装完成的结构层上，多次周转使用。

2.4 井壁渗水处理

电梯井PC预制件安装前首先需要对井壁渗水进行引排处理，在渗水部位下部未渗水部位先环向铺设Φ50软式透水管，环向铺设长度左右两端各超出渗水部位1m，软式透水管固定后采用防水布覆盖严密，通过三通接DN50PE管引至井底。根据渗水部位、渗水面积通过多次移动电动吊篮位置以满足引排水施工需要。井口电动吊篮布置示意图如图4所示。

图4 井口电动吊篮布置示意图

3 施工工艺和方法

3.1 施工流程

本项目PC预制件施工顺序和流程如图5—6所示。

图5 PC预制件施工顺序图(①、②…代表施工顺序)

3.2 测量放线

PC预制件安装前，由测量工程师引测控制轴线到井底，定出首装层控制线，设置构件安装定位标识，具体操作如下。

(1)为便于预制件快速对准，在电梯井井口环形挡墙上设置8个激光指向仪，将其固定在环形挡墙上的工12工字钢上，用红外线将控制点投到井底(位置如图7所示)[6]。

图7 电梯井激光指向仪布置图

(2)预制件安装时采用钢卷尺、钢直尺作为安装测量工具，激光指向仪在使用过程中由测量工程师不定时进行校准。

3.3 预制竖井、梯井井壁安装

预制竖井和梯井井壁安装步骤和技术基本一致，所以结合在一起分析，具体施工要求如下。

(1)吊装前将预留孔的高强螺栓安装到位，预制竖井(梯井)井壁安装采用在型钢作业平台上进行，平台由下层已安装完成的预制梯井井壁支撑。

(2)预制件采用型钢扁担与预埋吊钉连接固定，行走50t门机至井口中心线位置缓慢沉入井内。为确保吊装安全，施工人员全部撤离至地下泵站厂房内，在每块预制件两侧固定高清摄像头，将吊入深度实时传输到操作室和地下泵站厂房监控系统。

(3)在吊至已安装层上方0.5m左右停止，先人工安装密封条和按照图纸分区要求施作坐浆料。然后施工人员辅助50t门机定位至连接位置，测量工程师采用全站仪复测调平后，人工拧紧上下2块之间连接螺栓。

图6 PC预制件施工工艺流程图

(4)YSJ- 1～4井壁均采用4根定制材质为Q235、Φ48mm、壁厚3mm、长度1.5～4m的PC斜支撑与预制楼板预埋Φ16光圆钢筋或预制梯井井壁预埋螺栓连接固定。上部端头采用5个自制U型钢筋卡与井壁上已有Φ25螺纹钢锚杆连接固定(如图8所示)[7]。由于预制楼板、预制楼梯安装技术和步骤基本和上述井壁安装一致，所以不再详细叙述。

图8 YSJ- 1～4预制竖井井壁U型钢筋卡固定图(单位：mm)

3.4 现浇混凝土施工

PC预制件现浇部分混凝土包括：预制竖井、梯井井壁连接部位、井壁外侧，具体分布如图9所示。要求必须同时浇筑，施工要求具体如下。

图9 电梯井现浇部分混凝土分布图

(1)要求现场预拌混凝土与预制构件加工所用混凝土采用相同的供应厂家，并对构件使用的混凝土配合比进行协调管理。

(2)预制井壁外侧回填混凝土与现浇部分混凝土入仓采用直径259mm×6mm溜管，溜管之间采用4mm钢丝绳串联。每隔10～15m与井壁C25锚杆连接固定。

(3)为防止混凝土离析，输料管每15m左右布置一个缓冲器。自密实混凝土一般不需要振捣，只是在拐角处等一些狭窄部位稍微振捣。

(4)灌浆速度0.8～1.2L/min，待有灌浆料从压力软管中流出时，插入钢套管灌浆孔中。应从一侧灌浆，灌浆时必须考虑排除空气，二侧以上同时灌浆会窝住空气，形成空气夹层。

(5)灌浆开始后，可用竹劈子疏导拌和物，使拌和物流进模板内各个角落，以加快灌浆进度。灌浆过程中，不准许使用振动器振捣，确保灌浆层匀质性[8]。

3.5 钢管脚手架搭设

施工平台周围设置防护栏杆的高度为1.2m，防护栏杆采用48.3mm、壁厚3.6mm钢管，与脚手架采用扣件连接固定，2000目/100cm2密目网全部封闭。无法搭设脚手架的部位采用钢管简易作业平台和挂设在预制件上的轻型爬梯辅助，保证施工进度，脚手架、钢管简易作业平台、轻型爬梯周转使用[9]。

4 结语

地下泵站电梯井PC预制件施工，开始安装时由于涉及与转换层相连接，另外初始安装时各技术人员需要磨合适应，7～8d才能完成一层，安装熟练后5～6d即可完成一层，全部安装完成历时214d。施工结束后，对结构进行应力验算，最大剪应力、正应力、压应力以及稳定应力均符合要求，经过一年使用各项指标均未出现问题，总体取得了良好效果。电梯井预制PC件对制造和安装精度要求均较高，本次施工就出现了个别预制件安装时尺寸误差偏大，导致需重新调装。因此要求技术人员提前对所有试件按照顺序进行精准测量，提前获得误差积累量，若出现差值过大则提前提出应对措施，避免耽误工期。