一種小斷面隧洞邊墻襯砌模板體系的研究

王建國 李建彬

1. 北京北控慶都水質凈化有限公司 北京 100036；2. 中國葛洲壩集團國際工程有限公司 北京 100025

1 工程概況

緬甸電源電站位于緬甸北部克欽邦其培市附近，伊洛瓦底江上游干流恩梅開江與一級支流其培河交匯區域，壩址以上控制流域面積552.3 km2，河長42.1 km，比降為5.4%。

本工程為Ⅲ等工程，永久建筑物按3級設計，臨時建筑物按5級設計。電源電站為引水式水電站，由大壩、發電引水系統和電站廠房等組成，總裝機容量為99 MW，水庫校核洪水位745.99 m，正常蓄水位740 m，壩址多年平均流量40.1 m3/s。

發電引水系統由進水口明管段、引水隧洞、壓力鋼管三部分組成。引水隧洞長11.34 km，為馬蹄形斷面，開挖斷面（4.15 m×3.90 m）～（5.30 m×5.20 m），壓力鋼管分為進口段、出口段，采用地下埋管，管徑2.6 m，壓力鋼管總長1 681.754 m。

2 工程重、難點分析

1）引水隧洞長度為11.34 km，線路長，施工支洞、臨時道路布置困難；隧洞開挖斷面較小，開挖地層地下水豐富，施工作業供風、排水布置難度大。

2）引水隧洞工程施工包括開挖、支護、襯砌及回填灌漿等施工工序，不同作業同時進行，施工干擾大。

3）引水隧洞開挖支護是整個項目的關鍵線路，關系到電站投資項目能否實現按期發電目標。

3 研究的必要性

目前在水利水電工程引水系統施工領域，引水隧洞開挖后一般情況下都需要進行混凝土襯砌，尤其是對于開挖斷面不大的隧洞襯砌，多數采用先底板、后邊墻、最后頂拱的施工方法。邊墻襯砌采用散裝模板、滿堂腳手架支撐，然后泵送混凝土進行澆筑，這種邊墻立模技術，模板安裝、拆除的勞動強度大、周期長，工效低、耗材量大，需要進行必要的改進。

通過采用一種小斷面隧洞邊墻襯砌模板體系，可以充分利用現場材料、簡化了模板安裝拆除的工作量，移動方便，節約施工成本，大大縮短了隧洞邊墻襯砌混凝土澆筑循環時間[1-4]。

4 技術方案

小斷面隧洞邊墻襯砌模板體系，包括模板定型體系、模板支撐體系。

模板定型體系由標準鋼模板、鋼管、角鋼及支撐鋼筋組成，用于保證隧洞襯砌斷面滿足設計要求。模板與模板通過扣件、鋼管連成整體，形成面板體系（圖1）。

圖1 模板體系平面示意

模板支撐體系是由標準翻轉模板臂架、行走裝置（圖2）、連接件組成。模板臂架與行走裝置、支撐鋼管、槽鋼、剪力鋼筋之間焊接連接。模板支撐體系與模板定型體系通過頂桿螺栓連接，精確調整模板定型體系安裝位置。模板支撐體系的行走裝置由鋼管立柱、車輪、夾板或墊板組成，承擔模板支撐體系轉移部位的任務。

圖2 模板行走裝置

模板支撐體系可以利用現場使用的廢舊翻轉模板臂架、鋼管、角鋼、鋼筋制作，鋼模板利用現場混凝土澆筑使用的1015、2015、3015標準模板，經過矯正、除銹、拼裝而成，從而提高了現場材料使用效率。

5 施工方法

通常定型模板體系按照3 m一節在現場加工廠制作，運輸到隧洞襯砌倉位上，按照3～5節拼接，形成1套定型模板，襯砌長度可以控制9～15 m。

在隧洞底板澆筑完成、邊墻鋼筋安裝完成后，將拼接好的定型模板體系推拉至澆筑倉位，通過調節頂推螺栓長度，將定型模板體系安裝到位。

定型模板體系安裝到位后，安裝封頭模板、清理倉位，采用泵送混凝土澆筑邊墻混凝土。

邊墻混凝土齡期滿足拆模要求后，調整頂推螺栓，實現定型模板整體拆除，依靠行走車輪將定型模板體系整體推移至下個澆筑倉位。

采用小斷面隧洞邊墻襯砌模板體系，可根據隧洞襯砌進度要求，安排制作多套定型模板，充分有效利用邊墻鋼筋安裝、澆筑及待齡時間，縮短了模板的安拆時間，加快了施工進度。

6 應用與評價

小斷面隧洞邊墻襯砌模板體系在緬甸密松其培電源電站引水隧洞工程中得到了應用，隧洞支護工期提前了3個月，保證了該項目按時發電的目標。

本模板體系在緬甸電源電站隧洞襯砌應用中，與常規隧洞襯砌施工方法相比，可節約材料費600萬元人民幣，節約人工費450萬元，累計節約成本1 050萬元人民幣。

7 結語

小斷面隧洞邊墻襯砌模板體系可以有效利用施工現場材料，減少模板搭設、拆除的難度，降低勞動強度，節約人工費用，加快施工進度，保證了模板結構的整體性，提高了襯砌混凝土的施工質量，適用于隧洞襯砌斷面較小、洞身襯砌采用底板、邊墻及頂拱順序澆筑混凝土的工程。