某水电站电缆洞洞口管棚段改明拱施工方案

曹志华

中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁沈阳 110179

1 工程概况

某水电站电缆洞位于地面开关站区域内，电缆洞全长689.30m，净断面为4.6m×5.6m（宽×高）的城门洞型结构。电缆洞D0+000.00至D0+060.00段为管棚段，分两段施工，第一段33m，第二段30m，搭接长度3m，管棚采用φ108mm厚无缝钢管。由于电缆洞洞口段地质条件较差，主要为碎石夹土，管棚施工存在不易成孔、易塌孔、管棚安装困难、长度难以满足设计要求等因素，故将第一段管棚段采用明拱段代替的方案进行施工[1]。

2 明拱施工方案

2.1 明拱尺寸及形式

明拱尺寸及形式参照电缆洞管棚段初期支护及二期衬砌混凝土形式，净断面尺寸4.6m×5.6m（宽×高），基础为100cm厚素混凝土基础，拱身采用模喷40cm厚C25钢筋网混凝土，并增设HEB125工字钢加强，工字钢埋入基础深度为50cm，拱身钢筋网采用φ20mm（横向）和φ25mm（纵向）螺纹钢筋，钢筋间距20cm×20cm，钢支撑间距0.9m。明拱长度较原设计第一段管棚长度进行优化，长度20.2m，桩号从D0+008.00至D0+028.2。明拱与管棚套拱段二次衬砌混凝土间采用膨胀止水条进行分缝及防渗处理。

图2 电缆洞明拱示意图

2.2 明拱开挖施工

明拱开挖为土方明挖，采用1.6m3液压反铲进行开挖。开挖分层进行，每层高度不超过4m，开挖可利用料就近堆存用于回填，不可利用料挖装20t自卸汽车运至指定弃渣场。液压反铲开挖至建基面预留20～30cm保护层采用人工开挖，避免扰动基础面。开挖过程中人工配合反铲修整边坡，开挖边坡采用喷10cm厚素混凝土支护封闭，以保证施工过程中边坡安全[2]。

2.3 明拱拱身施工

开挖完成后立即进行基础面检查验收，验收合格后进行基础混凝土施工。基础采用素混凝土浇筑，拱身钢拱架采用架立钢筋预埋至基础混凝土中，预埋深度50cm，混凝土浇筑过程中由专人对钢拱架进行保护，避免碰撞移位。

基础施工完成后进行明拱工字钢支立及钢筋网绑扎施工，钢拱架和钢筋在加工厂加工成型，采用平板载重汽车运至施工现场，人工配合汽车吊吊运安装，钢拱架采用焊接连接，钢筋采用绑扎连接。明拱内部采用木模板，模板外侧采用2φ25钢筋加工成弧形作为模板围柃，用铁丝将围柃和模板固定于钢拱架上。待确认模板加固牢靠后，采用TK700型湿喷机喷射混凝土，喷混凝土料采用混凝土拌和站集中拌制，8m³混凝土搅拌运输车运至工作面。喷混凝土施工顺序为由下向上，拱身两侧交替上升，分层喷射至设计厚度。喷混凝土连续作业，明拱一次喷射成型。混凝土喷射完成后及时进行洒水养护。

2.4 明拱回填施工

明拱混凝土施工完成且混凝土强度达到设计强度的70%后，对明拱顶部及边墙两侧进行土石方回填，回填高度保证洞顶最薄覆盖厚度不小于1m，回填顶面自边坡向洞外侧形成不小于15%的排水坡度，以利于排水。

回填采用人工配合液压反铲分层进行，回填料采用开挖可利用料，分层厚度30cm-40cm，采用小型振动碾或蛙夯进行分层压实，压实系数不小于0.75并满足设计相关要求。回填完成、混凝土强度达到设计强度100%后，拆除明拱内部模板[3]。

3 结语

某水电站电缆洞洞口段采用明拱替代部分管棚洞段的施工方案，既加快了施工进度，也避免了第一段管棚施工存在的一系列困难，同时避免洞口不良地质段洞挖施工的安全风险，且设计优化节省了施工成本、提高了经济效益，对于类似工程具有良好的参考价值和借鉴意义，是一项具有优越性的施工方案。