引水洞斜井大塌方段处理措施

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(厦门安能建设有限公司， 福建 厦门 361004)

引水洞斜井大塌方段处理措施

程建群，叶猛

(厦门安能建设有限公司， 福建 厦门 361004)

西藏旁多水利枢纽工程引水发电洞斜井段顶拱发生“∧”形大塌方空腔，采用一次支模、先衬砌后回填的混凝土浇筑工艺措施进行处理，解决了由于浇筑堆集及浇筑层厚过高而带来的施工安全问题，保证了塌方顶部大体积混凝土浇筑质量。

引水洞； 大塌方； 处理措施

1 前 言

引水洞45°斜井段顶拱发生“∧”形塌方，受制于施工空间作业条件及工期要求，采用一次支模、先衬砌后回填的浇筑方案，但由此带来浇筑时堆集及浇筑层厚过大等问题。如何在保证浇筑施工安全的前提下，防止大体积混凝土产生质量缺陷，是确保浇筑施工质量的关键，本文阐述了工程施工经历和体会。

2 工程概况

西藏旁多水库，地处西藏自治区拉萨河流域上游，坝址位于林周县旁多乡下游1.5km处，下游距拉萨市直线距离63km。水库主要由碾压式沥青混凝土心墙砂砾石坝、泄洪洞、泄洪兼导流洞、发电引水系统、发电厂房和灌溉输水洞等组成。水库正常蓄水位4095m、汛期限制水位4093.5m、死水位4066 m、电站装机容量160MW、灌溉面积4.35×104hm2，水库总库容12.3×108m3。旁多水库是一座以灌溉、发电为主，兼顾防洪和供水的综合大(1)型Ⅰ等水库工程。

发电引水工程由引水渠、进水口、引水隧洞、岔管及压力管道等部分组成。引水发电洞进水口(1级)为岸塔式，全长28m，由拦污栅闸墩、喇叭口、闸门井等部分组成。拦污栅共四孔，单孔净宽5m，闸门井两孔，单孔净宽5m，拦污栅检修及进口检修平台高程4100.00m，启闭机室高程4128.50m。引水隧洞全长413.72m，由上平段、斜井段、下平段组成，隧洞采用钢筋混凝土衬砌。桩号引0+265.157～引346.71为岔管段，岔管采用钢筋混凝土“卜”形岔管。1～4号压力管道长分别为110.40m、117.73m、131.14m、144.58m，管径5.20m。压力管道采用钢板衬护，外包钢筋混凝土衬砌形式。

引水隧洞斜井段净长55.10m，斜井段与水平面的夹角为45°,呈“S”形上接上平段，下接下平段。开挖断面直径12.30m，开挖采用人工开挖施工形成溜碴井，最后从上至下大面扩挖。

旁多水库引水发电洞斜井段开挖施工时，顶拱不同程度发生塌方，其中“S”形下弯段与岔管连接处塌方高度达8～9m，形成“∧”形大塌腔(详见图1)。

图1 “∧”形大塌腔

3 施工方案与过程控制

3.1 模板与支护

因施工时值雨季，为保证支模作业安全，防止“∧”形塌腔经长时间岩体渗水造成落石，对塌腔上部采用挂网锚喷工艺进行浇筑。顶部采用φ25锚杆，长度5m，间距1.50m×1.50m，梅花形布置；φ6.50钢筋网，网格间距0.20m×0.20m；喷射厚10cm，C20混凝土，适量添加速凝剂。软弱地带适当加密锚杆间距及增加喷射混凝土厚度。喷射混凝土采用湿式喷射工艺，以减小洞内粉尘及回弹量。待混凝土达到一定强度方可进行该部位的支模作业。

根据该施工段的仓位条件,采用预制异型木模板进行拼装，底板、连墙、顶拱一次组装成型；支撑系统采用间距60cm钢管满膛架，考虑到管棚顶部混凝土荷载大，经计算后，满堂架加密增加斜撑(详见图2)。

图2 支撑系统结构示意图

3.2 混凝土浇筑过程控制

浇筑全程专人严密监控模板、支撑稳定情况，一旦出现模板开裂、混凝土外流、支撑钢管受压弯曲变形、模板及支撑系统异响等情况时，立即停止仓面浇筑，人员撤离到安全距离，静观片刻无异常后再对异常部位进行加固，之后继续浇筑。

3.2.1 入仓浇筑过程控制

混凝土采用泵送方式入仓(见图3)。为减轻模板、支撑承重，浇筑强度不高于15m3/h。“S”形弯段共分两个仓位，实际浇筑情况见下页表1。平均实际浇筑强度为12.1m3/h 。

图3 泵送方式入仓

表1 浇筑强度

混凝土入仓时，按先低后高分层进行浇筑，两侧边墙及拱顶混凝土浇筑面均衡上升。

注意事项：ⓐ分料不要过分集中，每次浇筑高度以30cm为宜，最大不得超过40cm；ⓑ及时分料混凝土，严禁局部堆积过高，以防一侧受力过大而使模板、支架发生侧向位移；ⓒ下料时，严格控制衬砌混凝土坍落度，一般掌握在15～17cm之间，自密实混凝土坍扩度为(60±5)cm左右，但根据天气及温度变化等因素适时进行调整；ⓓ振捣器选用软轴式振捣器，振捣时避免直接接触止水片、钢筋和模板，对有止水的地方适当延长振捣时间；ⓔ振捣棒的插入深度，在振捣第一层混凝土时，以振捣棒头部不碰到基岩或老混凝土面，但相距不超过5cm为宜；ⓕ振捣上层混凝土时，应插入下层混凝土5cm左右，使上下两层结合良好；ⓖ振捣时间以混凝土不再显著下沉、水分和气泡不再溢出并开始泛浆为准；ⓗ振捣器插入间距控制在有效作用半径1.5倍以内。振捣时应严防发生过振和漏振现象。

3.2.2 配合比控制措施

首先浇筑的混凝土为衬砌混凝土，设计指标为C25F200W6。为防止混凝土开裂，提高混凝土拌和物和易性，采用高效减水剂或高性能减水剂以及松香皂类引气剂，使用普通硅酸盐水泥或低热微膨胀水泥。为增加其早期结构强度，适当加入早强剂。衬砌混凝土较原设计值提高一个强度等级，并适当加厚，以提高衬砌的承载能力。

衬砌混凝土浇筑完后，进行塌腔回填混凝土上的浇筑。塌腔回填混凝土为自流平自密实混凝土，用以填充斜井上部塌腔内人工无法振捣的部位。此种混凝土不宜使用早强剂或早强水泥；外加剂宜选用聚羧酸系高性能减水剂，同时掺增黏剂，以提高混凝土黏聚性而不离析；流动性能通过坍扩度来控制，坍扩度为(60±5)cm左右。自密实混凝土较黏稠，应尽量采用强制式搅拌机搅拌，且适当延长搅拌时间，以确保其均匀性；混凝土运至现场后，搅拌车应高速旋转1min以上方可卸料，并宜在90min内卸料完毕(从搅拌加水时间起算)；自密实混凝土浇筑时，最大自由落下高度宜在5m以下，最大水平流动距离不宜超过7m。

3.2.3 混凝土温控及养护措施

斜井段混凝土与平洞段混凝土浇筑温度要求相同，应控制浇筑温度不超过设计指标。ⓐ控制混凝土出机口温度及运输浇筑过程中的温度回升，温度不宜大于28℃；ⓑ由于斜井段浇筑方量大，持续时间长，待混凝土终凝后必须洒水养护，且养护时间不宜少于28d，每天洒水2～3次，减少温度裂缝的产生，气温低时适当减少养护次数；ⓒ根据混凝土强度及内外温差确定模板拆除时间，避免在夜间及气温骤降时拆模；ⓓ在混凝土施工过程中，每4h测量一次混凝土原材料温度、机口混凝土温度及坝体冷却水温度和气温，并做好记录。

3.2.4 斜井段衬砌混凝土外观质量判定

引水发电洞斜井段外观见图4。表面局部小蜂窝、错台，经修补后，外观质量良好，满足设计、使用要求，引水洞外观质量评定实得89分，得分率88.90%(评定结果见表2)。

图4 引水发电洞斜井段外观

表2 外观质量评定

4 结 论

在特定施工条件下，斜井大塌方段采用一次支模、先衬砌后回填浇筑方案，并通过控制浇筑强度、配合比等工艺措施，实现了在保证施工安全的前提下，缩短施工工期并获得质量合格的成品混凝土的目的。

Treatment Measures of Serious Collapse Section in Water Diversion Tunnel Inclined Shaft

CHENG Jian-qun, YE Meng

(XiamenAnnengConstructionCo.,Ltd.,Xiamen361004,China)

“∧”-shaped serious collapse cavity occurred in water diversion power generation cave inclined shaft section top in Xizang Pangduo water control project. The collapse is handled by primary formwork, and concrete pouring process measure of backfilling after lining. Construction safety problems due to accumulated pouring and too high pouring layer is solved, thereby ensuring large volume concrete pouring quality at the top of collapse.

water diversion tunnel; serious collapse; treatment measures

TV672

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1005-4774(2014)07-0014-03