引水隧洞上平、上弯及斜井段砼衬砌施工技术

【摘要】引水隧洞断面大（砼衬砌后最大洞径14.4m），结构型式复杂，上下弯段体型控制困难。引水隧洞砼衬砌受进水塔拦污栅墩与联系梁、进口渐变段、下弯与钢衬段、PD34系列探洞、引水支洞、5#施工支洞等部位施工干扰或限制，以及引水隧洞灌浆施工影响，引水隧洞砼衬砌施工不确定因素多，施工组织困难。

【关键词】引水隧洞；上平上弯；斜井；衬砌

1、工程概况

向家坝水电站右岸地下引水发电系统共布置有4条引水隧洞，相邻隧洞（引水上平、上弯及斜井段）之间的中心间距36m。除进口渐变段外，引水隧洞洞型为圆形，砼强度等级为C25，设计衬砌厚度为80cm，1#、2#引水隧洞砼衬砌后洞径为14.4m，3#、4#引水隧洞砼衬砌后洞径为13.4m。

上平段中心高程1#、2#为332.200m，3#、4#为331.700m。上弯段拐弯半径均为36.00m，下弯段均为空间斜面拐弯。下平段中心高程均为255.000m。1#～4#引水隧洞全长分别为：283.475m、248.036m、212.335m、176.896m，斜井段长度1#、2#为51.054m，3#、4#为50.443m。

2、施工程序

混凝土总体施工程序：引水隧洞砼衬砌总体程序为4#→3#→2#→1#。

单条引水隧洞砼衬砌施工程序如下图，即：通过各个进口渐变段与引水支洞，逆水流方向进行引水上平段及部分上弯段的砼浇筑施工；通过5#施工支洞与引水支洞，逆水流方向进行引水斜井段及部分上弯段的砼浇筑施工。除引水隧洞与引水支洞、5#施工支洞交叉部位外，均采取先浇底拱，再浇边顶拱，且须避免上下立体交叉作业。

引水隧洞砼衬砌施工工艺流程大致如下：基础面清理→测量放线→金属埋管安装→钢筋施工→模板安装→预埋件及止水安装→清仓验收→砼浇筑→拆模、修补→砼养护→基础处理。具体施工时注意以下方面：①无盖重灌浆部位，仅在回填灌浆区域预埋φ80灌浆钢管，回填或固结灌浆钢管两端均须封堵，并在模板上做好醒目标记，拆模时即找出灌浆孔；②由于管路埋设高程不同，1#、3#引水隧洞金属埋管在底层钢筋安装之后进行安装，2#、4#引水隧洞金属埋管在底层钢筋安装之前进行安装。

3、施工分层分块

分层、分块原则：充分考虑模板结构形式、尺寸、设计分缝及交叉洞室（施工通道），按照有利于现场施工的可操作性原则进行分层、分块。

上平、上弯段钢筋砼衬砌分层分块：引水上平、上弯段砼衬砌在垂直于洞轴线方向分两层施工，底拱120°范围为先浇筑块，边顶拱240°范围为后浇筑块。引水上平、上弯段砼衬砌。

斜井段钢筋砼衬砌分层分块：引水斜井段砼衬砌在垂直于洞轴线方向主要采取分两层进行浇筑，先浇筑底拱120°范围，再浇筑边顶拱240°范围。引水斜井段砼衬砌分为三块进行浇筑。

4、施工方法

引水隧洞上平段、上弯段及斜井段砼衬砌采取满堂脚手架结合锚筋内拉（以内拉为主，排架辅助）+定型钢模板方案施工。排架采用φ48×3.5mm钢管搭设，立杆垂直引水隧洞轴线布置，纵向架管平行引水隧洞轴线布置，横向架管垂直立杆，间排距1.2m×0.75m，步距h=1m。引水隧洞上平段、上弯段及斜井段砼衬砌，采用6m3砼搅拌运输车自EL310砼拌和系统打料，经砼运输通道运料至工作面，砼由HBT60砼泵泵送入仓，并根据现场施工需要布置溜管或溜筒辅助入仓，采用平铺法浇筑。

4.1、引水上平、上弯段衬砌

引水上平、上弯段先浇筑底拱120°范围，再浇筑边顶拱240°范围，底拱砼浇筑超前边顶拱砼浇筑不少于1段。当1#～3#引水上平段均在进行砼衬砌时，根据现场施工情况，在某个引水上平段排架底部预留宽4.8m，高5.2m施工设备通道，否则，引水上平段排架底部均仅预留宽2.4m，高2.9m的材料运输通道。引水上平、上弯段砼浇筑由2台HBT60砼泵泵送入仓，砼泵靠近浇筑仓面布置于EL314平台或进口渐变段与引水支洞附近，两侧对称下料，同步上升，控制铺料分层厚度不大于50cm。为确保引水上平、上弯段顶拱90°范围砼浇筑饱满、密实，顶拱90°范围采用C25高流态自密实砼。引水上平段及部分上弯段（暂定上弯第一段）底拱90°范围采用翻模进行施工（底拱中心线左右侧各30cm范围内不立模板），施工时应控制好模板拆除时间，并及时进行抹面，达到混凝土外观质量要求。引水上平、上弯段主要采用平面尺寸为60cm×150cm的定型钢模板拼装，局部尖角部位采用与钢模板同厚的木模板补缝，堵头部位采用3cm厚木模板拼装。底拱模板主要采用砼垫块（间排距75cm）及φ14拉筋（间排距0.7m×0.75m）支撑加固。底拱按间排距1.5m×1.5m预留大小约0.5m×0.5m的下料口（兼作振捣孔）。边顶拱砼浇筑主要采用拉筋承重，排架辅助。模板通过内拉外撑（拉筋、砼垫块及排架）进行加固。顶拱120°范围采用φ16拉筋，其余120°范围采用φ14拉筋，拉筋间排距不大于0.7m×0.75m。

4.2、引水斜井段衬砌

引水斜井段砼衬砌采取分两层施工。先浇筑底拱120°范围，再浇筑边顶拱240°范围，排架布置同上。

引水斜井段砼浇筑由2台HBT60砼泵泵送入仓，砼泵靠近浇筑仓面布置于5#施工支洞附近，两侧对称下料，同步上升，控制铺料分层厚度不大于50cm。

引水斜井段排架由引水下弯段排架逆水流方向向上延伸搭设（引水上弯段砼衬砌结束前下部排架均不得拆除），排架底部均预留宽2.4m，高2.9m的材料运输通道，并根据现场施工需要，可在引水上弯及斜井部位各布置一趟悬索系统作为引水斜井材料自上而下运输的辅助通道。

引水斜井段主要采用平面尺寸为60cm×150cm的定型钢模板拼装，局部尖角部位采用与钢模板同厚的木模板补缝，堵头部位采用3cm厚木模板拼装。

结语

引水隧洞上平、上弯及斜井段混凝土衬砌施工任务得到了优质高效的完成，证明了本技术的合理性和先进性。

作者简介

谢沛波{1986-}，男，助理工程师，本科。