东山供水工程4#隧洞压力钢管安装及混凝土衬砌施工方案

沈金娟

（山西东山供水工程建设管理有限公司 山西太原 030002）

1 工程概况

东山供水工程4#隧洞连接云竹水库进水塔和云竹流量调节阀室，洞身段（桩号YZ0+005.00～YZ0+360.00）总长355 m，为有压输水隧洞，开挖断面为城门洞型，衬砌后分为上下两部分，上部取水隧洞，C25钢筋混凝土衬砌，下部进水管道，采用DN1400 压力钢管，壁厚12 mm，并用C20 素混凝土回填。

2 工程地质

4#隧洞穿过地层主要为（Q1）灰绿、灰紫色含砂低液限黏土，其中，桩号YZ0+225.00～YZ0+360.00 段洞身围岩为基岩，基岩围岩厚0～2 m，岩体较破碎，地下水位处于管底高程以上，存在渗水或流水问题，围岩类别为Ⅴ类，极不稳定，不能自稳，变形破坏严重。其他洞段均为土洞段。

3 施工方案

根据地质条件，东山供水工程4#隧洞分为土洞段和岩石洞段，支护断面图分别见图1 和图2。

图1 B 型支护断面图

图2 C 型支护断面图

3.1 施工工序

1）土洞段施工工序

开挖→一次支护→C25 钢筋混凝土二次衬砌→下部DN1400 钢管安装→下部C20 素混凝土回填。

2）岩石洞段施工工序

开挖→一次支护→下部DN1400 钢管安装→下部C20 素混凝土回填→上部C25 钢筋混凝土衬砌。

3.2 钢管安装及施工工艺

1）钢管表面除锈

钢管表面采用喷砂除锈，除锈等级要求：内壁达到GB/T 8923-1988 标准中的Sa2.5 级，外壁达到Sa2级。除锈后，用干燥洁净的压缩空气吹净，并在4 h 之内完成底层涂料涂装[1]。

2）钢管防腐

本工程钢管防腐措施为涂装防腐涂料，距管口200 mm 以外的管道涂装在加工厂房内进行,内壁涂装厚浆型环氧煤沥青漆，底漆两道，面漆四道，干膜总厚度≥300 μm；外壁涂装不含苛性钠水泥两层，干膜厚度300～500 μm，并在施工后2 d 内，以喷雾方式进行养护，养护次数不少于5 次。距管口200 mm 内的管道先涂装无机硅富锌车间底漆，环缝焊后，采用动力旋转钢丝刷对焊缝区二次除锈，再使用小型高压喷涂机喷涂涂料，达到规定厚度。

3）钢管安装

（1）岩石洞段下管前在管基上每隔2 m 安装一个钢管支撑架，钢管支撑采用型钢制作。

（2）在隧洞两侧纵向布置两排间距50 cm 的钢轨，钢轨采用50 钢管制作。压力钢管洞内运输使用5 t 卷扬机进行牵引，在铺设的钢轨上滑行，当管节滑行到安装位置后，在管道两端距管口2 m 位置处各使用一台小型龙门架，用电动倒链葫芦将管节吊起，缓慢下管，并不断调节管道轴线，直至高程、轴线达到设计及技术规范要求，再将管节与支撑架点焊固定[2]。

（3）钢管内部每隔3 m 设一道米子撑，以防安装时钢管变形，待钢管外包C20 混凝土回填完成后方可拆除。

（4）管节吊装就位、对接完成后，采用对称焊接方式进行点焊，点焊应使用与接口焊接相同的焊条，每一层焊接厚度都应与第一层相同，焊接顺序从构件受周围约束较大的部位向约束较小的部位推进。钢管的纵向焊缝处理不得点焊。

（5）钢管焊接完毕后，应将钢管内壁的焊疤清除干净，当局部凹坑深度不超过管壁厚的10%且不大于2 mm 时，使用砂轮将焊疤打磨至平滑过渡，超过该深度时，要及时进行焊补，补焊完成后剩余钢板厚度不得少于原厚度的90%。

3.3 C20 素混凝土回填

施工工序：施工准备→模板安装→C20 混凝土浇筑与振捣→养护→拆模。

1）C20 混凝土浇筑之前，需对已安装的钢管进行加固，并对隧洞地板进行清理。

2）钢管与洞壁间的C20 素混凝土采用水泥罐车运至洞口后泵送入仓，按照15 m/段进行分仓浇筑，具体浇筑米数可根据现场实际情况进行微调，确保分仓施工缝与压力钢管焊接缝及隧洞C25 钢筋混凝土衬砌伸缩缝交错长度不小于50 cm。

3）岩石洞段第一层混凝土浇筑前，需先在底板上铺一层2～3 cm 的水泥砂浆垫层，砂浆水灰比应比混凝土的水灰比小0.03～0.05。

4）混凝土应分层浇筑，均匀上升，每层浇筑厚度在30～40 cm 左右。振捣时振捣器要振实到可能的最大密实度，振捣时间以该位置的混凝土不再显著下沉，不再出现气泡，并开始泛浆为准[3]。

5）混凝土初凝后即开始洒水养护，最少养护14 d，强度达到设计强度的70%时方可拆模。

3.4 C25 钢筋混凝土衬砌

施工工序：施工准备→钢筋制安→模板安装→C25 混凝土浇筑与振捣→养护→拆模。

1）C25 钢筋混凝土衬砌每10 m 一段，设一伸缩分缝，用“651”橡胶止水带止水，高密度聚乙烯闭孔板填充。

2）隧洞二次衬砌分两次浇筑，先浇底板及矮边墙（底板以上40 cm 的侧墙），再浇剩余侧墙及顶拱，两次浇筑结合面沿隧洞轴线方向各加设一道300 mm 宽的铁皮止水。侧墙及顶拱混凝土浇筑前，需用刷毛机将结合面加工成毛面并清洗干净。

3）C25 混凝土拆模时间：混凝土强度达到设计强度的100%时。

4 结语

为保证施工质量，整个施工过程要严格按设计及施工规范的要求进行，禁止使用不合格材料，并按规定要求进行抽检，每道工序都要实行“三检一验”制，落实质量岗位责任，建立质量奖罚制度，加强现场施工管理，严格控制整个施工过程，做到责任分明，落实到位。