小洞徑圓斷面隧洞混凝土襯砌施工技術探討

伊鵬　姜超

摘 要：文章通過結合西藏自治區嘎堆水電站工程項目在遇到的小洞徑圓斷面隧洞，做好混凝土襯砌的施工技術，進而保障工程的平穩高效運行。

關鍵詞：小洞徑圓斷面；隧洞；混凝土襯砌；施工技術

1 工程概況

西藏自治區嘎堆水電站引水隧洞總長度為6194.59m，引水隧洞開挖斷面尺寸為2.5×2.5m（寬×高），采用錨噴和混凝土襯砌混合支護形式。隧洞首端底板高程為4173.00m，隧洞末端底板高程為3630.52m，隧洞縱坡i=0.0875。II-III類圍巖段，內斷面底寬為2.34m，上部圓弧半徑為1.17m，邊墻高為1.10m，邊頂采用素噴混凝土支護，噴厚為8cm，底板采用素混凝土襯砌，厚度為15cm；IV類圍巖段，內端面底寬為2.30m，上部圓弧的半徑為1.15m，邊墻高為1.10m，邊頂采用掛網錨噴混凝土支護，噴厚為10cm，底板采用素混凝土襯砌，厚度為15cm；V類圍巖內斷面為圓形，直徑為1.7m，采用40cm厚度的雙層鋼筋混凝土襯砌。V類圍巖段頂拱回填灌漿，周邊固結灌漿。因該隧洞為過水有壓隧洞，設計時需要共同考慮圍巖和襯砌共同承壓，因此襯砌混凝土的施工質量對工程起著重要的作用。該工程為過水隧隧洞，混凝土表面容易受到水的沖刷和侵蝕，整個襯砌結構混凝土表面常年受到水面的沖刷和侵蝕，因此設計時需要綜合考慮使用的壽命。整個工程穿越的地段工程和水文條件狀態不良。因此需要混凝土具有較強的抗滲性和耐久性，做好隧洞的防水措施，避免出現大面積的給水現象。

工程使用的混凝土襯砌臺車為封閉式的結構，混凝土的澆筑和振搗在開設的12個窗口進行，空間十分有限，內層的鋼筋密度較大，一旦出現漏搗的現象，對造成混凝土結構的不穩定，進而對整個工程造成較大的影響。

2 混凝土施工要點

2.1 混凝土配合比設計

本工程采用泵送混凝土的方式，振搗的難度較大，塌落度達到140-180cm，水泥的用量比較大，因此需要增加外加劑，這樣既能夠達到塌落度的要求，又能夠達到減水的目的，提高混凝土的堅固性和抗滲性。混凝土拌合物具有一定的流動性，同時還要保障泌水率較小，不離析。

2.1.1 砂石料。砂石料主要為人工骨料砂石，機制砂的細度模數在2.4-2.8之間，密度為2.66t/m3。砂子級配較好，但含有石粉較多造成結構的不穩定，含石粉量達到了6%-18%，石子為碎石，密度為2.72t/m3，選用的粒徑為5-20mm以及20-40mm二級配。小石和大石的比例均等，緊密密度為1840kg/m3，孔隙率為32%。

2.1.2 凝膠材料。本工程采用的水泥為普通的硅酸鹽水泥，密度為3.12t/m3，水化熱程度較低。擬定摻入粉煤灰取代水泥減少水泥的用量，進而降低水化升溫，摻入粉煤灰能夠避免混凝土發生大幅度的流動，避免出現離析和泌水現象，還能夠有效提高混凝土的抗滲性和耐久性，防止硫酸鹽侵蝕后與堿集料反應。本工程擬定采用的粉煤灰為二級粉煤灰，密度為2.23t/m3，外加劑采用高效的減水劑。

2.1.3 施工選用配合比。配合比采用絕對體積法計算，二級料容重為2420kg/m3，水膠比為0.48，經過現場調試后，確定了本工程施工選用的配合比：設計的強度等級為C20W6F100，為二級配，水膠比為0.48，砼種類為泵送，粉煤灰比例為20%，砂率為43%，減水劑為1.2%，引氣劑為1‰，單位材料用量：水為165kg/m3，水泥為275kg/m3，粉煤灰為69kg/m3，減水劑為4.13kg/m3，引氣劑為0.034kg/m3，砂為823kg/m3，小石為545kg/m3，中石為545kg/m3。原材料的含水率一旦發生變化，為了滿足施工的需要需要增加水量，應當保障水灰比不變，適當調整配合比。砂細模發生變化時，相應的調整砂率。混凝土泵送時配合比應當控制在140-180mm之間，混凝土的含氣量控制在4.5-5.5%之間。

2.2 襯砌混凝土的施工要點

2.2.1 攪拌。混凝土在洞口攪拌站攪拌，采用強制式的攪拌機進行，設定自動計量系統，對計量系統定期校驗，保障原材料的稱重偏差控制在合理的誤差范圍內，以免對工程造成影響。

2.2.2 泵送混凝土。采用3m3混凝土輸送機輸送混凝土到工作面上，為了防止混凝土在泵送的過程中出現水化熱和離析的現象，合理控制好輸送的速度，一般控制在2-4r/min，輸送的時間不能過長，一般為1小時內。為了不耽誤工程的進度，確保混凝土的連續輸送澆筑，可以采用兩臺混凝土攪拌輸送車，在洞內設置預留錯車道，這樣能夠讓車輛在洞內調度，滿足澆筑的需要。混凝土泵送時要控制在合理的距離內，一般為100-200m，輸送管為125mm，通過溜槽進入到混凝土倉中。泵送混凝土前需要先潤管，并且安置篩網，防止較大的混凝土骨料進入其中造成混凝土的離析。

2.2.3 澆筑。采用全圓液壓整體鋼模襯砌臺車作業，實現混凝土澆筑的機械化操作，提高工程的進度和效率。這樣不僅能夠保障混凝土的連續澆筑，還能夠節省材料，保證混凝土的質量，成型好，尺寸精確度高。因此為了確保混凝土成型尺寸準確，需要精確調整臺車的定位。同時先澆筑底部，然后兩邊對稱澆筑，分層澆筑，并且保障上下兩層的混凝土能夠完全的初凝，防止兩層發生冷縫。澆筑拱頂和拱腰將混凝土的泵管插入到臺車的工作窗中，保持5cm的距離。為了防止混凝土發生離析，混凝土自由下落的高度不能高于1.5米。頂拱澆筑時需要插入臺模頂部沖管壓送，同時振搗，檢查混凝土是否密實。混凝土澆筑后清理現場。

3 結語

施工階段的質量關系到整個工程的質量，因此需要從施工的各個步驟控制好質量和混凝土的配比，確保每一道工序能夠高效完成，進而提高工程的質量。

參考文獻

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