引水发电洞钢筋混凝土施工方案探析

戴江力

(新疆库尔干水利枢纽工程建设管理局，新疆 库尔干 832100)

0 引言

施工质量是影响工程建设质量的一个重要因素。制定科学、合理的施工方案有助于保障工程建设质量，提高工程建设速度，同时，可降低工程建设投资费用，具有十分重要的意义[1-3]。结合某引水发电工程，对其钢筋混凝土施工方案进行分析。

发电引水系统布置在河道右岸，采用一洞三机联合供水的布置型式，电站共三台机组，设计发电引水流量31.8 m3/s，额定水头90 m。引水系统长551.86 m；其中发电引水隧洞及压力钢管总长523.0 m。

1 施工难点问题分析

引水隧洞所在区段地质情况较为复杂，在隧洞开挖过程中极易出现垮塌、渗水等情况，对混凝土衬砌施工时间及质量要求极高。隧洞内范围狭小，施工场地较狭窄，对施工工艺和施工方法要求较高。引水隧洞混凝土施工工程量较大，在施工过程中重点、难点问题较多。

(1)交通运输条件较差。引水工程修建于山区，交通较为不便，混凝土运输难度大，对混凝土施工进度影响大。且引水隧洞开挖洞泾小，运输车辆运行难度高。

(2)引水隧洞全长超过500 m，隧洞围岩类型较多，有多种衬砌方案，施工较为复杂。

(3)施工缝处理。针对引水隧洞施工缝处理是不容忽视的；若施工缝处理不好，则极易出现渗漏问题。

(4)混凝土振捣。混凝土振捣质量对最终的混凝土浇筑质量影响较大。只有充分振捣方可保证混凝土表面无蜂窝麻面等。

2 混凝土衬砌施工方案

(1)施工程序及工艺流程

引水发电洞上平洞278.37 m为钢筋混凝土衬砌，剩余244.7 m为压力钢管衬砌段，上平洞按照设计每10 m水平长度为一个浇筑段，每个渐变段为一个浇筑段，为保证混凝土质量外观，上平洞10 m浇筑段采用全圆针梁钢模台车进行浇筑，渐变段及弯道段采用组合钢模进行施工。浇筑采用从下游向上游连续施工的方式进行；初步计划待钢模台车段全部浇筑完成后再进行渐变段和弯道段的浇筑施工，采用组合钢模板一次浇筑成型。

图1 上平洞混凝土衬砌工序流程

台车在洞内0+258～0+268段组装，先行架设行走直撑，后进行液压设备、模板的安装。砼采用输送泵泵送入仓，采用附着式振动器振捣。施工时从桩号0+268.365开始向上游连续进行浇筑，浇筑至0+105.737时结束，台车拆除在洞外组装后进行0+010～0+074.552段的混凝土浇筑施工。

钢模台车施工段完成后再进行水平弯道及渐变段的混凝土衬砌施工，施工采用75 cm×75 cm×75 cm的钢管空间结构作为内撑与洞内组合钢模板纵横向围檩联合固定。0+074.552～0+105.757段、0+000～0+010段，采用输送泵泵送入仓，输送泵放置在进口处；0+268.365～0+278.365段由于泵送距离较长，计划在弯道处再架设一台拖泵，进行二级泵送浇筑施工，另该方法可以进行压力钢管的斜井混凝土浇筑施工。

本工程高压管道段长244.7 m，由斜井段及下平洞段组成。开挖断面为直径4.55 m的圆形洞，衬砌厚度为0.6 m，压力钢管斜井段为整个引水系统的重点，建议压力钢管施工时先将0+278.365～0+295.686作为首装节进行安装浇筑，然后待斜井段压力钢管全部安装完成后，一次性将斜井段混凝土全部浇筑完成，浇筑方法参照上平洞第一仓浇筑方法。

斜井下弯段浇筑完成后，再进行下平洞压力钢管的安装，从0+347.735处向下游进行安装，每安装30 m进行混凝土浇筑一次，6 m3混凝土罐车运料至现场，混凝土泵泵送入仓。混凝土达到一定强度时，利用预埋的水平纵向灌浆管进行回填灌浆，灌浆完成后在进行下一浇筑段的压力钢管安装。

压力钢管安装固定后，进行主管、叉管、支管的钢筋绑扎，随后进行模板架设。浇筑采用从顶部仓口入仓的方式。岔管外包砼采用8 m3砼罐车运输，由输送泵泵送入仓，人工采用50振捣棒振捣，拆模后进行洒水养护。

(2)施工布置及混凝土入仓方式

上平洞及斜井混凝土运输路线为：拌和站→2#道路→5#钢桥→引水隧洞→HBT60型混凝土泵→浇筑作业面。

下平洞混凝土运输路线：拌和站→2#道路→3#钢桥→3#交通洞→发电洞出口→HBT60型混凝土泵→浇筑作业面。

(3)排(引)水

为了保证砼浇筑质量，解决顶拱局部渗水问题，拟定采用如下措施：

渗水处理：钻打2 m深的孔，插入Ф32长1 m的钢管，再接橡胶管将水排出。

积水处理：对于已经在底板部位形成的水坑，先再采用7.5 kW潜水泵将水抽至原有排水沟内，再由装载机配合人工将基础面的水清理干净。

3 施工方法

3.1 模板工程

上平洞洞砼衬砌采用10.2 m长的全圆针梁液压钢模台车浇筑。

在引水洞下游第二浇筑仓安装施工，顶拱超高扩挖1.0 m，安设Ф25 mm锚杆，长度3.5 m，采用Ф12 mm钢丝绳吊装。

针梁钢模台车浇筑施工至弯道段(桩号0+105.737)时进行拆除，在洞外组装完成后进行0+010～0+074.552段的混凝土施工。

3.2 钢筋工程

钢筋需在专门加工场根据设计要求加工成型后，按类别摆放整齐。钢筋定位、安装需要严格按照施工图要求，钢筋安装顺序如下：“拉线→排筋→绑扎→焊接”。

3.3 埋设件安装

止水与堵头模板需要同时安装，两者之间采用热合连接，搭接长度不应小于设计要求。止水带安装前需要检查其完整性，安装过程中应当避免打孔。

3.4 混凝土施工

3.4.1 施工主要作业措施

(1)隧洞开挖后，主要利用人工配合机械完成清底作业，针对欠挖部分，则可采用小剂量炸药或者手风钻钻孔修正。当清底检测完成后，方可进行下一步施工。

(2)施工缝面应当冲毛或人工凿毛，之后使用高压风或水冲洗干净。

(3)仓面验收。主要验收内容包括：基础处理、模板、钢筋、预埋件及伸缩缝设施等。合格后方可浇筑砼。

(4)砼浇筑。砼浇筑作业需分层、分块和浇筑。浇筑砼之前，需铺设厚2 cm～3 cm的砂浆，应保证该层与基岩面良好结合。

(5)砼养护。模板拆除后，人工洒水养护14 d。

(6)止水、埋件设置。现场安装橡胶止水，使用U型夹固定橡胶止水，止水接头应满足规范要求，搭接长度应超过20 cm。

(7)台车脱模、移位。砼达到养护时间后，可拆除台车钢膜，并清除钢膜上的砂浆等。之后，台车运行至下一仓位，进行浇筑作业。

3.4.2 工作缝处理

在混凝土浇筑过程中，由于意外导致浇筑中断时间超过混凝土初凝时间时，均需要按照工作缝处理。处理方法如下：使用人工将工作面凿毛，使得粗骨料出露，之后清洗干净并排出积水。之后，再按照前述步骤，浇筑混凝土。

3.4.3 拆模、养护

混凝土浇筑完成48 h后方可拆模。模板拆除后应继续养护14 d。特殊条件下拆模时间、养护时间可加长。

4 混凝土外观质量保证措施

4.1 严格控制模板的安装

模板就位后，在其表面均匀涂抹脱模剂，以保证模板拆除后混凝土表面的光滑度。

台车就位后由专业的测量人员，测量轨道高程、位置，以保证顶拱尺寸满足要求。

4.2 混凝土的拌制、运输、入仓及平仓振捣

浇筑混凝土之前，应当仔细检查之前各工序的施工质量。主要包括：基面的处理、模板、钢筋、预埋件及止水设施。混凝土配合比应当满足要求。混凝土浇筑前工序完成后，应当充分清洗仓位，验收合格后，方可开仓浇筑。浇筑基岩面需要保持干净、湿润，仓内不可出现积水。混凝土搅拌完成后，由专业运输车运送至现场。施工缝及拆模要求同上。混凝土振捣质量对混凝土整体浇筑质量影响较大，根据设计要求，混凝土采用平铺下料的入仓方式， 铺料厚度需要满足设计要求。混凝土浇筑过程中，不可向仓中加水。若在浇筑过程中发现混凝土和易性较差，需要加强振捣措施，充分振捣，以保证混凝土浇筑质量。混凝土料搅拌不合格料不可入仓，已入仓混凝土料需要及时清除。入仓时，低标号混凝土不可进入高标号混凝土仓内。混凝土浇筑应当保持连续，添加了外加剂的混凝土料的时间间隔需要根据现场试验结果确定。

4.3 混凝土浇筑的过程控制

在施工过程中应当控制所有工序的施工质量，在施工过程中，需要加强监控措施，以保证混凝土入仓速度。各项作业过程需安排专业人员进行全过程跟踪。上道工序各项问题解决后方可进行下一工序的施工作业。

应当合理安排混凝土运输规划，尽量减少混凝土倒运次数，以缩短混凝土运输时间，避免运输过程中混凝土质量受到影响。

混凝土卸料高度需要控制在合理范围内，避免混凝土下落过程中出现离析现象，造成混凝土质量下降。混凝土浇筑时，需要逐层浇筑、均匀上升，禁止不合格、低标号混凝土入仓。

5 结语

以某引水发电洞为研究对象，从施工方案、施工方法、混凝土外观保证措施3个方面分析了其混凝土施工内容。在施工过程中应当严格按照施工工序施工，遵守施工工艺要求，以保证工程施工质量。