圓形斷面水工隧洞襯砌混凝土施工安全防護要點

周萬昌 陳偉民

摘要： 水電工程中的大型水工隧洞一般包括導流洞、引水洞及泄洪洞，大多采用鋼筋混凝土襯砌。由于斷面大，且為高空作業，施工安全風險突出。結合巴基斯坦卡洛特水電站導流洞襯砌混凝土施工，重點從臺車吊裝、鋼筋制安及混凝土澆筑等方面對大斷面水工隧洞襯砌混凝土施工安全防護方案進行總結，以期對后續大型水工隧洞襯砌混凝土施工安全防護提供參考。

關鍵詞：襯砌混凝土;水工隧洞;導流洞;安全防護;卡洛特水電站;巴基斯坦

中圖法分類號：TV513文獻標志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.03.018

1 概 述

卡洛特水電站被譽為“一帶一路”的“旗艦項目”，是巴基斯坦境內吉拉姆河（Jhelum）規劃的5個梯級電站的第四級，西距伊斯蘭堡直線距離約55 km。該電站水工隧洞主要包括3條導流洞和4條引水隧洞，均為特大型圓形斷面水工隧洞，采用鋼筋混凝土進行全斷面襯砌。

根據水工隧洞分類標準，卡洛特水電站導流洞開挖斷面為直徑14.2～19.02 m的圓形斷面，引水隧洞開挖斷面為等效直徑9.9～15.1 m的圓形斷面。導流洞襯砌混凝土施工于2018年7月完成，9月順利實現過流。本文結合該電站導流洞襯砌混凝土施工，闡述了大型水工隧洞襯砌混凝土施工安全防護要點。

2 襯砌混凝土施工方案

卡洛特水電站導流洞襯砌混凝土分為底拱和邊頂拱，分別進行襯砌混凝土施工。底拱（90°范圍內）采用3015和1015散裝鋼模板拼裝模板，采用翻模澆筑工藝進行混凝土施工，見圖1。邊頂拱（270°范圍內）采用定制的鋼模臺車（L=12 m）進行襯砌混凝土施工，見圖2。

具體施工方案如下：①底拱混凝土襯砌施工，澆筑中兩側預埋臺車軌道螺栓（預埋孔位由測量進行精準放樣）;②臺車軌道安裝;③鋼筋臺車安裝;④邊頂拱鋼筋制安;⑤鋼模臺車和鋼筋臺車均在導流洞出口消力池區域組裝，通過軌道進洞;⑥鋼模臺車就位后封端頭模板，采用地泵澆筑混凝土。

3 安全管控重難點及應對措施

3.1 臺車吊裝

導流洞襯砌混凝土施工中有兩部臺車：鋼筋制安臺車（見圖3）和襯砌混凝土鋼模臺車（見圖4）。鋼筋臺車采用I20和I16工字鋼作為框架焊接組裝而成，鋼模臺車從國內專業臺車廠家定制，框架及模板均采用螺栓連接。

3.1.1 安全管控重難點

（1）臺車軌道安裝的精度要求較高;

（2）鋼筋制安與混凝土澆筑穿插進行，臺車中部需預留行車通道;

（3）鋼筋臺車采用型鋼焊接而成，在日常運行中易發生扭曲變形。

3.1.2 應對措施

（1）臺車運行軌道的螺栓孔一般在底拱澆筑時預埋，孔位須測量精準放樣。澆筑混凝土時，應嚴禁擾動臺車;安裝前對孔位進行復核，不合格孔位應廢棄并重新打孔。軌道安裝后必須保持水平，由測量進行復核并出具報告，復核合格方可進行臺車吊裝。

（2）鋼筋制安臺車框架主梁須采用整條型鋼制作，不允許進行焊接加長。型鋼的焊接須由具有焊工資質的人員操作，焊接完成后，須檢查所有焊縫，主要包括其飽滿度、焊縫長度、寬度是否滿足焊接規范要求。在運行過程中，也應定期（每半個月）對臺車焊縫、型鋼外觀進行檢查，若發現焊縫脫落、型鋼破裂等，應及時進行補焊或更換型鋼。

（3）鋼筋制安臺車和鋼模臺車的各作業平臺層須全封閉，不允許有任何縫隙存在，防止高空落物傷人。導流洞臺車操作層采用滿鋪木板，木板結合部位采用鐵皮封閉的方式進行全封閉。臺車兩端必須設置安全護欄，臨邊側加設安全立網封閉。

（4）臺車內空通道周邊必須粘貼反光條，保持內空區域照明充足，防止運輸材料車輛及混凝土罐車運行時碰撞臺車。

（5）臺車就位后兩側須采用剛度較好的卡夾式限位器固定牢靠，嚴禁采用木楔子固定，以保證臺車的穩定性。

3.2 鋼筋制安

導流洞襯砌混凝土設置雙層鋼筋，主筋設計為Φ25@20 cm，分布筋設計為Φ12@20 cm。根據不同的圍巖類別，襯砌混凝土厚度為70～100 cm，鋼筋保護層為10 cm，雙層鋼筋間距50～80 cm。由于巴基斯坦市場是按照美標生產的鋼筋，鋼筋采用綁扎方式固定。

3.2.1 安全管控重難點

（1）各層操作平臺必須可伸縮以滿足雙層鋼筋網的安裝;

（2）鋼筋制安屬于高空作業，作業人員需系掛安全帶，但安全帶應可移動，以滿足施工需求。

3.2.2 管控措施

（1）根據雙層鋼筋安裝需要，鋼筋制安臺車各操作層設置可伸縮式操作平臺。主要采用在型鋼上焊接鋼套管，里面穿插鋼管作為平臺支撐，從而保證操作平臺可伸縮。

（2）在各操作層設置可移動式安全帶懸掛裝置。導流洞施工中在臺車操作層頂部焊接鋼管作為安全帶懸掛處，使安全帶易懸掛，同時安全帶應可移動，便于施工。嚴禁將安全帶懸掛在鋼筋上。

（3）鋼筋制安過程中，嚴禁在鋼筋上攀爬。鋼筋安裝作業人員必須配備手套，鋼筋打磨除銹時，應佩戴防塵口罩。

（4）鋼筋制安中需移動臺車時，臺車上所有作業人員須全部撤離，臺車就位鎖定后方可安排人員進行作業。

（5）鋼筋制安過程中，須保證所有操作層照明充足，臺車底部安排專人警戒。

（6）臺車通道區域周邊粘貼反光條，防止運輸車輛及機械設備行車中碰撞臺車。

3.3 混凝土澆筑

導流洞邊頂拱襯砌混凝土澆筑采用混凝土地泵泵送混凝土入倉，混凝土坍落度160～200 mm，混凝土初凝時間8～12 h等。混凝土采用分層澆筑，兩側對稱澆筑，為保證澆筑密實，要求振搗人員入倉振搗。

3.3.1 安全管控重難點

（1）罐車運輸安全風險高;

（2）混凝土澆筑時，須保證鋼模臺車的穩定;

（3）為保證澆筑質量，澆筑過程中人員需入倉振搗，倉內為密閉空間，通風條件差。

3.3.2 應對措施

（1）罐車一般倒退進洞，澆筑過程中，混凝土罐車洞內運輸時控制行車速度不大于5 m/min，安排專人指揮行車。罐車車尾應裝置警示燈，運輸過程中遇行人應停車避讓。

（2）為保證澆筑過程中臺車的穩定，需確保：①嚴格按照兩側對稱澆筑的方式進行混凝土澆筑;②倉號內兩側設置混凝土溜筒，防止混凝土入倉過程中撞擊臺車;③混凝土泵管須固定牢靠，澆筑過程中不允許泵管發生晃動。

（3）入倉振搗人員須佩戴絕緣手套。考慮到倉號內通風條件差，振搗人員連續作業4h應更換休息，在臺車上加設風扇等通風設備。由于倉內空間相對封閉，振搗人員須佩戴耳塞。

4 結 語

巴基斯坦卡洛特水電站完成導流洞襯砌混凝土澆筑，歷時1 a。通過參建各方的共同努力，嚴格落實各級安全檢查制度和臺車驗收制度，嚴格落實班前會，定期進行作業人員安全教育培訓，現場施工中嚴查安全隱患，發現安全隱患及時督促整改，確保了導流洞襯砌混凝土施工安全零事故。

（編輯：唐湘茜）

Key points of safety protection in lining concrete construction of hydraulic circular tunnel

ZHOU Wanchang， CHEN Weimin

（Yangtze Three Gorges Technology and Economy Development Co.，Ltd.，Beijing 100038， China）

Abstract： In hydropower projects， large hydraulic tunnels generally include diversion tunnel， headrace tunnel and flood discharge tunnel and most of them are lined with reinforced concrete. Due to large cross-section， high-altitude operation， the lining construction safety risk of large cross-section hydraulic tunnel is prominent. In the light of the concrete lining construction of diversion tunnel of Karot hydropower station in Pakistan， this paper mainly summarizes the construction scheme of lining concrete of large cross-section hydraulic tunnel from the three aspects of crane hoisting， steel bar processing and installation and concrete pouring to provide a good guidance for the safety protection of concrete lining construction of large cross-section hydraulic tunnel.

Key words： lining concrete; hydraulic tunnel; diversion tunnel; safety protection; Karot Hydropower Station; Pakistan