樊　路，　郑 道 明

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都　610072)

深、大竖井开挖时的新型旋转楼梯通道施工技术

樊路，郑 道 明

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都610072)

摘要：由于深、大竖井开挖和浇筑混凝土的需要，多数竖井施工人员的通道都采用垂直爬梯，但这种通道给施工带来许多不便，竖直爬梯在上、下时会大量消耗施工人员的体力并存在安全隐患；而在大型竖井中采用旋转楼梯通道，使用安全、稳定、经济，既能够提高工作效率，又能满足施工人员、监理人员下井时的安全要求。

关键词：深、大调压井；开挖；旋转楼梯；踏步；竖直爬梯；施工技术

1概述

毛尔盖水电站位于阿坝州黑水县境内，装机4台，总装机容量为420 MW。该电站调压井开挖直径为26.3 m，井身开挖高度达171 m，井筒采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为2 m，混凝土衬砌后的内径为22 m。调压井井口以下0～30 m段为强卸荷岩体，围岩风化卸荷强烈，岩体松弛，完整性差，呈碎裂结构及散体结构，岩体极不稳定，围岩类别为V类;井口以下30～70 m段为弱风化围岩，岩体较破碎，呈镶嵌-碎裂结构，围岩不稳定，以Ⅳ类围岩为主;井口以下70～171 m段为微新鲜岩体，岩体完整性一般并呈块裂-镶嵌结构，围岩稳定性差，以Ⅲ2类围岩为主。在竖井开挖过程中，施工人员上、下井时均采用在井壁上焊接竖直爬梯作为通道，也有采用吊笼作为上下井的通道，但以上两种通道均存在诸多缺陷：竖直爬梯在深井中使用较多，但在如此超高、长距离的竖直爬梯上通行需要消耗施工人员大量的体力，这种通行方法不但不方便，而且存在较大的安全隐患；竖直爬梯使施工人员下行时速度慢、消耗体力大；上行时消耗体力就更大、安全隐患加大，爬梯上、下时不能多人在爬梯上同时通行，以避免发生意外时发生连锁反应而造成伤害他人;采用吊笼时由于钢绳易出现意外而造成事故、吊笼钢绳卷过头翻栏伤人、吊笼上、下时单边超重会出现翻笼事故、当吊笼运行时容易产生旋转和坠落事故等。第三种方式是引进建筑专用的工业电梯来满足施工所需，但工业电梯施工成本太高，爆破时保护成本亦较大，运行时存在安全隐患大等缺陷。

2大型竖井旋转楼梯的设计

旋转楼梯通常称为螺旋式楼梯，它是围绕一根单柱布置，平面呈圆形，其平台和踏步均为扇形平面，踏步内侧宽度较小并形成较陡的坡度，行走时不安全且构造较为复杂。根据螺旋式楼梯是围绕一根单柱布置的启示，考虑到调压井开挖是从上向下进行的，因此，在大型调压井开挖和支护过程中使用了大量的锚杆用以稳定围岩，旋转楼梯则充分利用支护留出的锚杆和适当加密的锚杆作骨架，采用钢筋制作下井旋转楼梯。

毛尔盖水电站的调压井开挖直径为26.3 m，调压井井身高设为171 m，施工时人员上、下调压井通道采用的是旋转楼梯，该旋转楼梯按俯角40°下卧，充分利用预埋钢筋和锚杆加固焊接完成，从调压井旋转楼梯跟进上部倒挂混凝土及开挖支护同步作业完成。楼梯宽度设计为0.8 m，外侧护栏高1.2 m，护栏外侧与梯底均进行封闭。在调压井上部0～70 m倒挂混凝土部分中在混凝土内预埋了φ32的钢筋，钢筋外露0.8 m作为楼梯架的受力筋；对于无倒挂混凝土的101 m竖井部分直接利用系统锚杆为受立筋，旋转楼梯每一周圈设置一个休息平台，旋转楼梯安装随开挖同步进行，在离工作面4～5 m处设置活动竖直爬梯直接到工作面，以免在爆破过程中损坏旋转楼梯。调压井旋转楼梯布置情况见图1。

3旋转楼梯的施工

在调压井施工前，对调压井下井通道之旋转楼梯进行了设计，由设计方提出旋转楼梯的相关技术要求、下卧倾角，编写出楼梯的施工工艺要求、旋转楼梯施工中的专项安全措施等，从而为施工大型竖井下井通道旋转楼梯提供了技术保障。旋转楼梯的具体施工要求如下。

(1)根据设计人员设计出的旋转楼梯大样图，第一次应在地面上放出楼梯大样图，以方便定位踏步位置并确定踏步与踏步之间的距离。

(2)当楼梯踏步之间的距离确定后，楼梯踏步如何焊接到受力筋上并确保焊接牢固非常重要，左、右边焊接均采用双面焊，焊缝应饱满，焊接顺序为从上到下、依次进行。

(3)旋转楼梯宽度为0.8 m。由于其宽度较大，在长期载荷状况下，踏步的中间部位容易发生弯曲并造成焊接接头脱落。为加强踏步的强度，在楼梯宽度0.8 m的中间加设了一根φ25钢筋作骨架，以确保踏步的钢度。

(4)施工现场自制的“旋转楼梯”下井，按俯角40°下卧，利用锚杆加固焊接而成。由于锚杆与锚杆之间距离过长，为加强旋转楼梯的钢度，在调压井向下开挖的支护中按俯角40°之间的锚杆间距的中间部位补加一定的锚杆，锚杆直径为32 mm并外留0.9 m的长度，增加的锚杆缩短了架力筋与受力筋的距离，从而加强了旋转楼梯的强度。

(5)踏步的安装焊接。旋转楼梯的每个踏步铺设都是独立布置，踏步采用φ25的钢筋焊接在纵向三根受力钢筋上形成踏步，踏步钢筋与钢筋的间距为5 cm，踏步宽度达15 cm，踏步钢筋应焊接密实，踏步与踏步之间的高度应控制在18～20 cm内。安装踏步是旋转楼梯的最后一道工序，踏步尺寸要标准，要求其上部水平，焊接牢固。

(6)休息平台的制作。在旋转楼梯的每一周圈设置一个休息平台，平台宽0.8 m、长1 m，用φ25钢筋作平台骨架，骨架作好后在其上铺设3 cm厚的木板，以满足施工人员下、上井时休息和恢复体力。

(7)防护栏杆。在旋转楼梯踏步安装完成的同时，应立即进行旋转楼梯外侧防护栏杆的安装，其防护栏杆高1.2 m，栏杆立柱间距为1.5 m，防护栏的栏杆设置三道，每道栏杆与栏杆之间的间距为40 cm，栏杆与立柱采用焊接并焊接牢固，立柱和其下面的纵向钢筋焊接时立柱成弯勾状，待该弯钩钩在纵向主筋上再进行焊接。防护栏杆和立柱均采用φ22钢筋制作。在调压井开挖期间，旋转楼梯的使用情况见图2。

4质量保证措施

(1)质量要求。①调压井旋转楼梯通道下卧时必须严格按照俯角40°准确布设，以保证旋转楼梯较平缓地下卧;②对于旋转楼梯的锚杆和在锚杆与锚杆间增加的承重锚杆应保证其注浆质量和外留长度;③旋转楼梯的三根纵向钢筋的搭接长度应满足规范要求，搭接处的焊接应饱满;④楼梯的踏步钢筋要求焊接后平整，踏步不应出现斜面，同时，每一个踏步的高度不准出现过大超高;⑤调压井中的整个旋转楼梯必须牢固、稳定;⑥旋转楼梯外侧的防护栏焊接应牢固。

(2)质量控制要点。①调压井旋转楼梯在制作时首先从井口制作一个平台伸入调压井中，随后按照设计好的承重锚杆上布设纵向受力钢筋时严格控制宽度和下卧角度，以确保楼梯位置的定位准确。②在纵向受力钢筋焊接时，应保证三根受力钢筋相对平行，在踏步钢筋焊接安装时确保踏步平整，不出现斜面踏步。

5安全保证措施

(1)旋转楼梯作业前，应对施工人员进行安全教育，对参加制作和参与旋转楼梯焊接的施工人员进行书面安全交底工作。

(2)在进行旋转楼梯施工时，由于施工中人员均在高空中作业，作业时必须搭设活动梯子，梯子一端应固定在上端锚杆上，另一端搭在下端锚杆上；施工人员在焊接纵向受力筋、外侧安全栏杆、踏步时应栓安全绳，并将安全绳拴在牢固的锚杆上。

(3)在旋转楼梯安装过程中，对纵向受力筋、踏步钢筋、焊条及有关施工工具都应固定和装在工具袋中，随用随拿，所有材料不准随意抛掷、随意堆放；已修好的旋转楼梯或休息平台上的施工荷载不得超过其设计值。

(4)施工人员在焊接旋转楼梯时，其上、下通行必须借助于临时梯子，施工中不允许攀登受力承重的锚杆、垂直安全绳、模板拉筋等作为上、下通道。

(5)对已焊接好的纵向受力筋、踏步、侧向栏杆应由专业的质检人员进行检查和验收，如检查焊接长度、焊缝饱满度；当出现焊接长度不够和焊缝夹焊渣、焊缝不饱满时，应对有质量问题的受力筋、踏步、侧向栏杆进行重焊或补焊。

(6)在旋转楼梯施工中，应由专人负责安全检查。对于在旋转楼梯施工时发现的安全问题，应及时报告给有关人员并及时进行处理。当施工出现险情时，应立即停止施工并起动应急措施。

(7)旋转楼梯的外侧栏杆按设计要求施工完成后 ，应检查每根栏杆是否按40 cm距离进行布置与焊接；同时，在栏杆的外侧及时布置双层柔性保护装置:第一层用防护密网，密网按30 cm的绑扎距离固定在外侧栏杆的立柱、三道纵向栏杆上，一定要保证防护网的绑扎距离和质量。防护密网施工完成后，在防护密网外侧再布置一层安全网，该层安全网的绑扎距离亦为30 cm，绑扎在栏杆立柱和纵向三道栏杆上，用以保证施工人员行走时的安全。

(8)每节旋转楼梯的踏步施工完成、踏步经检查符合质量要求后，应及时在踏步下安装一层保护铁丝网，铁丝网的安装应在侧栏杆保护网之前进行，铁丝网应固定在三根纵向受力钢筋上，固定采用12#铁丝把铁丝网绑扎在所有受力钢筋上，绑扎距离为30～40 cm。保护铁丝网施工完成后，应及时检查铁丝网绑扎距离、有无漏绑扎情况，发现问题应立即补救。

6结语

毛尔盖水电站调压竖井井深达171 m。在该项目施工中，依托工程的深、大调压竖井，项目部创新并自行设计制作了沿井壁螺旋下行的“旋转楼梯”作为下井通道，使用效果良好，为施工人员、管理人员下井创造了良好条件，真正体现了“以人为本”的施工理念，也加快了施工进度，所取得的经验如下。

(1)在深、大调压竖井施工中，所有下井施工的通道均采用垂直爬梯，这类通道在100 m以上的深井施工中，由于施工工期较长，施工人员长期在竖直爬梯上通行，通道存在较多的安全隐患。而旋转楼梯则有效地解决了这一问题。

(2)在大型竖井中采用旋转楼梯下井作业，可以减轻施工人员的劳动强度，加快下井速度，进而提高了调压井的施工效率，确保了工期。

(3)毛尔盖水电站的大型调压井开挖施工中的上、下通道采用旋转楼梯，解决了楼梯下旋的下卧角度、受力钢筋布置、踏步安装、旋转楼梯的质

量要求、安全防护等问题。

通过毛尔盖水电站调压井工程旋转楼梯的安装使用，其施工经验可以很好地解决旋转楼梯的架设问题。旋转楼梯系统的使用节约了投资，增加了安全裕度，技术先进、经济合理。该旋转楼梯技术可广泛应用于各类大型竖井的施工中。

樊路(1974-)，男，湖北孝感人，高级工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作；

郑道明(1955-)，男，重庆市人，教授级高级工程师，从事水利水电工程施工技术及管理工作.

(责任编辑：李燕辉)

收稿日期:2015-02-15

文章编号:1001-2184(2015)02-0025-03

文献标识码:B

中图分类号:TV52;TV554;TV547

作者简介: