水電站引水隧洞砼襯砌及灌漿施工

趙國峰

【摘要】近年來，水電站引水隧洞砼襯砌及灌漿施工得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對項目概況做了介紹，并結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，分別從砼系統(tǒng)、隧洞砼襯砌，以及灌漿施工等方面對該項課題進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】水電站；引水隧洞；砼襯砌；灌漿；施工

一、前言

隨著水電站建設(shè)要求的不斷提高，研究其引水隧洞砼襯砌及灌漿施工有著重要意義。該項課題的研究，將會更好地提升其施工的實踐水平，從而有效優(yōu)化水電站引水隧洞砼襯砌及灌漿的最終整體效果。

二、概況

某電站由跨流域引水隧洞、發(fā)電引水系統(tǒng)、攔水堰壩和發(fā)電廠房等建筑物組成。以發(fā)電為主，裝機容量3500kw。發(fā)電引水隧洞沿右岸布置，進(jìn)水口緊挨攔水堰壩，進(jìn)水口閘孔2孔。潛孔式布置，每孔尺寸3.0×4.0m，閘門段長4m，閘門采用平板鋼閘門，閘板尺寸b×h為3.5×4.5m。設(shè)15t螺桿啟閉機二臺，在進(jìn)水口攔砂坎后設(shè)回轉(zhuǎn)式自動清污機二臺，柵底高程229.1m，安裝高度6.15m。進(jìn)水口0+020.03～0+025.72m（即閘門槽中心線）為方形截面，開挖尺寸為3.7×4.7m，襯后尺寸3.0×4.0m，閘門槽后設(shè)長6m的漸變段與圓形斷面發(fā)電隧洞街接。發(fā)電隧洞開挖洞徑4m，襯后洞徑3.5m，樁號0+000～2+434m段縱坡為0.01015，調(diào)壓干電池布置在進(jìn)水口3256.36m處，調(diào)壓干電池之后水平轉(zhuǎn)彎后接出口貧管，由兩根貧管接入廠房。

三、砼系統(tǒng)

根據(jù)工程地形特點，施工條件等因素，配備1臺0.75m3拌和機集中拌制生產(chǎn)砼，為固定式拌和機，設(shè)在堰壩右岸上游的空地上，另配備1臺0.25m3砂漿攪拌機，用于砌石砂漿拌制。

四、隧洞砼襯砌

1.施工程序

清理巖面及底拱→安裝鋼筋→立模→砼澆筑→砼養(yǎng)護(hù)→拆模→清理→進(jìn)入下→循環(huán)。

2.施工布置

隧洞全斷面襯砌以采用鋼模施工方法為主，每個工作面為邊頂拱和底拱兩部分，分別采用自制鋼模進(jìn)行砼襯砌施工。洞襯砼澆筑段長度為：底模為拉模長度按4m，邊頂拱長度按8m考慮。在開挖完成后采用先襯底拱后襯頂拱方案。共需設(shè)置一套底拱拉模，二套臺邊頂拱模板。在施工過程中，按照底拱拉模在外側(cè)，邊頂拱模板在里側(cè)原則布設(shè)。洞身段襯砌材料由進(jìn)水口運至工作面，采用砼泵入倉。

3.洞身襯砌

先襯底拱砼，襯砌5～6段后，再襯邊頂拱砼。

底拱砼：基巖面清理→軌道鋪設(shè)、固定→鋼筋安裝→底拱拉模就位→支堵頭模板→安裝止水→驗收→底拱砼澆筑→砼等強→拆堵頭模板→模板脫模及移位→施工下段砼。

邊頂拱砼：鋼筋安裝→鋼模就位→堵頭模板安裝→止水安裝及灌漿管預(yù)埋→驗收→砼澆筑→砼等強→鋼模臺車脫模及移位→施工下塊砼。

4.砼襯砌施工

（一）循環(huán)作業(yè)

澆筑段準(zhǔn)備→鋼筋安裝→模體就位→驗收→澆筑砼→砼等強→拆模。

（二）鋼筋制安

砼襯砌所用鋼筋均在鋼筋加工廠制作成型，用手扶拖拉機直接運至安裝部位，人工綁扎及焊接。利用洞壁錨桿焊接架立鋼筋，然后進(jìn)行環(huán)向、縱向鋼筋綁扎與焊接。

（三）洞身段模板

利用布置在頂拱和腰線上的激光定向器進(jìn)行模板的定位與控制。底拱襯砌通過調(diào)整絲桿控制底拱模板的起落；頂拱模板，將分節(jié)模板拱頂節(jié)、側(cè)節(jié)的順序先后用千斤頂和絲桿調(diào)整到設(shè)計位置。模體就位后，進(jìn)行堵頭模板的安裝，底拱的環(huán)向堵頭模板采用現(xiàn)場支立木模板進(jìn)行封堵，頂拱堵頭以定型鋼模板為主木模板輔助。

（四）運輸及入倉

砼由砼拌和站集中拌制，水泥采用硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號不低于425號。為了滿足泵送砼及鋼模臺車脫模時間的需要，要求砼在滿足設(shè)計條件的同時，還要具有較好的和易性和較高的早期強度，因此拌制砼時添加適量的外加劑。砼配合比通過試驗確定。砼水平運輸采用手扶拖拉機運至洞內(nèi)暫存料斗，由軌道小車運砼至砼泵，后由砼泵輸送砼入倉。根據(jù)澆筑強度需要，采用HB30砼泵。泵送砼時，應(yīng)經(jīng)常使砼轉(zhuǎn)動，以免導(dǎo)管堵塞，在正常溫度下，如間歇時間過久應(yīng)將留在導(dǎo)管內(nèi)的砼排除，并加以清洗。砼澆筑時，拱兩側(cè)砼應(yīng)均衡上升。不合格的砼嚴(yán)禁入倉，凡不能保證正常澆筑作業(yè)的砼必須清除和廢棄。

（五）砼振搗

主要采用插入式軟軸式振搗器及附著式振搗器振搗。砼振搗到可能的最大密實度，而且避免振搗過度。振搗操作應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行。頂拱砼襯砌，需要封拱時，用自制的封拱器封拱。

（六）脫模及養(yǎng)護(hù)

為了便于脫模，支模前鋼模表面均涂刷脫模濟。頂拱鋼模按先下后上的順序脫模。砼表面一般在拆模后立即開始灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間滿足規(guī)范要求。

五、灌漿施工

1.回填灌漿

（一）鉆孔

在襯砌砼達(dá)到設(shè)計強度70%以上后，即可進(jìn)行回填灌漿。回填灌漿鉆孔采用YT27型氣腿式風(fēng)鉆鉆孔，通過預(yù)埋Φ50mm鋼管。鉆孔孔徑不小于Φ38mm，鉆孔孔深穿透砼入巖5cm即可，孔位及孔向依據(jù)設(shè)計圖紙施工，施工中應(yīng)測記砼厚度和空腔尺寸。

（二）回填灌漿

回填灌漿采用孔口循環(huán)的方法進(jìn)行。回填灌漿分兩個次序進(jìn)行，后序孔包括頂拱孔。回填灌漿按著由低到高的原則進(jìn)行，同一區(qū)段內(nèi)同一次序孔全部或部分鉆出后再行灌漿。灌漿壓力為0.2MPa。灌漿采用425#普通硅酸鹽水泥。灌注水灰比：Ⅰ序孔為0.6：1，Ⅱ序孔為1：1和0.6：1兩個比級的水泥漿，對空隙大的部位灌注水泥砂漿。比重不宜大于水泥重量的200%。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在設(shè)計規(guī)定的壓力下，灌漿孔停止吸漿，延續(xù)灌注5min即可結(jié)束。封孔采用機械封孔。

（三）質(zhì)量檢查

灌漿在相應(yīng)區(qū)段結(jié)束7天后，采用鉆孔注漿的方法進(jìn)行該部位的質(zhì)量檢查。

2.固結(jié)灌漿

固結(jié)灌漿在該部位回填灌漿結(jié)束7天后開始進(jìn)行。

（一）鉆孔

固結(jié)灌漿鉆孔采用YT27型氣腿式風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔預(yù)埋鋼管孔內(nèi)進(jìn)行。所有鉆孔統(tǒng)一編號，并編各孔序號。孔位按照設(shè)計圖紙，孔深為2.5m。，終孔直徑不小于Φ38mm。

（二）沖洗及壓水

灌漿孔鉆孔結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行鉆孔沖洗，并在灌漿前用壓力水進(jìn)行裂隙沖洗直至回清水時為止，沖洗壓力為灌漿壓力的80%。灌漿壓力為0.6MPa。固結(jié)灌漿孔的壓水試驗在裂隙沖洗后進(jìn)行，試驗孔數(shù)不宜小于總數(shù)的5%，壓水試驗采用單點法。

（三）固結(jié)灌漿

固結(jié)灌漿按環(huán)間分序，環(huán)內(nèi)加密的原則進(jìn)行，環(huán)間分兩次序施工。固結(jié)灌漿壓力按設(shè)計要求施工，并以不破壞或抬動基巖面或砼為原則。固結(jié)灌漿采用孔內(nèi)循環(huán)法施工。全孔一次灌漿，如吸漿量大時采用同一孔灌注；吸漿量小時可采用群孔并聯(lián)灌注，并對稱均勻布置。固結(jié)灌漿灌注水灰比為5：1，3：1，2：1，1：1，0.8：1，0.6：1，0.5：1七個比級的水泥漿，開灌水灰比為5：1。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在規(guī)定的壓力下如灌漿段的吸漿量小于0.4L/min并持續(xù)30min即可結(jié)束。封孔：除對個別涌水孔段采用機械封孔外，其余均用人工封孔。

（四）質(zhì)量檢查

固結(jié)灌漿質(zhì)量檢查在該部位灌漿結(jié)束7天后進(jìn)行，檢查孔的數(shù)量不宜少于灌漿孔總數(shù)的5%。孔段合格率80%以上，不合格孔段的透水率值不超過設(shè)計規(guī)定的50%，且不集中，灌漿質(zhì)量認(rèn)為合格。

六、結(jié)束語

通過對水電站引水隧洞砼襯砌及灌漿施工的研究分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項施工工作良好效果的取得，有賴于對其多項關(guān)鍵環(huán)節(jié)與要素的充分掌控，有關(guān)人員應(yīng)該從其施工的客觀實際出發(fā)，研究制定最為符合實際的施工技術(shù)實施方案。

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