引水發電洞鋼筋混凝土施工方案探析

戴江力

(新疆庫爾干水利樞紐工程建設管理局，新疆 庫爾干 832100)

0 引言

施工質量是影響工程建設質量的一個重要因素。制定科學、合理的施工方案有助于保障工程建設質量，提高工程建設速度，同時，可降低工程建設投資費用，具有十分重要的意義[1-3]。結合某引水發電工程，對其鋼筋混凝土施工方案進行分析。

發電引水系統布置在河道右岸，采用一洞三機聯合供水的布置型式，電站共三臺機組，設計發電引水流量31.8 m3/s，額定水頭90 m。引水系統長551.86 m；其中發電引水隧洞及壓力鋼管總長523.0 m。

1 施工難點問題分析

引水隧洞所在區段地質情況較為復雜，在隧洞開挖過程中極易出現垮塌、滲水等情況，對混凝土襯砌施工時間及質量要求極高。隧洞內范圍狹小，施工場地較狹窄，對施工工藝和施工方法要求較高。引水隧洞混凝土施工工程量較大，在施工過程中重點、難點問題較多。

(1)交通運輸條件較差。引水工程修建于山區，交通較為不便，混凝土運輸難度大，對混凝土施工進度影響大。且引水隧洞開挖洞涇小，運輸車輛運行難度高。

(2)引水隧洞全長超過500 m，隧洞圍巖類型較多，有多種襯砌方案，施工較為復雜。

(3)施工縫處理。針對引水隧洞施工縫處理是不容忽視的；若施工縫處理不好，則極易出現滲漏問題。

(4)混凝土振搗。混凝土振搗質量對最終的混凝土澆筑質量影響較大。只有充分振搗方可保證混凝土表面無蜂窩麻面等。

2 混凝土襯砌施工方案

(1)施工程序及工藝流程

引水發電洞上平洞278.37 m為鋼筋混凝土襯砌，剩余244.7 m為壓力鋼管襯砌段，上平洞按照設計每10 m水平長度為一個澆筑段，每個漸變段為一個澆筑段，為保證混凝土質量外觀，上平洞10 m澆筑段采用全圓針梁鋼模臺車進行澆筑，漸變段及彎道段采用組合鋼模進行施工。澆筑采用從下游向上游連續施工的方式進行；初步計劃待鋼模臺車段全部澆筑完成后再進行漸變段和彎道段的澆筑施工，采用組合鋼模板一次澆筑成型。

圖1 上平洞混凝土襯砌工序流程

臺車在洞內0+258～0+268段組裝，先行架設行走直撐，后進行液壓設備、模板的安裝。砼采用輸送泵泵送入倉，采用附著式振動器振搗。施工時從樁號0+268.365開始向上游連續進行澆筑，澆筑至0+105.737時結束，臺車拆除在洞外組裝后進行0+010～0+074.552段的混凝土澆筑施工。

鋼模臺車施工段完成后再進行水平彎道及漸變段的混凝土襯砌施工，施工采用75 cm×75 cm×75 cm的鋼管空間結構作為內撐與洞內組合鋼模板縱橫向圍檁聯合固定。0+074.552～0+105.757段、0+000～0+010段，采用輸送泵泵送入倉，輸送泵放置在進口處；0+268.365～0+278.365段由于泵送距離較長，計劃在彎道處再架設一臺拖泵，進行二級泵送澆筑施工，另該方法可以進行壓力鋼管的斜井混凝土澆筑施工。

本工程高壓管道段長244.7 m，由斜井段及下平洞段組成。開挖斷面為直徑4.55 m的圓形洞，襯砌厚度為0.6 m，壓力鋼管斜井段為整個引水系統的重點，建議壓力鋼管施工時先將0+278.365～0+295.686作為首裝節進行安裝澆筑，然后待斜井段壓力鋼管全部安裝完成后，一次性將斜井段混凝土全部澆筑完成，澆筑方法參照上平洞第一倉澆筑方法。

斜井下彎段澆筑完成后，再進行下平洞壓力鋼管的安裝，從0+347.735處向下游進行安裝，每安裝30 m進行混凝土澆筑一次，6 m3混凝土罐車運料至現場，混凝土泵泵送入倉。混凝土達到一定強度時，利用預埋的水平縱向灌漿管進行回填灌漿，灌漿完成后在進行下一澆筑段的壓力鋼管安裝。

壓力鋼管安裝固定后，進行主管、叉管、支管的鋼筋綁扎，隨后進行模板架設。澆筑采用從頂部倉口入倉的方式。岔管外包砼采用8 m3砼罐車運輸，由輸送泵泵送入倉，人工采用50振搗棒振搗，拆模后進行灑水養護。

(2)施工布置及混凝土入倉方式

上平洞及斜井混凝土運輸路線為：拌和站→2#道路→5#鋼橋→引水隧洞→HBT60型混凝土泵→澆筑作業面。

下平洞混凝土運輸路線：拌和站→2#道路→3#鋼橋→3#交通洞→發電洞出口→HBT60型混凝土泵→澆筑作業面。

(3)排(引)水

為了保證砼澆筑質量，解決頂拱局部滲水問題，擬定采用如下措施：

滲水處理：鉆打2 m深的孔，插入Ф32長1 m的鋼管，再接橡膠管將水排出。

積水處理：對于已經在底板部位形成的水坑，先再采用7.5 kW潛水泵將水抽至原有排水溝內，再由裝載機配合人工將基礎面的水清理干凈。

3 施工方法

3.1 模板工程

上平洞洞砼襯砌采用10.2 m長的全圓針梁液壓鋼模臺車澆筑。

在引水洞下游第二澆筑倉安裝施工，頂拱超高擴挖1.0 m，安設Ф25 mm錨桿，長度3.5 m，采用Ф12 mm鋼絲繩吊裝。

針梁鋼模臺車澆筑施工至彎道段(樁號0+105.737)時進行拆除，在洞外組裝完成后進行0+010～0+074.552段的混凝土施工。

3.2 鋼筋工程

鋼筋需在專門加工場根據設計要求加工成型后，按類別擺放整齊。鋼筋定位、安裝需要嚴格按照施工圖要求，鋼筋安裝順序如下：“拉線→排筋→綁扎→焊接”。

3.3 埋設件安裝

止水與堵頭模板需要同時安裝，兩者之間采用熱合連接，搭接長度不應小于設計要求。止水帶安裝前需要檢查其完整性，安裝過程中應當避免打孔。

3.4 混凝土施工

3.4.1 施工主要作業措施

(1)隧洞開挖后，主要利用人工配合機械完成清底作業，針對欠挖部分，則可采用小劑量炸藥或者手風鉆鉆孔修正。當清底檢測完成后，方可進行下一步施工。

(2)施工縫面應當沖毛或人工鑿毛，之后使用高壓風或水沖洗干凈。

(3)倉面驗收。主要驗收內容包括：基礎處理、模板、鋼筋、預埋件及伸縮縫設施等。合格后方可澆筑砼。

(4)砼澆筑。砼澆筑作業需分層、分塊和澆筑。澆筑砼之前，需鋪設厚2 cm～3 cm的砂漿，應保證該層與基巖面良好結合。

(5)砼養護。模板拆除后，人工灑水養護14 d。

(6)止水、埋件設置。現場安裝橡膠止水，使用U型夾固定橡膠止水，止水接頭應滿足規范要求，搭接長度應超過20 cm。

(7)臺車脫模、移位。砼達到養護時間后，可拆除臺車鋼膜，并清除鋼膜上的砂漿等。之后，臺車運行至下一倉位，進行澆筑作業。

3.4.2 工作縫處理

在混凝土澆筑過程中，由于意外導致澆筑中斷時間超過混凝土初凝時間時，均需要按照工作縫處理。處理方法如下：使用人工將工作面鑿毛，使得粗骨料出露，之后清洗干凈并排出積水。之后，再按照前述步驟，澆筑混凝土。

3.4.3 拆模、養護

混凝土澆筑完成48 h后方可拆模。模板拆除后應繼續養護14 d。特殊條件下拆模時間、養護時間可加長。

4 混凝土外觀質量保證措施

4.1 嚴格控制模板的安裝

模板就位后，在其表面均勻涂抹脫模劑，以保證模板拆除后混凝土表面的光滑度。

臺車就位后由專業的測量人員，測量軌道高程、位置，以保證頂拱尺寸滿足要求。

4.2 混凝土的拌制、運輸、入倉及平倉振搗

澆筑混凝土之前，應當仔細檢查之前各工序的施工質量。主要包括：基面的處理、模板、鋼筋、預埋件及止水設施。混凝土配合比應當滿足要求。混凝土澆筑前工序完成后，應當充分清洗倉位，驗收合格后，方可開倉澆筑。澆筑基巖面需要保持干凈、濕潤，倉內不可出現積水。混凝土攪拌完成后，由專業運輸車運送至現場。施工縫及拆模要求同上。混凝土振搗質量對混凝土整體澆筑質量影響較大，根據設計要求，混凝土采用平鋪下料的入倉方式， 鋪料厚度需要滿足設計要求。混凝土澆筑過程中，不可向倉中加水。若在澆筑過程中發現混凝土和易性較差，需要加強振搗措施，充分振搗，以保證混凝土澆筑質量。混凝土料攪拌不合格料不可入倉，已入倉混凝土料需要及時清除。入倉時，低標號混凝土不可進入高標號混凝土倉內。混凝土澆筑應當保持連續，添加了外加劑的混凝土料的時間間隔需要根據現場試驗結果確定。

4.3 混凝土澆筑的過程控制

在施工過程中應當控制所有工序的施工質量，在施工過程中，需要加強監控措施，以保證混凝土入倉速度。各項作業過程需安排專業人員進行全過程跟蹤。上道工序各項問題解決后方可進行下一工序的施工作業。

應當合理安排混凝土運輸規劃，盡量減少混凝土倒運次數，以縮短混凝土運輸時間，避免運輸過程中混凝土質量受到影響。

混凝土卸料高度需要控制在合理范圍內，避免混凝土下落過程中出現離析現象，造成混凝土質量下降。混凝土澆筑時，需要逐層澆筑、均勻上升，禁止不合格、低標號混凝土入倉。

5 結語

以某引水發電洞為研究對象，從施工方案、施工方法、混凝土外觀保證措施3個方面分析了其混凝土施工內容。在施工過程中應當嚴格按照施工工序施工，遵守施工工藝要求，以保證工程施工質量。