水工隧洞混凝土襯砌施工與防滲處理

【摘要】襯砌是水工隧洞安全可靠運行的基本保證，襯砌施工技術又是保障襯砌質量的重要因素，因此本文對隧洞混凝土襯砌的施工與防滲處理進行了分析和探討。

【關鍵詞】混凝土襯砌；施工；防滲；水工隧洞

水工隧洞是為滿足水利工程需要而在地面之下開鑿的隧洞，主要用于宣泄洪水、引水發電、灌溉供水、施工導流及水庫放空、排放泥沙等用途。為了保證水工隧洞長期安全可靠地運行，通常要在隧洞內壁進行襯砌，以限制圍巖變形、阻止滲漏、避免沖蝕破壞、減小水流阻力等。在隧洞襯砌類型中，除不受作用力的護面襯砌以外，大多為混凝土結構的整體襯砌，因此本文對混凝土襯砌施工與防滲處理進行了分析和探討。

1、水工隧洞混凝土襯砌施工技術

1.1 混凝土襯砌施工的基本流程

通常，混凝土襯砌施工的基本流程為：測量放樣→基礎面處理→鋼筋制安→止水、預埋件埋設→模板安裝→混凝土澆筑。

1.2 測量放樣

隧洞襯砌測量放樣的主要任務是通過測量放出襯砌結構施工的特征線，例如立設模板要以底板高程、腰線和中線位置作為依據，架立鋼筋要放出鋼筋控制位置線。測量放樣后要以不易擦除的記號進行標識。

1.3 基礎面處理

首先檢查洞室有無欠挖部位，有則需要處理，一般少量欠挖可采用風鎬處理，大面積欠挖需要爆破處理。然后將巖面積水、泥漿、巖屑及其它有害附著物、松散雜物清除干凈。其次，地下水也要引排處理。

1.4 鋼筋制安

鋼筋制安的流程為：鋼筋調直除銹→下料→接頭→彎曲→綁扎。下料和鋼筋加工應嚴格按設計圖紙和相關規范要求操作，鋼筋綁扎必須牢固可靠。

1.5 止水和預埋件安裝

止水帶安裝質量影響襯砌防漏效果，但現場止水帶安裝比較困難，如果止水帶固定不牢，澆筑時就會發生變形或移位，所以止水帶一定要用鋼筋卡子固定牢靠。

1.6 模板安裝

模板安裝與混凝土澆筑是隧洞襯砌施工的主要部分。隧洞模板分組裝式模板和移動式模板兩大類。組裝式模板由面板、拱架、立柱或支撐框架、連系桿件等組成，主要用于移動式模板安裝受限制的部位，例如小半徑弧線、擴寬部以及洞口部、圍巖不穩定部位。移動式模板又分為平移式模板和穿行式模板，前者須待養護達到拆模強度后才能移動；后者由數套模板與一套移動臺車組裝而成，移動臺車可穿過養護段到需澆筑區段，這樣混凝土澆筑可連續進行。從以上介紹不難看出，不同類型模板的安裝方法是有差別的，現以組裝式模板為例加以說明。某工程圓形斷面隧洞，襯砌后直徑為3.5m，模板鋼拱架由4片拼成，其中3片弧長為3.6m，第4片弧長為0.2m的“楔子”置于洞頂。拼裝時在洞外以架子管拼成周長為10.996m的圓形拱架，然后噴漆編號，再拆散運至洞內安裝。其中面膜為3mm弧形鋼板，骨架由5號角鋼焊接而成。安裝前將模板清理干凈，再涂刷脫模劑，然后先安裝底部模板，再安裝兩側模板、鋼拱架及頂部模板，并用鉛絲將它們連成整體，最后采用架子管將鋼拱架連成整體。頂部模板上設置進料口，可接混凝土泵管。端頭模板采用木模現場拼裝。

1.7 混凝土澆筑

襯砌混凝土的澆筑通常沿隧洞縱向分段進行，每段長6～12m。澆筑順序一般是先墻后拱或先拱后墻，最后再澆筑底板；但也有先澆筑底板，再澆筑邊頂拱的，這種情況便于臺車軌道的安裝。下面就以后者為例說明混凝土的澆筑施工方法。在澆筑前，先徹底清理倉面，然后妥善抽排地下水。澆筑底板混凝土通常采用跳倉法進行施工，并在分段處預埋止水帶。混凝土泵接出軟管并均勻布置下料點。混凝土下料后應先平倉，再采用插入式振搗器進行振搗。振搗時間以粗骨料不再下沉而表面開始泛漿的時機為宜，避免過振或欠振。分層澆筑時，振搗器應插入到下層混凝土5cm深，并避免碰觸鋼筋、預埋件和模板。邊拱頂混凝土澆筑與底板混凝土方法類似，采用泵送入倉方式，由兩側對稱下料，鋪料到50cm后采用附著式振搗器進行振搗。其后保持兩側墻拱內的混凝土面均勻上升。拆模要待混凝土強度達到設計強度50%以上進行，可根據施工同步取樣的強度試驗結果或回彈儀測試強度進行判斷。拆模時先拆除堵頭板，然后再拆除墻拱模板與拱架縱向和環向的連接件，使其分離。最后拆除底部模板與拱架的連接件。混凝土的養護工作應在混凝土澆筑10～20h開始，一般采用倉面灑水或噴水方式，持續14d以上。

2、水工隧洞混凝土襯砌防滲處理

2.1 隧洞襯砌防滲措施

隧洞襯砌防滲一般采取分縫和灌漿的方法。分縫是為了防止混凝土因干縮和溫度應力產生裂縫而在區段之間設置環向伸縮縫，分段長度如前所述的6～12m，此外為防止不均勻沉降還在襯砌厚度突變處設置沉降縫。分縫內設置鍵槽止水和填充瀝青油氈或其他填料。隧洞灌漿分為回填灌漿、固結灌漿和接觸灌漿。回填灌漿用于充填襯砌與圍巖之間的空隙，使兩者共同受力，減輕襯砌的負擔，間接上也降低了滲漏的幾率。固結灌漿用于加固圍巖并提高圍巖的整體性，同樣可減少滲漏。接觸灌漿用于充填混凝土與巖石或鋼襯之間的縫隙，以提高接觸面的密實性，并防止滲漏。水工隧洞灌漿的順序一般要求先施工回填灌漿，再施工接觸灌漿，最后施工固結灌漿。回填灌漿應在襯砌混凝土強度達到70%以后進行，固結灌漿宜在回填灌漿結束7d后進行，鋼襯接觸灌漿應在襯砌混凝土澆筑60d后進行，最少也不得少于28d。

2.2 隧洞襯砌裂縫防滲處理

水工隧洞襯砌裂縫很常見，裂縫的出現往往會引起滲漏。裂縫產生的原因非常復雜，包括荷載作用和非荷載作用兩個方面，后者往往由多種因素引起，如養護不善、溫度變化、混凝土干縮、不均勻沉降、鋼筋銹蝕、堿骨料反應等。處理裂縫滲漏一般采用防水材料封閉處理和化學灌漿的方法。

3、結語

水工隧洞混凝土襯砌施工技術性要求較高，而且各個環節環環相扣，任何一個環節出現問題都會影響最終的質量，因此要采取充足的措施，從精密的準備工作、密集的放樣、靈巧的模板設計、高效的流水化作業到完善的質量控制措施，只要功夫到家及管理到位，就能實現多快好省的施工目標。

參考文獻：

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