張峰水庫導流泄洪洞閘室豎井混凝土襯砌施工

摘 要:導流泄洪洞是張峰水庫的主要工程之一，文章介紹了導流泄洪洞豎井施工中采用的技術方法及施工組織管理，針對施工難度大、工期要求緊的工程提出可借鑒經驗。

關鍵詞:導流泄洪洞 混凝土 施工

中圖分類號:F416.9

文獻標識碼:A

文章編號:1004-4914(2008)01-288-02

一、概況

張峰水庫位于山西省晉城市沁水縣張峰村上游3Km處沁河干流上。導流泄洪洞位于水庫左岸，施工時作導流用，運行時作泄洪用，最大流量1157m3s，采用挑流消能。

導流泄洪洞呈直線布置，由引渠段、有壓洞段、閘室段、無壓洞段、出口明渠段及挑流消能段組成，隧洞全長389.33m，進口底高程為703.0m，出口底高程為700.106m 。閘室為豎井式進水塔，斷面一般尺寸10.2m×11.6m。

二、豎井施工內容

豎井施工主要是將開挖成型的豎井洞壁進行混凝土襯砌，并完成內部構造。豎井底面高程703.0m，豎井上口地面高程771.3m，豎井深度68.3m。由于高程722.5m以下為弧形工作門工作段，與洞身相通，已經安裝弧形工作閘門。豎井混凝土襯砌實為高程722.5m～771.3m部分，高度48.8m。平面結構尺寸:高程722.5～高程738.0m為10.2m×13.429m，高程730.8m～高程751.0m為10.2m×13.229m，高程751.0m～高程771.3m為11.0m×13.729m。

豎井為一筒雙井式，自上游依次為平板閘門豎井和弧形工作閘門豎井，平門井和弧門井之間設置隔墻，在弧形工作閘門豎井內設有支撐梁和樓梯。模板采用懸臂大模板，按每層模板高度2.1m分層，共24層，771.3高程地面平臺單獨澆筑一次。每層內施工工序為:倉面鑿毛沖洗→鋼筋綁扎→模板安裝→倉面清洗驗收→混凝土澆筑→養護待凝。每1米高混凝土澆筑方量約為100m3，混凝土方量約為4500m3。施工平面布置圖見圖1。

弧門井支撐梁和樓梯混凝土滯后井壁混凝土三至四層澆筑，支撐采留插筋，大模拆除后人工鑿出支撐梁插筋，然后綁扎梁鋼筋并支模板澆筑混凝土。

豎井二期混凝土工程為平板檢修門的二期混凝土，待整個豎井井壁混凝土澆筑結束、閘門埋件安裝完成后，自下而上利用吊籃進行施工。二期混凝土包括閘室側墻表層的C30混凝土與各種埋件預留混凝土，澆二期時需將一期混凝土表面鑿毛處理。

三、豎井施工工藝

1.混凝土工程。

(1)原材料。混凝土原材料包括石子、砂子、水泥、水、粉煤灰及外加劑。石子采用沁水石子(信譽石料廠)，砂子采用陽城人工砂(鳳天石料廠)和侯馬天然砂混合使用(75∶25)，水泥采用山西水泥廠生產的晉牌普硅32.5R，水直接從水井內抽取，粉煤灰采用漳澤電廠生產的Ⅱ級粉煤灰，外加劑采用太原市廣達新型建材研究所(有限公司)XGY型混凝土引氣減水劑。

(2)混凝土標號。豎井混凝土標號為C25，二期混凝土為C30。

(3)混凝土拌和與運輸。混凝土拌和采用75式強制站拌制，具有攪拌強度大，拌和速度快，計量準確，拌和物質量高等優點。混凝土拌合站設置在距洞出口1km的大壩下游處，攪拌機為1.5m3強制式，配料采用電子自動計量系統。混凝土熟料從攪拌機下出料口由8m3混凝土攪拌運輸車接料運往澆筑現場。經常對運輸道路加強維修，可以縮短混凝土運輸時間，并且要保證混凝土入倉溫度不超過規范要求的指標。

(4)混凝土入倉。一是入倉方法。根據過去豎井施工經驗并結合現場實際情況，混凝土采用混凝土攪拌運輸車直接將混凝土倒入真空復合溜管進料斗口，通過溜管下料。溜管采用ф200鋼管，布置在豎井中心，利用豎井口工字鋼梁作為吊點。進料斗設置在771.3高程處右側中部，進料斗接45度斜管與中心垂直溜管連接，垂直溜管底部設360度旋轉體，旋轉體再連接45度溜管入倉，使溜管旋轉范圍覆蓋整個倉面。二是入倉質量控制。由于是高空混凝土作業，解決混凝土入倉骨料分離問題，應嚴格采取以下措施:第一，控制坍落度。坍落度控制在10±2cm，根據現場入倉實際情況可具體調整，既要保證混凝土不發生離析現象，又要保證混凝土和易性滿足施工要求。如果部分混凝土分離嚴重，采用人工清除出倉面，保證混凝土質量。第二，盡量保持連續、均衡下料，防止溜管堵塞、骨料分離。第三，混凝土入倉后嚴格控制分層澆筑，每層厚度不超過50cm。

(5)混凝土振搗。

混凝土自溜管口下落的自由傾落高度不得超過2m，澆筑高度如超過2m時必須加接串桶或溜管等。振搗上一層時應插入下層5～10cm，以使兩層混凝土結合牢固，使用插入式振搗器應快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動，順序進行，做到均勻振實。移動間距不大于振搗作用半徑的1.25倍(一般為300～400mm)，振搗時，振搗棒不觸及邊角及鋼筋和模板。

澆筑混凝土應連續進行。如必須間歇，其間歇時間應盡量縮短，并應在前層混凝土初凝之前，將次層混凝土澆筑完畢。間歇的最長時間應按所用水泥品種、氣溫及混凝土凝結條件確定，一般超過2h應按施工縫處理。加強振搗工藝，保證混凝土的密實性，避免過振、漏振等現象。

(6)混凝土養護。

加強混凝土養護工作，混凝土澆筑12小時后采用灑水養護。控制拆模時間，保證外露表面及棱角處不被損壞。

(7)混凝土施工設備。在豎井混凝土施工中主要用到的設備見表1。

2.模板工程。

模板采用三層懸臂大模板交替翻轉使用，每層模板高度為2.1m，模板采用內拉加固，外部利用模板連接螺栓和支撐件連接。由于懸臂大模板規格為2.0m×2.1m和3.0m×2.1m兩種規格，不能滿足現場全部需要，加工不定型整體模板與大鋼模配套連接使用，可以保證鋼模的整體性和混凝土表面的平整度，并提高了模板的翻升效率。模板翻升安裝利用豎井口15t塔吊完成，由專人負責指揮作業。

模板工程作業組織，應遵循支模與拆模統由一個作業班組執行作業。其好處是，在支撐時就考慮到拆模的方便與安全，拆模時人員熟知拆模關鍵點位，對拆模進度、安全、模板及配件的保護都有好處。

3.鋼筋工程。鋼筋半成品在加工廠制作，現場安裝。加工好的半成品鋼筋用卡車運輸至豎井口，再由15t塔吊直接送至工作面。垂直向鋼筋采用豎向電渣壓力焊，保證鋼筋連接軸線一致，焊接質量有保證，比電弧搭接焊節約成本、提高工效。每次配筋高度為4.5m(中隔墻除外，因考慮到下料溜管的轉移，中隔墻每次配筋高度為2.25m)。水平鋼筋搭接采用電弧焊單面焊接。

4.施工縫處理。由于豎井澆筑倉面較大(每米高約100m3)，在混凝土達到一定強度時，利用沖毛機進行沖毛，個別地方輔助用人工鑿毛，保證倉面無乳皮，混凝土碴用塔吊從豎井口吊出。在豎井口上部設200m3蓄水池供倉面沖洗和養護用水。每倉澆筑前，先均勻鋪設2-3cm同標號砂漿，然后按每層50cm分層澆筑。

四、安全防護措施

由于是高空豎井施工，且施工面狹窄，一般是幾個工作面同時作業，必須加強安全防護措施，并且將各種重大危險源充分考慮。主要重大危險源有:

1.高空墜落。由于豎井現場的特殊結構和特殊的施工環境，限制了工作人員的工作環境，工作人員為高空作業，存在一定的墜落風險。在施工過程中，每位工作人員應佩系安全帶，并嚴格按要求系帶牢固，在作業面以下掛防護網，豎井地面以上設置圍護欄桿。

2.物件打擊。豎井工地存在著作業面小，地面和豎井交叉作業，建筑材料由豎井口向下運輸的客觀因素，工作人員面臨物件打擊的風險。在施工過程中，除所有工作人員必須戴安全帽外，所有工作人員應加強防護意識，相互照應，嚴格按操作規程施工，并安排專人監護。

3.施工臨時用電和火災。凡可能漏電傷人或易受雷擊的電器及建筑物均應設置接地或避雷裝置，現場配置專業電工人員，發現有破損和老化的設備及時更換，嚴禁在施工現場隨意點火。

4.塌方。豎井工地周圍山體的巖石剝離至穩固層，豎井開挖面巖石應進行噴漿固結處理，存在塌方危險部位及時處理。

5.豎井交通。為了保證豎井工程施工人員的安全，利用鋼筋爬梯作為上下人行交通通道。在井筒壁上打錨筋安裝鋼筋爬梯，并在爬梯外圍設防護攔，爬梯每10m高設休息平臺一個，保證施工人員上下通行安全。

五、結語

導流洞豎井鋼筋混凝土襯砌工程是整個導流洞混凝土襯砌工程的重點，是控制整個導流洞工程的關鍵，施工過程中加強現場組織管理，嚴格控制各工序質量，嚴格執行安全保護措施。

混凝土分層澆筑接觸面粘結以及控制混凝土入倉骨料分離問題，是施工中主要技術要點。

(作者單位:山西省水利建筑工程局 山西太原 030006)

(責編:若佳)

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”