水利枢纽工程导流洞冬季施工技术分析

2021-12-06胡广才

农业科技与信息 2021年7期

胡广才

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州730030）

1 案例概况

黄藏寺水电站导流洞布置在左岸山体内，进出口分别位于上下游围堰外侧，底板进口高程2 530 m，出口高程2 525 m，隧洞全长620 m，平均纵坡0.806%。

导流洞为城门洞型，该洞主要包括进口段、进水塔闸室段、洞身段和出口段等几部分。因为此水电站处在海拔相对较高的区域，所以易受天气因素影响。该水利工程总体施工任务量比较大，很难在短期内完成，必然要经历冬季施工，冬季较低温度、雨雪、大风等恶劣天气较普遍，该阶段水利工程施工会遇到较大困难。因此，为了保证水利枢纽工程导流洞冬季施工的有效性，需要对其施工计划以及技术措施进行分析。

2 冬季施工部署

2.1 施工准备

根据施工进度计划安排，提前组织有关外加剂、保温供暖设备和材料进场，安排施工用水、拌和站保温、供风系统保温和砂石骨料储存等附属工作实施。

2.2 施工用水

由于本工程供水系统尚未形成，进入冬季，受极端气温影响，现有临时供水系统不能正常运转。为满足施工供水要求，设计冬季临时供水、排水系统，供水、排水系统充分考虑施工用水量大，通过建立供、排循环、增加水源补给点和节约用水等措施，保证冬季施工正常进行。

第一，供水、排水系统。分别在导流洞进出口设置储水箱，储水箱由沉淀池和集水箱组成，沉淀池连接排水管路，集水箱连接供水管路和水源补给管路，储水箱、排水管路、供水管路和水源补给管路共同构成供水、排水系统[1]。根据导流洞及拌和系统施工用水强度和现场条件，储水箱设计容量37.5 m3，结构尺寸3 m×5 m×2.5 m（宽×长×高），储水箱采用3 mm厚钢板和槽钢焊制。

第二，水源补给系统。经现场踏勘，开挖部位距黑河较近，在河道设置3台1.5寸泵（导流洞进出口及拌和站），通过1.5寸泵将水抽至储水箱，对水箱进行补给，保证满足施工需要。

2.3 施工道路维护

冬季道路容易受到降雪、低温影响而结冰，施工安全存在问题。应第一时间利用相应机械设备（例如装载机等）将地面积雪等清理干净，同时为了避免过于光滑，可以在路面上洒一定量的炉灰渣。此外，对于两边具有边沟的道路来说，为了避免溜车而引发安全事故，可以在路边设置较大体积的混凝土护桩来保证行车安全；也可以在车辆轮胎上设置防滑链条来增加摩擦。

2.4 拌和站保温

拌和站保温是在拌和机周围搭建保温棚，保温棚结构以φ50钢管为主撑，外裹保温帆布，必要时保温棚内配备2个燃煤火炉。拌和用水储存在保温棚内的大体积水箱，采取电加热棒加热或进行燃煤加热。

2.5 供风系统保温

为保证冬季空压机房温度达到空压机正常运转要求，空压机房必须进行保温，采用棉被对空压机房进行包裹处理[2]，并配专人负责空压机供风和保暖工作，时时检查空压机室内温度，必要时在空压机房内安放2台电热取暖器进行取暖。

2.6 砂石骨料存贮

受工程所在地气温影响，砂石骨料供应商冬季停止供应砂石骨料，根据施工进度计划安排，计算砂石骨料需求量，提前做好砂石骨料储备和保温工作，是保证冬季混凝土施工的关键。

3 冬季施工技术措施

3.1 开挖

冬季开挖包括5#、6#道路开挖、贝雷桥基础开挖、进口边坡开挖、导流洞洞室开挖等，洞室温度一般保持在10℃以上适宜开挖，不需采取特殊措施，只需做好施工机械防冻和运输安全工作即可。10℃以下采取进出口位置架设保温帘及燃煤火炉升温保暖措施。

3.2 锚喷支护

第一，喷射混凝土施工。喷射混凝土拌制采用现场干料拌制方式，导流洞洞室喷射混凝土，紧随支护需要灵活安置小型喷射机进行喷射混凝土施工，喷射混凝土拌制骨料从储料场采用5 t自卸汽车运至喷射机附近适当位置卸车。喷射混凝土后采取棉被覆盖保温措施，最低温度低于-10℃时搭设彩条布保温棚燃煤升温保暖，低于-15℃时停止喷射混凝土作业。

第二，锚杆施工。根据施工进度，提前按锚杆的规格和型号，统一在钢筋厂下料，加工好的锚杆分类堆放，并用彩条布进行覆盖，防止锚杆积雪冰冻。锚杆采用8 t板车运输至工作面适当位置用木方架起堆放。如气温低于-10℃，锚杆采用特殊工艺施工，比如电极法、化学灌浆法、内楔法等，具体施工时需单独报专项方案，并做工艺试验验证后实施。

3.3 混凝土施工

第一，钢筋工程。钢筋堆放在物资部钢筋厂，按规格型号堆放在300 mm高的砖垛上，表面采用彩条布覆盖，防止钢筋积雪冰冻。钢筋厂建造钢筋加工棚，钢筋加工棚为钢结构，必要时设置保温板及挡风板，所有钢筋严格按照设计图纸在钢筋加工棚里进行加工。为了确保钢筋焊接的高质量，一旦所处环境温度＜-20℃，务必要采取针对性的保温措施，严重情况下要停止施工。焊条的形式、焊接电流情况直接影响着最终的焊接质量，所以要按照钢筋的具体参数（钢筋类型、钢筋尺寸、接头形式等）来设定焊接电流，避免焊接过程中发生烧伤、裂纹等问题。将加工成型的钢筋堆放在木方上，防止钢筋接触冰冻地面。采用8 t板车运输至施工现场，为了保证钢筋的质量，在钢筋装卸、运输以及加工过程中一定要加强保护，防止破坏钢筋。

第二，混凝土工程。在保证质量、加快进度、节约能源和降低成本的前提下，对混凝土骨料和水加热、搅拌、运输、浇筑及养护作如下要求：一是为了保证混凝土的流动性，控制其从搅拌机的输出温度≥10℃，进入到浇筑模板的温度≥5℃。二是一定要对混凝土进行充分搅拌后才可以对其装车运输，一般情况下搅拌时间≥180 s。三是当拌和用水水温高于60℃时，为防止假凝现象发生，应先将骨料与水拌和，再加入水泥拌和。四是砼由拌和站运输到工地，运输时间不大于30 min。五是混凝土运输时非常容易出现热损失，在进行混凝土浇筑时要加强入模温度控制，做好混凝土运输时的保温措施[3]，避免发生混凝土离析以及表面冻结等问题。为了有效控制混凝土运输车温度，可以在其外部包裹棉质物品，正常情况下控制混凝土降温幅度≤5℃/h。六是做好施工准备工作，砼罐车到浇筑地点后，必须及时进行砼浇筑，尽量缩短入模时间，减少砼的温度损失。

第三，混凝土测温和保温。一般情况下导流洞内部温度＞10℃，无需对洞内混凝土施工实施保温，但一定要确保混凝土内外温差≤20℃，同时控制混凝土表面温度在初期的2～3 d降低在6℃以内，所以为了避免发生裂缝一定要对混凝土浇筑和强度增长过程中的温度变化情况进行监测，根据混凝土内外温差情况，决定是否对混凝土进行保温。

在混凝土浇筑过程中，按每5m预埋φ20mmPVC管对混凝土温度变化情况进行监测，每天定时观测混凝土内部温度及混凝土表面温度，并将检测结果做好记录，为内外温差数据分析提供依据。测温设备采用普通温度计。当混凝土内外温差接近规范允许值时，及时采取措施对混凝土进行保温，主要保温方式为覆盖棉被、延迟模板拆除时间等[4]。