李家河水庫引水隧洞與放水塔連接施工方案探討

何建棟

(陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800)

1 概況

西安市李家河水庫引水工程位于西安市藍田縣玉川鄉李家河村灞河支流輞峪河上，是解決西安市東部用水緊張的骨干供水工程之一。工程由水庫樞紐和輸水工程兩大部分組成。水庫樞紐主要由擋水建筑物、泄水與引水建筑物及電站等組成。水庫正常蓄水位880.0m，其總庫容5500萬m3，總供水量為6187萬m3。

李家河水庫引水洞放水塔緊靠引水洞進口，坐落于引水洞進口的山體上，由塔基礎、塔身、閘房三部分組成。放水塔整體高度為64m，其中塔基2m，塔身52m，閘房10m，施工內容包括基礎石方開挖，模板安裝、鋼筋制安、砼澆筑、金屬結構件制安、電器設備安裝等。放水塔工作橋長40m，寬4m，分為兩跨，每跨長20m。工作橋的上部結構為預制鋼筋砼粱，橋墩最高為22m。

2 李家河水庫放水塔施工難點及存在問題

（1）施工過程在露天進行，受自然條件的影響很大，需要采取適合夏季、冬季以及雨季等各氣候條件的施工措施。由于放水塔工程施工周期較長，跨越夏秋冬季，氣溫差異較大，且正處汛期，在水庫內修建水工建筑物需要采取施工導流、基坑排水和安全度汛等措施。

（2）地質問題復雜。工程區位于一級構造單元中朝準地臺(I）和秦嶺褶皺系（II）的相鄰接觸地段。地勢南高北低，波形起伏，相對高差200m～600m，屬侵蝕剝蝕構造的中山和低山地形。地下多為花崗巖和堅硬的變質巖區，兩岸谷坡陡峻，巖體基本裸露。施工過程中，經常會遇到復雜的地質，如軟弱地基、滲漏、滑坡、破碎帶及斷層等，因此要進行地基處理。

（3）放水塔施工運輸量大、分布面廣、施工場地狹窄、施工強度高，干擾性大，增加了施工組織的困難性。

（4）引水隧洞與放水塔之間具有差異沉降。由于兩個工程分處不同的地質環境上，加之施工工藝的差別，如何保證兩個工程順利銜接、輸水貫通是工程建設的重點所在。

3 放水塔施工程序

3.1 施工程序

作為該項工程的重點，放水塔工程項目主要包括：放水塔的基礎開挖、塔基固結灌漿、開挖邊坡、塔身施工、進口閘房，包括錨桿和噴射混凝土以及施工臨時排水、施工期邊坡安全檢測和環境保護等內容。

李家河水庫放水塔施工程序是：放水塔施工由下而上，塔基開挖→塔基固結灌漿→塔基錨桿→開挖邊坡錨桿、噴射混凝土→塔身→閘房施工→設備安裝。

3.2 施工方法

3.2.1 土方開挖

由于地質情況復雜，在邊坡開挖前，要作好開挖線以外的場地清理和危巖處理、邊坡削坡和加固，并完成相應開挖高程的地表排水、截水溝的設置。開挖邊坡的支護在分層開挖過程中逐層進行，上層的支護使下層的開挖能安全順利的進行。施工期間，定期對邊坡的穩定性進行安全監測，對有可能失穩的地段及時報告業主并采取措施保證邊坡的穩定。土方開挖采用日立360型反鏟挖掘機清理，ZL50型柳工裝載機運輸；石方開挖采用YT-28、YT-24型手持式風鉆鉆爆，孔徑42mm；炸藥使用乳化炸藥或2#巖石炸藥；采用TK961型噴射機，濕噴法施工；混凝土工程采用HB90型混凝土泵入倉澆筑；閘室設備安裝待工作橋架設完成后進行安裝。

3.2.2 塔身施工

塔身施工主要控制其塔身的垂直度，每上升一個循環，測量人員校核一次，并在塔地板上安裝激光垂準儀，垂直度應滿足施工規范要求。塔身模板采用定型組合鋼模板，為防止混凝土澆筑時出現露漿現象，在模板拼裝時采用模板縫隙夾海綿條。使用φ16對拉螺桿配備蝴碟卡，對內側異型地方使用2cm厚多層板配備8cm×10cm足尺方木，內搭設滿堂鋼管架進行加固；外交通架采用三排架管搭設，距離為1.2m×1.2m×3排，并每隔5m高增設外挑架一層，伸出滿堂架3m。周圍綁扎安全網。塔身鋼筋在綜合加工場加工完成，用5T自卸汽車運送至施工現場，再用塔吊垂直運送到施工部位進行安裝。

3.2.3 混凝土施工

砼澆筑采用HB90型混凝土泵利用接力賽的辦法由拌合料場直接輸送到澆筑倉面。φ75型軟軸插入式振搗棒振搗。每個循環混凝土再終凝前進行施工縫接茬鑿毛處理并用水沖洗干凈。下次澆筑前先灑水濕潤，再鋪設2cm～3cm厚的高標號砂漿，然后澆筑混凝土。

塔內二期混凝土澆筑采用人工入倉，模板使用多層木模板，滿堂架進行加固。預埋試件位置準確，誤差應在技術條款規定范圍之內。

4 放水塔與涵洞的連接施工

（1）根據各季節的溫度差異，采取不同措施，保證施工對溫度的需求。在夏季施工中，可以用冰柜自制冰塊，在混凝土拌合水中加冰降低水溫，在骨料堆放場地和澆筑倉面搭設防曬網以降低混凝土入倉溫度；在冬季施工中，可用6kW的加熱管對拌合水進行加熱，使拌合水溫保持在40℃～50℃之間，保證混凝土機口溫度穩定在6℃，倉面溫度穩定在5℃，并采取在拌合料中添加抗凍劑等措施提高混凝土抗凍能力。針對冬季大風造成放水塔混凝土保溫困難情況，可采用搭設暖棚，安裝碘鎢燈照射、電爐等措施，保證混凝土養護對外界氣溫條件的要求，確保放水塔澆筑順利進行。

（2）模板施工。放水塔塔身模板采用定型組合鋼模板，為防止混凝土澆筑時出現露漿現象，在模板拼裝時采用模板縫隙夾海綿條。使用φ16對拉螺桿配備蝴碟卡，對內側異型地方使用2cm厚多層板配備8cm×10cm足尺方木，內搭設滿堂鋼管架進行加固；外交通架采用三排架管搭設，距離為1.2m×1.2m×3排，并每隔5m高增設外挑架一層，伸出滿堂架3m。周圍綁扎安全網。模板安裝前，首先測量放線，關鍵部位可多設控制點，依據測量成果和施工規范進行安裝。由吊車、木模工配合拆裝，經復測合格后加固穩定。每次安裝模板前，將模板表面粘結的雜物清理干凈并刷涂脫模劑。

（3）混凝土澆筑。放水塔混凝土采用：底板→左、右邊墻→頂部排架順序?；炷猎诎韬驼景柚艸B90混凝土泵泵送入倉。二期混凝土采用人工入倉?；炷琳駬v采用插入式硬軸振搗器輔以人工進行振搗；板、梁、柱等倉面較小的倉號，則采用軟軸振搗器輔以人工進行振搗。振搗時間以混凝土不再顯著下沉、不出現氣泡并開始泛漿為準。振搗器距模板的距離不小于振搗器有效半徑的1/2，不得觸動鋼筋及預埋件。

洞身段混凝土襯砌擬將斷面分成兩部分。同一澆筑塊，在澆筑時均勻連續進行，加強振搗，拱頂中心線左右兩側對稱、均勻地澆筑，以免澆筑混凝土時對鋼拱架產生過高的偏壓力，引起模板的變形，在邊側混凝土初凝前，頂模就位開始混凝土澆筑。當一段混凝土襯砌完，鋼模板脫離混凝土后，及時清掃鋼模，刷脫模劑。在澆筑過程中使澆筑面保持一定的坡度，避免倉內集水?；炷翝驳匠^洞頂拱后，泵管出口深入每段上游側較高部位，較近部位再埋一根排氣、觀察管。封頂時，確保砼流動性較好，以保證能填滿頂部空腔。

（4）在輸水隧道與放水塔的施工中，除要滿足強度等級、抗滲要求，關鍵要嚴格控制混凝土在硬化過程中水化熱引起的內外溫差，防止因溫度應力而造成混凝土產生裂縫。要優選材料，控制混凝土澆筑溫度。盡量縮短混凝土的運輸時間，合理安排澆筑順序，及時卸料。在澆筑前，用水沖洗模板降溫；泵管用麻布包裹，以防日光暴曬升溫。要加強混凝土的養護及測溫工作，可采用“蓄水法”進行混凝土養護。具體做法是：先在混凝土表面覆蓋雙層麻袋，澆水濕潤。待混凝土初凝后，在基礎周圍砌擋水，蓄水深10cm，養護28天。為及時掌握混凝土內部溫度與表面溫度的變化值，在基礎內埋設測溫點20個，深度分別設在板中及距表面10cm處，分別測量中心最高溫度和表面溫度，測溫管均露出混凝土表面12cm。

5 引水隧洞與放水塔連接處施工的處理方法

（1）在李家河水庫放水塔施工過程中，引水隧洞與放水塔之間具有差異沉降，因此需要設置施工后澆帶。待放水塔完成后，再將后澆帶處澆筑混凝土，以減小放水塔與引水隧洞的差異沉降。

（2）李家河水庫引水隧洞與放水塔連接處施工的處理中，放水塔采取箱型懸臂的結構體型。由于塔體的受力狀態較為復雜，所以在進行結構力學的分析時，必須應用科學的力學計算方法，以便獲取塔體真實的受力狀態。在放水塔的結構力學計算中，其結果為近似的受力特征，只有實現計算結果更為規范、合理，才能為引水隧洞的連接處施工創造必要的條件。

（3）在李家河水庫引水隧洞與放水塔連接處施工過程中，必須對于有可能發生塌方現象的地段進行處理，并且加強預報工作。在進行塌方地段的處理前，水庫工程技術部門應詳細勘察其范圍、形狀、地下水分布情況及塌穴地質構造等，根據勘察結果制定相應的處理方案。李家河水庫在放水塔與引水隧洞連接處施工中，主要采取注漿、噴錨支護、管棚等先進的技術處理措施，并且加強了相關工藝和技術的創新和應用。

6 結語

科學的施工方法是保證工程建設順利進行的重要保障。作為李家河水庫建設的重點工程，放水塔與引水洞的連接成功與否決定著整個工程發揮成效的大小。通過分析施工中的溫度、地質困難，以及巨大的施工量，提出了科學合理的施工方案，控制好施工溫度，加強模版支護，對混凝土澆筑中的一些細節和需要注意的問題均提出了處理措施。同時，要求加強養護。對于連接部分易出現的問題也提出了見解和處理方法，以保證工程順利完工。陜西水利