引水洞斜井大塌方段處理措施

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(廈門安能建設有限公司， 福建 廈門 361004)

引水洞斜井大塌方段處理措施

程建群，葉猛

(廈門安能建設有限公司， 福建 廈門 361004)

西藏旁多水利樞紐工程引水發電洞斜井段頂拱發生“∧”形大塌方空腔，采用一次支模、先襯砌后回填的混凝土澆筑工藝措施進行處理，解決了由于澆筑堆集及澆筑層厚過高而帶來的施工安全問題，保證了塌方頂部大體積混凝土澆筑質量。

引水洞； 大塌方； 處理措施

1 前 言

引水洞45°斜井段頂拱發生“∧”形塌方，受制于施工空間作業條件及工期要求，采用一次支模、先襯砌后回填的澆筑方案，但由此帶來澆筑時堆集及澆筑層厚過大等問題。如何在保證澆筑施工安全的前提下，防止大體積混凝土產生質量缺陷，是確保澆筑施工質量的關鍵，本文闡述了工程施工經歷和體會。

2 工程概況

西藏旁多水庫，地處西藏自治區拉薩河流域上游，壩址位于林周縣旁多鄉下游1.5km處，下游距拉薩市直線距離63km。水庫主要由碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩、泄洪洞、泄洪兼導流洞、發電引水系統、發電廠房和灌溉輸水洞等組成。水庫正常蓄水位4095m、汛期限制水位4093.5m、死水位4066 m、電站裝機容量160MW、灌溉面積4.35×104hm2，水庫總庫容12.3×108m3。旁多水庫是一座以灌溉、發電為主，兼顧防洪和供水的綜合大(1)型Ⅰ等水庫工程。

發電引水工程由引水渠、進水口、引水隧洞、岔管及壓力管道等部分組成。引水發電洞進水口(1級)為岸塔式，全長28m，由攔污柵閘墩、喇叭口、閘門井等部分組成。攔污柵共四孔，單孔凈寬5m，閘門井兩孔，單孔凈寬5m，攔污柵檢修及進口檢修平臺高程4100.00m，啟閉機室高程4128.50m。引水隧洞全長413.72m，由上平段、斜井段、下平段組成，隧洞采用鋼筋混凝土襯砌。樁號引0+265.157～引346.71為岔管段，岔管采用鋼筋混凝土“卜”形岔管。1～4號壓力管道長分別為110.40m、117.73m、131.14m、144.58m，管徑5.20m。壓力管道采用鋼板襯護，外包鋼筋混凝土襯砌形式。

引水隧洞斜井段凈長55.10m，斜井段與水平面的夾角為45°,呈“S”形上接上平段，下接下平段。開挖斷面直徑12.30m，開挖采用人工開挖施工形成溜碴井，最后從上至下大面擴挖。

旁多水庫引水發電洞斜井段開挖施工時，頂拱不同程度發生塌方，其中“S”形下彎段與岔管連接處塌方高度達8～9m，形成“∧”形大塌腔(詳見圖1)。

圖1 “∧”形大塌腔

3 施工方案與過程控制

3.1 模板與支護

因施工時值雨季，為保證支模作業安全，防止“∧”形塌腔經長時間巖體滲水造成落石，對塌腔上部采用掛網錨噴工藝進行澆筑。頂部采用φ25錨桿，長度5m，間距1.50m×1.50m，梅花形布置；φ6.50鋼筋網，網格間距0.20m×0.20m；噴射厚10cm，C20混凝土，適量添加速凝劑。軟弱地帶適當加密錨桿間距及增加噴射混凝土厚度。噴射混凝土采用濕式噴射工藝，以減小洞內粉塵及回彈量。待混凝土達到一定強度方可進行該部位的支模作業。

根據該施工段的倉位條件,采用預制異型木模板進行拼裝，底板、連墻、頂拱一次組裝成型；支撐系統采用間距60cm鋼管滿膛架，考慮到管棚頂部混凝土荷載大，經計算后，滿堂架加密增加斜撐(詳見圖2)。

圖2 支撐系統結構示意圖

3.2 混凝土澆筑過程控制

澆筑全程專人嚴密監控模板、支撐穩定情況，一旦出現模板開裂、混凝土外流、支撐鋼管受壓彎曲變形、模板及支撐系統異響等情況時，立即停止倉面澆筑，人員撤離到安全距離，靜觀片刻無異常后再對異常部位進行加固，之后繼續澆筑。

3.2.1 入倉澆筑過程控制

混凝土采用泵送方式入倉(見圖3)。為減輕模板、支撐承重，澆筑強度不高于15m3/h。“S”形彎段共分兩個倉位，實際澆筑情況見下頁表1。平均實際澆筑強度為12.1m3/h 。

圖3 泵送方式入倉

表1 澆筑強度

混凝土入倉時，按先低后高分層進行澆筑，兩側邊墻及拱頂混凝土澆筑面均衡上升。

注意事項：?分料不要過分集中，每次澆筑高度以30cm為宜，最大不得超過40cm；?及時分料混凝土，嚴禁局部堆積過高，以防一側受力過大而使模板、支架發生側向位移；?下料時，嚴格控制襯砌混凝土坍落度，一般掌握在15～17cm之間，自密實混凝土坍擴度為(60±5)cm左右，但根據天氣及溫度變化等因素適時進行調整；?振搗器選用軟軸式振搗器，振搗時避免直接接觸止水片、鋼筋和模板，對有止水的地方適當延長振搗時間；?振搗棒的插入深度，在振搗第一層混凝土時，以振搗棒頭部不碰到基巖或老混凝土面，但相距不超過5cm為宜；?振搗上層混凝土時，應插入下層混凝土5cm左右，使上下兩層結合良好；?振搗時間以混凝土不再顯著下沉、水分和氣泡不再溢出并開始泛漿為準；?振搗器插入間距控制在有效作用半徑1.5倍以內。振搗時應嚴防發生過振和漏振現象。

3.2.2 配合比控制措施

首先澆筑的混凝土為襯砌混凝土，設計指標為C25F200W6。為防止混凝土開裂，提高混凝土拌和物和易性，采用高效減水劑或高性能減水劑以及松香皂類引氣劑，使用普通硅酸鹽水泥或低熱微膨脹水泥。為增加其早期結構強度，適當加入早強劑。襯砌混凝土較原設計值提高一個強度等級，并適當加厚，以提高襯砌的承載能力。

襯砌混凝土澆筑完后，進行塌腔回填混凝土上的澆筑。塌腔回填混凝土為自流平自密實混凝土，用以填充斜井上部塌腔內人工無法振搗的部位。此種混凝土不宜使用早強劑或早強水泥；外加劑宜選用聚羧酸系高性能減水劑，同時摻增黏劑，以提高混凝土黏聚性而不離析；流動性能通過坍擴度來控制，坍擴度為(60±5)cm左右。自密實混凝土較黏稠，應盡量采用強制式攪拌機攪拌，且適當延長攪拌時間，以確保其均勻性；混凝土運至現場后，攪拌車應高速旋轉1min以上方可卸料，并宜在90min內卸料完畢(從攪拌加水時間起算)；自密實混凝土澆筑時，最大自由落下高度宜在5m以下，最大水平流動距離不宜超過7m。

3.2.3 混凝土溫控及養護措施

斜井段混凝土與平洞段混凝土澆筑溫度要求相同，應控制澆筑溫度不超過設計指標。?控制混凝土出機口溫度及運輸澆筑過程中的溫度回升，溫度不宜大于28℃；?由于斜井段澆筑方量大，持續時間長，待混凝土終凝后必須灑水養護，且養護時間不宜少于28d，每天灑水2～3次，減少溫度裂縫的產生，氣溫低時適當減少養護次數；?根據混凝土強度及內外溫差確定模板拆除時間，避免在夜間及氣溫驟降時拆模；?在混凝土施工過程中，每4h測量一次混凝土原材料溫度、機口混凝土溫度及壩體冷卻水溫度和氣溫，并做好記錄。

3.2.4 斜井段襯砌混凝土外觀質量判定

引水發電洞斜井段外觀見圖4。表面局部小蜂窩、錯臺，經修補后，外觀質量良好，滿足設計、使用要求，引水洞外觀質量評定實得89分，得分率88.90%(評定結果見表2)。

圖4 引水發電洞斜井段外觀

表2 外觀質量評定

4 結 論

在特定施工條件下，斜井大塌方段采用一次支模、先襯砌后回填澆筑方案，并通過控制澆筑強度、配合比等工藝措施，實現了在保證施工安全的前提下，縮短施工工期并獲得質量合格的成品混凝土的目的。

Treatment Measures of Serious Collapse Section in Water Diversion Tunnel Inclined Shaft

CHENG Jian-qun, YE Meng

(XiamenAnnengConstructionCo.,Ltd.,Xiamen361004,China)

“∧”-shaped serious collapse cavity occurred in water diversion power generation cave inclined shaft section top in Xizang Pangduo water control project. The collapse is handled by primary formwork, and concrete pouring process measure of backfilling after lining. Construction safety problems due to accumulated pouring and too high pouring layer is solved, thereby ensuring large volume concrete pouring quality at the top of collapse.

water diversion tunnel; serious collapse; treatment measures

TV672

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1005-4774(2014)07-0014-03