引水發(fā)電洞鋼筋混凝土施工方案探析

戴江力

(新疆庫爾干水利樞紐工程建設(shè)管理局，新疆 庫爾干 832100)

0 引言

施工質(zhì)量是影響工程建設(shè)質(zhì)量的一個重要因素。制定科學(xué)、合理的施工方案有助于保障工程建設(shè)質(zhì)量，提高工程建設(shè)速度，同時，可降低工程建設(shè)投資費(fèi)用，具有十分重要的意義[1-3]。結(jié)合某引水發(fā)電工程，對其鋼筋混凝土施工方案進(jìn)行分析。

發(fā)電引水系統(tǒng)布置在河道右岸，采用一洞三機(jī)聯(lián)合供水的布置型式，電站共三臺機(jī)組，設(shè)計發(fā)電引水流量31.8 m3/s，額定水頭90 m。引水系統(tǒng)長551.86 m；其中發(fā)電引水隧洞及壓力鋼管總長523.0 m。

1 施工難點問題分析

引水隧洞所在區(qū)段地質(zhì)情況較為復(fù)雜，在隧洞開挖過程中極易出現(xiàn)垮塌、滲水等情況，對混凝土襯砌施工時間及質(zhì)量要求極高。隧洞內(nèi)范圍狹小，施工場地較狹窄，對施工工藝和施工方法要求較高。引水隧洞混凝土施工工程量較大，在施工過程中重點、難點問題較多。

(1)交通運(yùn)輸條件較差。引水工程修建于山區(qū)，交通較為不便，混凝土運(yùn)輸難度大，對混凝土施工進(jìn)度影響大。且引水隧洞開挖洞涇小，運(yùn)輸車輛運(yùn)行難度高。

(2)引水隧洞全長超過500 m，隧洞圍巖類型較多，有多種襯砌方案，施工較為復(fù)雜。

(3)施工縫處理。針對引水隧洞施工縫處理是不容忽視的；若施工縫處理不好，則極易出現(xiàn)滲漏問題。

(4)混凝土振搗?；炷琳駬v質(zhì)量對最終的混凝土澆筑質(zhì)量影響較大。只有充分振搗方可保證混凝土表面無蜂窩麻面等。

2 混凝土襯砌施工方案

(1)施工程序及工藝流程

引水發(fā)電洞上平洞278.37 m為鋼筋混凝土襯砌，剩余244.7 m為壓力鋼管襯砌段，上平洞按照設(shè)計每10 m水平長度為一個澆筑段，每個漸變段為一個澆筑段，為保證混凝土質(zhì)量外觀，上平洞10 m澆筑段采用全圓針梁鋼模臺車進(jìn)行澆筑，漸變段及彎道段采用組合鋼模進(jìn)行施工。澆筑采用從下游向上游連續(xù)施工的方式進(jìn)行；初步計劃待鋼模臺車段全部澆筑完成后再進(jìn)行漸變段和彎道段的澆筑施工，采用組合鋼模板一次澆筑成型。

圖1 上平洞混凝土襯砌工序流程

臺車在洞內(nèi)0+258～0+268段組裝，先行架設(shè)行走直撐，后進(jìn)行液壓設(shè)備、模板的安裝。砼采用輸送泵泵送入倉，采用附著式振動器振搗。施工時從樁號0+268.365開始向上游連續(xù)進(jìn)行澆筑，澆筑至0+105.737時結(jié)束，臺車拆除在洞外組裝后進(jìn)行0+010～0+074.552段的混凝土澆筑施工。

鋼模臺車施工段完成后再進(jìn)行水平彎道及漸變段的混凝土襯砌施工，施工采用75 cm×75 cm×75 cm的鋼管空間結(jié)構(gòu)作為內(nèi)撐與洞內(nèi)組合鋼模板縱橫向圍檁聯(lián)合固定。0+074.552～0+105.757段、0+000～0+010段，采用輸送泵泵送入倉，輸送泵放置在進(jìn)口處；0+268.365～0+278.365段由于泵送距離較長，計劃在彎道處再架設(shè)一臺拖泵，進(jìn)行二級泵送澆筑施工，另該方法可以進(jìn)行壓力鋼管的斜井混凝土澆筑施工。

本工程高壓管道段長244.7 m，由斜井段及下平洞段組成。開挖斷面為直徑4.55 m的圓形洞，襯砌厚度為0.6 m，壓力鋼管斜井段為整個引水系統(tǒng)的重點，建議壓力鋼管施工時先將0+278.365～0+295.686作為首裝節(jié)進(jìn)行安裝澆筑，然后待斜井段壓力鋼管全部安裝完成后，一次性將斜井段混凝土全部澆筑完成，澆筑方法參照上平洞第一倉澆筑方法。

斜井下彎段澆筑完成后，再進(jìn)行下平洞壓力鋼管的安裝，從0+347.735處向下游進(jìn)行安裝，每安裝30 m進(jìn)行混凝土澆筑一次，6 m3混凝土罐車運(yùn)料至現(xiàn)場，混凝土泵泵送入倉?；炷吝_(dá)到一定強(qiáng)度時，利用預(yù)埋的水平縱向灌漿管進(jìn)行回填灌漿，灌漿完成后在進(jìn)行下一澆筑段的壓力鋼管安裝。

壓力鋼管安裝固定后，進(jìn)行主管、叉管、支管的鋼筋綁扎，隨后進(jìn)行模板架設(shè)。澆筑采用從頂部倉口入倉的方式。岔管外包砼采用8 m3砼罐車運(yùn)輸，由輸送泵泵送入倉，人工采用50振搗棒振搗，拆模后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

(2)施工布置及混凝土入倉方式

上平洞及斜井混凝土運(yùn)輸路線為：拌和站→2#道路→5#鋼橋→引水隧洞→HBT60型混凝土泵→澆筑作業(yè)面。

下平洞混凝土運(yùn)輸路線：拌和站→2#道路→3#鋼橋→3#交通洞→發(fā)電洞出口→HBT60型混凝土泵→澆筑作業(yè)面。

(3)排(引)水

為了保證砼澆筑質(zhì)量，解決頂拱局部滲水問題，擬定采用如下措施：

滲水處理：鉆打2 m深的孔，插入Ф32長1 m的鋼管，再接橡膠管將水排出。

積水處理：對于已經(jīng)在底板部位形成的水坑，先再采用7.5 kW潛水泵將水抽至原有排水溝內(nèi)，再由裝載機(jī)配合人工將基礎(chǔ)面的水清理干凈。

3 施工方法

3.1 模板工程

上平洞洞砼襯砌采用10.2 m長的全圓針梁液壓鋼模臺車澆筑。

在引水洞下游第二澆筑倉安裝施工，頂拱超高擴(kuò)挖1.0 m，安設(shè)Ф25 mm錨桿，長度3.5 m，采用Ф12 mm鋼絲繩吊裝。

針梁鋼模臺車澆筑施工至彎道段(樁號0+105.737)時進(jìn)行拆除，在洞外組裝完成后進(jìn)行0+010～0+074.552段的混凝土施工。

3.2 鋼筋工程

鋼筋需在專門加工場根據(jù)設(shè)計要求加工成型后，按類別擺放整齊。鋼筋定位、安裝需要嚴(yán)格按照施工圖要求，鋼筋安裝順序如下：“拉線→排筋→綁扎→焊接”。

3.3 埋設(shè)件安裝

止水與堵頭模板需要同時安裝，兩者之間采用熱合連接，搭接長度不應(yīng)小于設(shè)計要求。止水帶安裝前需要檢查其完整性，安裝過程中應(yīng)當(dāng)避免打孔。

3.4 混凝土施工

3.4.1 施工主要作業(yè)措施

(1)隧洞開挖后，主要利用人工配合機(jī)械完成清底作業(yè)，針對欠挖部分，則可采用小劑量炸藥或者手風(fēng)鉆鉆孔修正。當(dāng)清底檢測完成后，方可進(jìn)行下一步施工。

(2)施工縫面應(yīng)當(dāng)沖毛或人工鑿毛，之后使用高壓風(fēng)或水沖洗干凈。

(3)倉面驗收。主要驗收內(nèi)容包括：基礎(chǔ)處理、模板、鋼筋、預(yù)埋件及伸縮縫設(shè)施等。合格后方可澆筑砼。

(4)砼澆筑。砼澆筑作業(yè)需分層、分塊和澆筑。澆筑砼之前，需鋪設(shè)厚2 cm～3 cm的砂漿，應(yīng)保證該層與基巖面良好結(jié)合。

(5)砼養(yǎng)護(hù)。模板拆除后，人工灑水養(yǎng)護(hù)14 d。

(6)止水、埋件設(shè)置?，F(xiàn)場安裝橡膠止水，使用U型夾固定橡膠止水，止水接頭應(yīng)滿足規(guī)范要求，搭接長度應(yīng)超過20 cm。

(7)臺車脫模、移位。砼達(dá)到養(yǎng)護(hù)時間后，可拆除臺車鋼膜，并清除鋼膜上的砂漿等。之后，臺車運(yùn)行至下一倉位，進(jìn)行澆筑作業(yè)。

3.4.2 工作縫處理

在混凝土澆筑過程中，由于意外導(dǎo)致澆筑中斷時間超過混凝土初凝時間時，均需要按照工作縫處理。處理方法如下：使用人工將工作面鑿毛，使得粗骨料出露，之后清洗干凈并排出積水。之后，再按照前述步驟，澆筑混凝土。

3.4.3 拆模、養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成48 h后方可拆模。模板拆除后應(yīng)繼續(xù)養(yǎng)護(hù)14 d。特殊條件下拆模時間、養(yǎng)護(hù)時間可加長。

4 混凝土外觀質(zhì)量保證措施

4.1 嚴(yán)格控制模板的安裝

模板就位后，在其表面均勻涂抹脫模劑，以保證模板拆除后混凝土表面的光滑度。

臺車就位后由專業(yè)的測量人員，測量軌道高程、位置，以保證頂拱尺寸滿足要求。

4.2 混凝土的拌制、運(yùn)輸、入倉及平倉振搗

澆筑混凝土之前，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)檢查之前各工序的施工質(zhì)量。主要包括：基面的處理、模板、鋼筋、預(yù)埋件及止水設(shè)施?；炷僚浜媳葢?yīng)當(dāng)滿足要求?；炷翝仓肮ば蛲瓿珊?，應(yīng)當(dāng)充分清洗倉位，驗收合格后，方可開倉澆筑。澆筑基巖面需要保持干凈、濕潤，倉內(nèi)不可出現(xiàn)積水?；炷翑嚢柰瓿珊?，由專業(yè)運(yùn)輸車運(yùn)送至現(xiàn)場。施工縫及拆模要求同上。混凝土振搗質(zhì)量對混凝土整體澆筑質(zhì)量影響較大，根據(jù)設(shè)計要求，混凝土采用平鋪下料的入倉方式， 鋪料厚度需要滿足設(shè)計要求?；炷翝仓^程中，不可向倉中加水。若在澆筑過程中發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差，需要加強(qiáng)振搗措施，充分振搗，以保證混凝土澆筑質(zhì)量?；炷亮蠑嚢璨缓细窳喜豢扇雮}，已入倉混凝土料需要及時清除。入倉時，低標(biāo)號混凝土不可進(jìn)入高標(biāo)號混凝土倉內(nèi)?；炷翝仓?yīng)當(dāng)保持連續(xù)，添加了外加劑的混凝土料的時間間隔需要根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果確定。

4.3 混凝土澆筑的過程控制

在施工過程中應(yīng)當(dāng)控制所有工序的施工質(zhì)量，在施工過程中，需要加強(qiáng)監(jiān)控措施，以保證混凝土入倉速度。各項作業(yè)過程需安排專業(yè)人員進(jìn)行全過程跟蹤。上道工序各項問題解決后方可進(jìn)行下一工序的施工作業(yè)。

應(yīng)當(dāng)合理安排混凝土運(yùn)輸規(guī)劃，盡量減少混凝土倒運(yùn)次數(shù)，以縮短混凝土運(yùn)輸時間，避免運(yùn)輸過程中混凝土質(zhì)量受到影響。

混凝土卸料高度需要控制在合理范圍內(nèi)，避免混凝土下落過程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象，造成混凝土質(zhì)量下降?；炷翝仓r，需要逐層澆筑、均勻上升，禁止不合格、低標(biāo)號混凝土入倉。

5 結(jié)語

以某引水發(fā)電洞為研究對象，從施工方案、施工方法、混凝土外觀保證措施3個方面分析了其混凝土施工內(nèi)容。在施工過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工工序施工，遵守施工工藝要求，以保證工程施工質(zhì)量。