大斷面大坡度斜洞襯砌施工技術

李永吉

(中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 三門峽 472000)

1 工程概況

洪都拉斯帕圖卡水電站位于中美洲，為中水電首次在未建交國家實施的綜合性項目，其2條引水洞布置于右岸，坡比高達20.81%，且地質條件差。工程樞紐建筑物由碾壓混凝土重力壩、壩身泄洪系統、岸邊引水發電系統組成。帕圖卡Ⅲ引水系統布置于右岸，由2條平行的引水洞組成，中心間距21.4 m。隧洞為圓形，開挖直徑為7.6～9.0 m，1號引水洞總長185.818 m，2號引水洞總長212.711 m。洞身巖石主要為角礫巖，圍巖類別為V、IV類，洞身坡比均為i=20.814%。

2 襯砌施工

2.1 鋼模臺車的方案選擇

(1)鋼模臺車方案1：全斷面針梁鋼模臺車

優點：一次成型，減少缺陷處理時間。節約二次底拱混凝土澆筑時間。

缺點：全斷面針梁鋼模臺車內部空間狹小，鋼筋、混凝土棄料、工器具等材料倒運困難，對洞內其他工作面施工影響較大。洞內坡比高達20.814%，全斷面鋼模臺車重量大，牽引設備和支撐系統要求高，安全隱患大。1號洞向2號洞子轉運時不能一次吊裝，需要拆卸再次組裝，消耗工期。

(2)鋼模臺車方案2：下半洞拉模+上半洞鋼模臺車

優點：底模拉模速度快效率高，可較快為上半洞臺車提供作業面。設備重量輕(約57 t)，牽引設備容易選型。1號洞向2號洞子轉運時可利用350 t吊車一次就位,節約臺車拆裝時間。內部空間大，人員通道寬敞，材料及小型工器具倒運方便。底模拉模速度快、效率高。

缺點：上半洞鋼模臺車支撐結構需要在混凝土面固定，需要在已澆筑的底拱混凝土面上鉆孔固定馬凳。馬凳部位需要后期進行缺陷處理。上下半洞分開施工，接縫處平順度不如全洞襯砌斷面，后期需要打磨處理。

(3)綜合考慮

考慮到引水洞坡比大，安全第一，以及現場350 t吊裝設備條件，決定采用方案2.

2.2 拉模施工

2.2.1 拉模結構組成

拉模結構組成如下所示(見圖1)。

2.2.2 拉模安裝

(1)安裝的基準。按總圖要求將模板固定在工作位置，保證安裝的基準。

(2)軌道。軌道選用I16工字鋼，焊接在預埋鋼筋上。軌道中心距必須達到設計要求，誤差不大于10 mm，軌道高差不大于10 mm，軌道中心與隧道中心誤差不大于20 mm，每側長度為60 m。拉模軌道預埋鋼筋間距1 m，采用直徑25 mm螺紋鋼，安裝時檢查I16工字鋼平順度。

(3)部分由下至上依次安裝，即模板總成→托架總成→抗浮支架→滾輪裝置→限位裝置→液壓千斤頂→平移裝置。

(4)各部件的檢查。拉模安裝安畢后，全面檢查各部位螺栓聯接是否有松動；各液壓千斤頂、調整絲桿伸縮是否達到設計要求等。

(5)檢測各設計尺寸。檢測拉模各重要尺寸是否達到設計要求。

1-移動平臺； 2-滾輪裝置；3-限位裝置；4-抗浮支架；5-托架總成；6-模板總成(6 m長)

(6)預埋螺桿為固定馬凳使用，間距1 m，預埋時要加固好，防止混凝土澆筑過程中出現位移變形而喪失作用。

2.2.3 拉模使用

(1)拉模安裝完畢后，檢測各部結構是否到位，并檢查各部位螺栓聯結是否牢固，然后進行初步調試。要求各液壓千斤頂、調整絲桿動作可靠，各基本尺寸達到設計要求。

(2)確定拉模工作位置的軌面標高正確后，保證軌道相對隧道中心線對稱，軌道平直，軌面平整。

(3)準備工作完成后，拉模即可就位。

(4)為方便脫模，要在模板外側涂抹脫模劑。

(5)拖動拉模行走，使拉模在外力(10 t卷揚機)牽引下行走到工作位置。

(6)拉模就位后，鎖定限位裝置和調整絲桿，防止拉模移動。

(7)操作液壓千斤頂工作，上下調節；調整平移裝置絲桿，左右調節，使底模外形達到施工要求。

2.2.4 拉?；炷翝仓?/p>

利用HTB60混凝土泵輸送至作業面，澆筑過程中注意檢查螺栓是否松動，還要定時檢查模板變形情況；混凝土澆筑速度控制在1.5～2 m/h。

為保證澆筑的平順性和防止人為因素造成拉模兩側下料不均、模板變形跑偏，可在拉模上部搭設分溜槽。

為保證在拉模使用過程中平順，可在卷揚機鋼絲繩與拉模之間設置定滑輪，防止2臺卷揚機不同步造成模板位移變形。

拉?；炷潦彰鏁r要標識出預埋螺栓位置，便于上部臺車底部馬凳的快速安裝?；炷翝仓Y束后要檢查預埋螺栓有無損壞和位移，若不能使用需要重新鉆孔，補打插筋固定上部臺車馬凳。

2.3 上部鋼模臺車施工

2.3.1 馬凳及軌道支撐系統安裝

在底拱混凝土強度達到7 d強度后即可安裝馬凳，馬凳采用1 cm厚鋼板焊接。安裝時預先對準預埋螺栓孔，按照測量預定高程固定馬凳并使其與混凝土面接觸良好。

軌道支撐梁鋪設時兩軌要平行，軌距符合臺車設計輪距并于馬凳接觸良好，檢查無誤后點焊固定，防止臺車傾斜和傾覆。

軌道型號為43 kg/m重軌，軌道與支撐梁連接采用螺栓壓板連接。

2.3.2 鋼模臺車組裝

鋼模臺車在洞外安裝，預先鋪設好軌道平臺，采用50 t汽車吊吊裝。臺車安裝完成調試結束后，利用卷揚機和行走機構將臺車開進洞內。

安裝步驟為：鋪設軌道→門架安裝→平移小車到位→安裝托架總成→安裝模板總成→安裝液壓站及液壓管道→電器配線→部件檢查→檢查設計尺寸→安裝驗收。

2.3.3 牽引設備的選型

經計算，選用2臺10 t的卷揚機+2組滑輪組可滿足要求。

2.4 鋼模臺車混凝土澆筑

2.4.1 頂拱混凝土澆筑

(1)邊頂拱安裝在鋼模臺車進洞前預先進行，安裝時清理一次支護面的雜物。

(2)橡膠止水安裝時要用止水夾固定，防止混凝土澆筑時止水移位失去作用。止水與堵頭模板結合嚴實。

(3)基礎面和鋼筋驗收在鋼模臺車就位前完成。

(4)鋼模臺車就位后經測量檢查復核無誤后，固定鋼模臺車及模板。

(5)施工縫鑿毛，貼膨脹止水條。結構縫裝閉孔泡沫板和橡膠止水帶。

(6)澆筑分層厚度不大于50 cm，兩側邊拱均勻下料?；炷羵}號內要有專人檢查混凝土下料時兩邊拱混凝土高差，避免出現跑模。

2.4.2 注意事項

(1)從洞外向洞內利用混凝土泵輸送混凝土為下坡時，要設置緩沖裝置，防止堵泵。

(2)為保證倉號內混凝土下料高度和骨料的均勻性，倉號要設置溜筒，防止出現骨料集中。

(3)預埋回填灌漿和固結灌漿管時一定要加固牢固，防止混凝土澆筑過程中發生位移，導致后期鉆孔時角度不對，造成廢孔還要進行缺陷處理。

(4)為保證底部混凝土與上部混凝土的整體性，避免出現滲流，在施工縫范圍內應設置膨脹止水條。

(5)結構縫位置止水要加固牢固，以防后期止水失效后對結構縫的滲水處理。

2.5 拆模時間

拆模時間控制在12～18 h，拆模后灑水養護時間不少于14 d。

3 鋼模臺車拆除

鋼模臺車使用完成后，洞內拆除通風條件差，吊裝設備難以近身，可利用軌道移出洞外，利用汽車吊拆除。

4 結 語

洪都拉斯帕圖卡項目引水洞施工從2016年2月開始，于2018年4月份結束。結合鋼模臺車施工方案、臺車組件和鋼結構的結構設計、現場制作組裝、混凝土澆筑的實施和完工拆除等過程的詳細分析，解決了不良地質條件下大斷面大坡度開挖及襯砌的技術問題；施工過程非常成功，取得了良好的效益。