水電站有壓隧洞及調壓井混凝土襯砌施工技術探析

杜曉虎

(新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

1 工程概況

水電站引水系統有壓隧洞包括1#有壓隧洞、2#有壓隧洞、調壓井及3#有壓隧洞，為混凝土全斷面襯砌。導流洞采用的是全斷面鋼筋混凝土襯砌，在考慮支護斷面的形式時應考慮的因素包括圍巖類別、運行工況和運行條件等，典型的支護斷面主要有5種。其中A型支護斷面襯砌厚度1．5m，邊墻頂拱噴C25聚丙烯混凝土15cm，錨桿Φ25，L=6m，@100×100cm，頂拱100°范圍內回填灌漿，洞周固結灌漿L=8m，@200×200。適用范圍為0+000．000～0+100．000，堵頭前Ⅴ類圍巖，堵頭前斷層及其影響帶。高速水流的沖刷會對混凝土的底板和邊墻底部造成沖蝕，因此應在底板和邊墻底板2m處均采用C40混凝土，邊墻2m以上的地方和頂拱采用的混凝土強度等級為C25即可，同時在底板中需要布置插筋直徑為25mm，長度為3m，雙向布置，間距均為200mm。

2 隧洞混凝土襯砌施工技術

混凝土襯砌在隧洞開挖貫通后進行，1#隧洞從洞中間分別往兩頭作業，每個方向分別用針梁鋼模進行襯砌。針梁鋼模示意圖如圖1所示。2#隧洞從調壓井連接處往兩頭作業。調壓井從底部往頂部進行襯砌作業，為鋼筋混凝土襯砌。3#隧洞分斜井和平洞兩部分進行襯砌。隧洞襯砌混凝土全部采用全斷面一次襯砌，其中平洞和斜井采用針梁鋼模，調壓井采用滑模進行混凝土襯砌。

2.1 1#平洞針梁鋼模襯砌混凝土施工

在進行正式施工前首先應當鋪設好運輸軌道，但軌道位置應當充分結合其開挖出渣運輸需要;而且應當確保軌道定位的準確性，校核其定位無誤后則可以對其采取固定處理，待其用于運輸襯砌材料。本工程采取組合鋼模拼裝方式，結合襯砌混凝土長度。

圖1 針梁鋼模示意圖(針梁下置式)(單位:mm)

在鋼筋安裝之前，需要對巖面進行清理工作，確保巖面上不存在雜物和泥土等，接著用水將巖面清洗干凈，經過檢查符合要求之后，才可進行下一步的施工工序。巖棉的清理工作采用分段進行的方式，這樣不會對交通造成阻礙。在進行破碎帶的清理時，應嚴格遵照監理工程師的安排進行。鋼筋的加工應在鋼筋廠中進行，之后將成型鋼筋成品用汽車運輸到施工洞口處，然后將鋼筋轉至鋼筋臺車上，最后將鋼筋運輸到洞內的施工現場進行鋼筋的安裝。在進行鋼筋的安裝時，應預先在基巖上鉆出合適數量的插進孔，并插入鋼筋，插筋是起到鋼筋網的加固和定位的作用，鋼筋網在安裝時直接與插筋進行綁扎固定即可。為了確保鋼筋保護層的厚度符合要求，應在鋼筋下墊入大小適中的水泥沙墊，整個結構段鋼筋一次安裝成型。鋼筋在使用前應將上面的油漬、鐵銹等清洗干凈，同時確保鋼筋表面沒有損壞。鋼筋網在綁扎完成之后，應先由班組進行自檢，之后再由質檢工程師進行復檢，確保鋼筋的安裝工作一切順利后申請監理工程師驗收。

按照指定的位置進行針梁鋼模的就位工作，之后根據洞中心線的位置對針梁鋼模進行調整定位，精確定位即可固定鋼模臺車。在進行鋼模的混凝土澆筑之前，應先對模板面進行清理工作，接著刷涂一層脫模劑。鋼筋在安裝檢查合格之后，即可進行止水銅片的安裝，最后將針梁鋼模的擋頭模板封閉。針梁鋼模施工示意圖如圖2。

圖2 斜井針梁鋼模施工示意圖

混合料采用強制式攪拌機在攪拌站拌制，自卸汽車從混凝土拌和站運料至洞口，轉電瓶車牽引的軌行式混凝土輸送車進行洞內運輸，再轉布置在洞內的混凝土泵泵送入倉。混凝土的入倉采用泵送的方式，同時分層進行澆筑，這樣可以避免出現模板變形傾斜的問題，通常應將分層的厚度控制在49cm以下，兩側上升的速度應控制在0．5m/h以下，頂拱的速度應控制在0．4m/h以下。澆筑混凝土后采用附著在針梁鋼模外側的附著式振搗器振搗。總結以往的工程實踐經驗，結合工程的脫模情況，混凝土澆筑段如果沒有受到地應力，只需在澆筑完成24h之后即可進行拆模;而對于擋頭模板，在混凝土終凝完成之后才可進行拆模。在拆模完成之后，應對混凝土進行按時灑水養護。

2.2 調壓井滑模襯砌混凝土施工

調壓井的混凝土襯砌采用滑模的工藝進行施工，在井口安裝卷揚機吊運井內的各種施工材料。在進行混凝土襯砌施工之前，先在井口施工一圈“鎖口”混凝土，防止地面水和渣掉落井內。“鎖口”混凝土的澆筑在開挖階段完成。

(1)滑模結構制作。本工程采用的模板為特制異形鋼模板。用于連接作用的支撐桿采用鋼筋材料進行制作，先將直徑為32mm的鋼筋進行冷拉伸長3%，第 一 節 分 600mm、1000mm、1400mm、1800mm、2200mm、3000mm等類型，其余各節為3000mm長，各節之間的連接時采用在接頭處設置螺絲扣的方法，長度為30mm，當千斤頂超過接頭之后，即可對接頭進行焊接，焊接之后的接頭可以承受一定的荷載，可作為受力鋼筋。

(2)滑模段混凝土施工。鋼筋在鋼筋加工廠制作，用自卸汽車運至現場，人工在鋼筋平臺上現場安裝焊接，鋼筋焊接采用電弧焊。鋼筋按設計圖紙準確安裝并固定好，使其在混凝土澆筑過程中不位移，混凝土頂面始終預留一道綁扎好的橫向鋼筋，豎向鋼筋綁扎時，在應提升架上部設置鋼筋定位架。拌和站拌料→5t自卸汽車運料→卷揚機提升料斗垂直送料至設在滑模架上的回轉分料斗入倉。混凝土澆筑采取分層均勻交圈澆筑，每一澆筑層的混凝土表面在同一水平面上，并有計劃勻稱地變換澆筑方向。開始時向模板內澆筑的混凝土，澆筑時間控制在3h左右，分2～3層將混凝土澆筑至600～700mm，然后進行模板的試滑升工作。正常滑升階段的混凝土澆筑，每次滑升前，將混凝土澆筑至模板上口以下50～100mm處。

(3)混凝土的振搗。混凝土的振搗采用的機械為摻入式振搗器，在進行振搗時，應防止振搗器接觸到支撐桿、鋼筋以及模板等，避免對它們造成損害。振搗器插入前一層混凝土的深度不得大于50mm。在模板滑動過程中，不得進行混凝土的振搗操作。

(4)模板的滑升。模板的滑升分為試滑升、正常滑升和完成滑升三個階段。在試滑升之前，應對混凝土和各種滑升裝置進行細致的檢查，符合要求之后才可進行試滑升。當滑升超過模板200～300mm的高度之后，應對各種滑升裝置和模板進行全面的檢查，同時對于有問題的地方進行修整，之后即可進入正常滑升階段。在進行正常滑升時，每次滑升的高度應與混凝土澆筑分層的厚度相協調，同時應控制兩次滑升之間的間隔時間，通常不得超過2h。當施工作業溫度較高時，應適當增加中間提升的次數1～2次，同時中間提升的高度控制在30～60mm即可。如果澆筑時間超過提升時間的話，應暫停提升一至二次。最后一個階段為完成滑升階段。當模板滑升接近頂部高程約1m的地方時，應逐漸減小滑升的速度，同時做好滑升裝置的找平工作，這樣可以確保最后一層混凝土能夠均勻交圈。如果因為施工中遇到各種原因不得暫停模板滑升施工時，應嚴格遵守相關的要求進行停滑措施。

(5)面層混凝土缺陷修整。在脫模完成之后，應對混凝土的缺陷進行修整。對于小面積的表面缺陷，應及時對其進行修整，完成時間不應超過脫模30min。對于表面需要進行磨削修整，處理完成時間不得超過24h。對于較嚴重的表面缺陷，需要將適量的混凝土和水泥砂漿抹到缺陷處進行修補。當采用環氧樹脂砂漿進行混凝土缺陷的修補時，應根據周邊的紋理輕輕的進行磨削修整，確保顏色和紋理與周邊混凝土相同。

3 結語

針對本工程有壓隧洞情況，隧洞襯砌混凝土全部采用全斷面一次襯砌，其中平洞和斜井采用針梁鋼模，調壓井采用滑模進行混凝土襯砌。通過合理布設混凝土輸送泵位置等措施有效地確保了混凝土的運輸和入倉，同時對混凝土施工采取嚴格控制，加強了質量和安全控制，取得了較好的效果。

［1］孔祥春．有壓隧洞預應力混凝土襯砌工藝的研究與應用［J］．中國科技信息，2013(04)．

［2］孫中宏;崔風營．膠東調水有壓圓形隧洞混凝土襯砌施工［J］．山東水利，2010(07)．

［3］晏軍．壓力隧洞雙圈無粘結預應力混凝土襯砌施工技術［J］．內江科技，2011(03)．