廖乾成，李 萌，胥 青，李凡凡

(1.四川港航建設工程有限公司，四川 成都 610041；2.浙江世潤建創科技發展有限公司，浙江 杭州 310002)

0 前 言

圓形隧洞由于結構合理，受力性能好，被廣泛運用在水利水電工程的發電引水隧洞、泄洪洞、沖砂洞等有壓隧洞及部分灌溉引水隧洞，水工隧洞因為要過水，要防止水流沖刷，對混凝土澆筑質量要求較高[1-2]。

在實際隧洞洞壁澆筑過程中，傳統施工方法存在以下問題：①邊墻澆筑過程中需要多次換管，工序復雜、勞動強度大；②洞壁混凝土離析、骨料堆積、產生“人”字坡冷縫等弊端；③拱頂澆筑屬于隱蔽工程，混凝土往往存在厚度不足、拱頂脫空嚴重[3]。

考慮到實際工程中圓形隧洞用途各異，本文依托岷江犍為航電樞紐塘壩鄉排水隧洞工程，開發了一種圓形輸水隧洞洞壁逐窗分層澆筑施工技術，該技術設計了一種分層澆筑系統輔助隧洞洞壁施工，該分層澆筑系統由主料斗、主分流管、二級料斗、次分流管、三級料斗、上中下輸料管等部分構成，通過操作相應的抽插擋板，使混凝土流向各工作窗口，實現二襯洞壁混凝土逐窗分層澆筑，拱頂采用RPC注漿管注漿，頂部端模設置攝像頭進行監控混凝土澆筑，工程應用表明，本技術一次接管直到澆筑完成，不用更換泵管，僅需輕松操作抽插擋板即可控制混凝土逐層逐窗入模，效率高，有效地避免了混凝土離析、骨料堆積、拱頂混凝土厚度不足與拱頂脫空等問題，具有較好的技術和經濟效益。

1 工程概況

1.1 工程簡介

岷江犍為航電樞紐工程[4-5]位于四川省岷江干流下游河段，壩址位于樂山市犍為縣，犍為航電樞紐為河床式水電站，閘壩式擋水建筑物，Ⅲ級船閘(單級)通航1 000 t級船舶。犍為航電樞紐庫區防護工程重點為塘壩鄉防護工程，塘壩鄉防護工程主要包括塘壩鄉防洪堤、排澇泵站和排水隧洞，排水隧洞軸線長約380 m，進口采用攔水壩取水，排澇采用3臺抽水泵，裝機容量為2 000 kW。

1.2 水文條件

岷江流域徑流主要來源于降水，其次為高山溶雪水和地下水補給。汛期為每年的5月～10月，枯期為11月～次年4月，6月～10月的徑流主要由降雨形成，11月～次年3月的徑流主要由地下水補給，4月、5月的徑流則由降雨和溶雪混合補給，徑流年際變化小，而年內變化較大[6]。犍為航電樞紐工程施工期設計洪水成果表見表1，其壩址水位-流量關系見表2。

表1 犍為航電樞紐工程施工期設計洪水成果 單位：m3/s

1.3 地質情況

塘壩鄉排水隧洞沿線覆土層厚度整體較薄，主要為第四系殘積粉質黏土夾碎石、塊石為主，厚0.5～1.5 m不等，隧洞出口下方覆蓋范圍不大的人工堆積體，成分為砂卵石，厚4.3～5.5 m不等，下伏基巖為青灰色中厚層泥質粉砂巖與粉砂質泥巖互層，強風化厚度10～15 m，裂隙十分發育，普遍夾泥[7]。

表2 壩址水位-流量關系表

2 圓形輸水隧洞洞壁逐窗分層澆筑施工技術

2.1 技術原理與工藝流程

設計了一種分層澆筑系統輔助隧洞邊墻施工，該分層澆筑系統由主料斗、主分流管、二級料斗、次分流管、三級料斗、上輸料管、中輸料管、下輸料管、抽插擋板等部分構成，如圖1所示。在針梁模板體系支設完成后，在主料斗中灌注配置好的混凝土，通過操作各級輸料管端部的抽插擋板，使混凝土分段、分層流向各工作窗口，實現洞壁混凝土逐窗分層澆筑[8]。

圖1 圓形輸水隧洞洞壁逐窗分層澆筑結構圖

在隧洞拱頂模注漿孔處設置法蘭盤，將RPC注漿管插入法蘭盤中，拱頂利用RPC注漿管注入微膨脹結合料，通過RPC注漿管管口的溢漿初步判定拱頂飽滿程度，同時在頂部端模上設置攝像頭監控混凝土澆筑，預防襯砌拱頂缺陷。施工工藝流程見圖2。

2.2 操作要點

2.2.1 針梁模板體系安裝及臺車行走

1)將預先安裝好上部鋼軌、下部鋼軌的針梁與針梁外框進行組裝，核對針梁中心線是否與隧洞中線重合，針梁外框上設置伸縮千斤頂以及連接絲杠初步固定臺車側模及頂模，臺車側模各分段模板之間、臺車側模與頂模之間均設置連接鋼鉸進行連接。

圖2 圓形輸水隧洞洞壁逐窗分層澆筑施工工藝流程圖

2)當臺車模板體系初步安裝后，打開針梁外框下部的支撐架，降下針梁兩端的升降油缸，在外力作用下針梁沿著隧洞中心線向前移動，當針梁移動到設計的位置后，升起針梁兩端的升降油缸，在外力作用下，臺車模板體系及針梁外框沿針梁上部鋼軌向前移動，當移動到指定位置時，將臺車側模及頂模撐牢緊固。

2.2.2 安裝分層澆筑系統

在工廠提前預制分層澆筑系統(見圖3)，該系統主要由主料斗(見圖4)、主分流管、二級料斗、次分流管、三級料斗、上輸料管、分流串筒(見圖5)、中輸料管、下輸料管、抽插擋板等部分構成，將分層澆筑系統各部件運至施工現場后，針梁外框頂部支設料斗臺架，主料斗放在料斗臺架上，主料斗下部兩側對稱安裝主分流管，主分流管端部與二級料斗連接，二級料斗擱置于料斗擱置架上，二級料斗下部對稱設置次分流管，次分流管下部與三級料斗連接，三級料斗下部設置上輸料管及分流串筒，分流串筒通過串筒箍筋箍在針梁外框上，分流串筒下部分別設置中輸料管及下輸料管，上輸料管、中輸料管及下輸料管端部均插入到臺車側模中預留的輸料孔內。主分流管上端部、次分流管上端部、上輸料管上端部、分流串筒上端部、中輸料管上端部、下輸料管上端部均設置有抽插擋板，通過抽插擋板控制每級輸料管的下料[9]。

圖3 分層澆筑系統結構圖

圖4 主料斗

圖5 分流串筒

2.2.3 安裝注漿組合件及攝像頭

1)在臺車頂模上預設注漿孔(見圖6)，注漿孔內焊接法蘭盤(見圖7)，RPC注漿管穿過法蘭盤上的注漿孔后上部頂緊防水板，RPC注漿管下端部套上注漿組合件。安裝RPC注漿管與安裝注漿組合件如圖8～9所示。

圖6 頂模注漿孔

圖7 固定法蘭盤

圖8 安裝RPC注漿管

圖9 安裝注漿組合件

2)在臺車模板體系兩端(沿隧洞縱向方向)設置堵頭模板，堵頭模板最高處打孔，孔內安裝攝像頭。

2.2.4 隧洞混凝土澆筑

1)邊墻混凝土澆筑：采用泵送混凝土送至主料斗中，通過控制抽插擋板，混凝土先從下輸料管進入模內，后從中輸料管進入模內，最后從上輸料管進入模內，依次從洞底向上灌注，兩側對稱均勻灌注，振搗棒不停地振搗，當澆筑的混凝土頂面達到臺車側模與臺車頂模交界處，停止灌注[10]。施工現場如圖10～13所示。

圖10 安裝泵管

圖11 控制分流串筒抽插擋板流向一級窗口

圖12 逐窗振搗

圖13 灌注窗關閉

2)拱頂混凝土澆筑：隧洞邊墻混凝土澆筑完成后，通過RPC注漿管向拱頂灌注微膨脹混凝土(見圖14)，注漿組合件上注漿壓力表監測注漿壓力大小，當頂部端模出漿或者壓力超過1.0 MPa時，換至下一注漿孔繼續注漿，各孔依次注漿，拱頂灌注過程中，攝像頭實時監控混凝土澆筑狀態[11]，見圖15。

2.2.5 拆卸注漿系統及脫模養護

1)當隧洞邊墻、拱頂混凝土飽滿度均達到要求后，敲斷RPC注漿管，拆卸注漿組合件及法蘭盤，拆除料斗、分流管、輸料管組成的分層澆筑系統，清理注漿設備。

2)緩慢降下升降油缸，使針梁及針梁外框下降，將臺車頂模、側模脫模，收起臺車底模，當脫模完成后，臺車行走，循環進行下一段洞壁襯砌施工，本段剛脫模完成的洞壁混凝土采用霧炮進行噴霧養護[12]。

圖14 RPC注漿管拱頂混凝土澆筑

圖15 攝像頭監控混凝土澆筑

3 結 論

本文結合岷江犍為航電樞紐塘壩鄉排水隧洞工程項目，簡述了圓形輸水隧洞洞壁逐窗分層澆筑系統結構組成及施工操作要點，該技術取得主要效益如下。

1)分層澆筑系統由主料斗、主分流管、二級料斗、次分流管、三級料斗、上輸料管、分流串筒、中輸料管、下輸料管、抽插擋板等組成，通過抽插擋板控制混凝土逐層逐窗入模，不會產生洞壁混凝土離析、骨料堆積等病害。

2)采用分層澆筑系統澆筑隧洞邊墻，只需一次接管直到澆筑完成，操作方便，省時省力。

3)臺車頂模上設置多個注漿孔，通過RPC注漿管管口的溢漿初步判定拱頂飽滿情況，解決拱頂混凝土厚度不足與拱頂脫空問題[13]。頂部端模最高處設置攝像頭觀察RPC管口的溢漿情況，將襯砌拱頂澆筑的隱蔽工程轉化為“可見”工程，預防襯砌拱頂缺陷。

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