超小洞徑長距離水工隧洞混凝土襯砌模板方案比選

王秀紅，陳小祎

（中國水利水電第三工程局有限公司，甘肅 蘭州 730070）

1 工程概況

五臺山水庫作為巴家咀水庫新增的調蓄水庫，與巴家咀、南小河溝調蓄水庫聯合運用，在蒲河來水較多時蓄存水量，在巴家咀水庫排沙期由五臺山水庫供水，在枯水年五臺山水庫引水量不足時，輔以地下水源補充，保障慶陽市城區主汛期7、8月生產生活用水。工程位于慶陽市鎮原縣境內，巴家咀水庫下游2.4 km蒲河支流東咀溝內。

五臺山水庫與巴家咀水庫采用引輸水隧洞相連，隧洞全長2.1 km，襯砌斷面為圓型，直徑1.8 m。隧洞進口底板高程為1096.50 m，出口底板高程為1091.77 m。襯砌采用現澆混凝土，其標號為C25W8F50。襯砌厚度35 cm。隧洞沿洞線每隔9 m設置一道環向施工縫，襯砌的縱向施工縫與環向變形縫采用紫銅止水封閉。同時，頂拱120°范圍內進行回填灌漿，間排距為3 m，每環1～2個孔，梅花型布置。灌漿形式采用手風鉆造孔灌漿。二襯混凝土澆筑模板工藝的選擇是工程的重點和難點。

2 施工特點

（1）引輸水隧洞進出口工作面狹小，施工布置較為困難；

（2）工程中在Y0+820.15，Y1+969.40兩處拐彎，增大施工難度；

（3）引水洞洞徑較小、長度長，材料周轉困難，施工難度較大；

（4）工作面狹小，普通模板安拆費時費工，不利于工程進度控制。

3 模板方案比選

引水隧洞二次襯砌為本工程施工重點內容，安全與質量控制尤為重要。針對于此小洞涇襯砌施工，項目部提出三種建議方案進行比選。

（1）采用定型鋼模，上下半洞施工；

（2）采用下半洞定型鋼模，上半洞鋼模臺車施工；

（3）采用針梁式鋼模臺車，全斷面施工。

模板的制作和安裝要保證模板結構有足夠的強度和剛度，能承受混凝土澆筑和振搗的側向壓力和振動力，防止產生移位，確保混凝土結構外形尺寸準確，還要有足夠的密封性，以避免漏漿，模板的表面保持光潔平整，保證混凝土的表面質量。

3.1 定型鋼模上、下半段施工

3.1.1 模板工藝的選擇

模板主要為定型鋼模板，轉彎段及進出口漸變段采用小鋼模結合木模板聯合進行施工。

混凝土澆筑施工模板主要采用定型鋼模板，單塊模板長為60 cm，由3塊定型模板組合拼裝成半圓形，施工單倉長度為9 m，兩臺套共計90塊。局部如轉彎處采用小鋼模結合木模板的方式；模板支撐采用定型花架和鋼管腳手架。

3.1.2 模板倉面設計

洞內鋼筋混凝土襯砌單倉長度設計為9 m，分上下半洞澆筑，中間設施工縫。施工縫間沖毛處理，相鄰澆筑段間及施工縫采用止水片連接。施工中先進行下部澆筑，待澆筑完成后再進行上部倉號準備，并進行混凝土澆筑。下部倉號先于上部倉號施工，交替循環作業。

3.2 下半洞定型鋼模+上半洞鋼模臺車施工

3.2.1 模板工藝的選擇

下半洞主要采用定型鋼模模板拼裝，上半洞主要采用軌道式鋼模臺車施工。下半洞凝土澆筑施工模板主要采用定型鋼模板，單塊模板長為60 cm，由2塊定型模板組合拼裝成半圓形，施工單倉長度為9 m。上半段施工采用軌道式鋼模臺車，軌道安裝在已澆筑的下半洞澆筑成型的混凝土表面。

模板的制作要保證模板結構有足夠的強度和剛度，能承受混凝土澆筑和振搗的側向壓力和振動力，防止產生移位。施工中確保混凝土結構外形尺寸準確，還要有足夠的密封性，以避免漏漿，保持模板表面的光潔度及混凝土的表面質量。

3.2.2 模板倉面設計

洞內鋼筋混凝土襯砌單倉長度設計為9 m，分下部120°范圍和上部270°范圍兩側設施工縫，分兩次澆筑。待下部澆筑完成后，再利用鋼模臺車進行上部倉號混凝土澆筑。施工中下部倉號先于上部倉號施工，交替循環作業。

3.3 全圓襯砌針梁式鋼模臺車施工

3.3.1 模板工藝的選擇

主要采用鋼模臺車，局部如轉彎處采用小鋼模結合木模板的方式。模板的制作要保證模板結構有足夠的強度和剛度，能承受混凝土澆筑和振搗的側向壓力和振動力，防止產生移位。全圓襯砌針梁式鋼模臺車有效的保證混凝土結構外形尺寸準確性，臺車整體性好、剛度大，密封性好避免漏漿。模板的表面保持光潔平整，有效保證混凝土的表面質量。3.3.2 針梁臺車操作程序

針梁式臺車在洞內閘門井漸變段部位安裝，安裝順序為：針梁→鋼支腿→頂模→側模→底模→液壓系統→調試及試運行。

3.3.3 模板倉面設計

1）模板使用前，表面涂刷脫模劑；模板安裝前必須按設計圖紙測量放樣，設置控制點，并標注高程，以利檢查校正；模板的偏差，要在規范允許偏差以內。

2）全斷面針梁式鋼模臺車，洞內鋼筋混凝土襯砌單倉長度設計為9 m，混凝土澆筑一次成型，相鄰澆筑段間采用止水片連接。施工中減少中間環節，澆筑混凝土整體性好，有效的確保洞襯混凝土的澆筑質量。

4 方案比選

引水隧洞二次襯砌為本工程施工重點內容，安全與質量控制尤為重要，針對于小洞徑襯砌施工。根據組合定型鋼模上下半洞施工；下半洞采用定型鋼模，上下半洞采用軌道式鋼模臺車施工；全斷面針梁式鋼模臺車施工等三種模板工藝方案進行比選，比選結果見下表1。

表1 三種方案對比表

通過制作成本，施工進度、安全、質量等方面綜合比選，采用針梁式全斷面鋼模臺車進行水工隧洞混凝土襯砌澆筑，不論在施工安全、質量還是施工進度、經濟效益來說均有較強的優勢。

5 混凝土澆筑

利用洞內放置的混凝土泵機接泵管入倉澆筑，泵機型號為HBT50·13·55S。混凝土澆筑時要注意對稱均勻下料，澆筑起始，從鋼模臺車末端預留窗口依次向首部澆筑。澆筑混凝土的速度不得大于6 m3/h～7 m3/h。臺車兩側澆筑混凝土控制均勻水平上升，鋼模臺車首末端混凝土高度差不得超過60 cm；混凝土振搗鋼模臺車攜帶的附著式平板振搗器振搗，局部采用Ф50 mm插入式振搗器進行輔助振搗密實。

6 結語

五臺山水庫引輸水隧洞全長2.1 km，襯砌斷面為圓型，直徑1.8 m。從施工進度、安全、質量等方面綜合進行分析，全斷面針梁式鋼模臺車在水工隧洞二襯混凝土施工中取得了預期的效果。鋼模臺車隧洞混凝土襯砌，以隧洞混凝土澆筑整體性好，外觀質量美觀、施工工藝簡單等優點，得到了參建各方廣泛的認可。針梁式全斷面混凝土鋼模臺車技術在五臺山水庫引輸水隧洞成功運用，為小洞徑長距離水工隧洞混凝土襯砌積累了成功的經驗。