水利樞紐工程導流洞冬季施工技術分析

胡廣才

（甘肅省水利水電工程局有限責任公司，甘肅蘭州730030）

1 案例概況

黃藏寺水電站導流洞布置在左岸山體內(nèi)，進出口分別位于上下游圍堰外側，底板進口高程2 530 m，出口高程2 525 m，隧洞全長620 m，平均縱坡0.806%。

導流洞為城門洞型，該洞主要包括進口段、進水塔閘室段、洞身段和出口段等幾部分。因為此水電站處在海拔相對較高的區(qū)域，所以易受天氣因素影響。該水利工程總體施工任務量比較大，很難在短期內(nèi)完成，必然要經(jīng)歷冬季施工，冬季較低溫度、雨雪、大風等惡劣天氣較普遍，該階段水利工程施工會遇到較大困難。因此，為了保證水利樞紐工程導流洞冬季施工的有效性，需要對其施工計劃以及技術措施進行分析。

2 冬季施工部署

2.1 施工準備

根據(jù)施工進度計劃安排，提前組織有關外加劑、保溫供暖設備和材料進場，安排施工用水、拌和站保溫、供風系統(tǒng)保溫和砂石骨料儲存等附屬工作實施。

2.2 施工用水

由于本工程供水系統(tǒng)尚未形成，進入冬季，受極端氣溫影響，現(xiàn)有臨時供水系統(tǒng)不能正常運轉。為滿足施工供水要求，設計冬季臨時供水、排水系統(tǒng)，供水、排水系統(tǒng)充分考慮施工用水量大，通過建立供、排循環(huán)、增加水源補給點和節(jié)約用水等措施，保證冬季施工正常進行。

第一，供水、排水系統(tǒng)。分別在導流洞進出口設置儲水箱，儲水箱由沉淀池和集水箱組成，沉淀池連接排水管路，集水箱連接供水管路和水源補給管路，儲水箱、排水管路、供水管路和水源補給管路共同構成供水、排水系統(tǒng)[1]。根據(jù)導流洞及拌和系統(tǒng)施工用水強度和現(xiàn)場條件，儲水箱設計容量37.5 m3，結構尺寸3 m×5 m×2.5 m（寬×長×高），儲水箱采用3 mm厚鋼板和槽鋼焊制。

第二，水源補給系統(tǒng)。經(jīng)現(xiàn)場踏勘，開挖部位距黑河較近，在河道設置3臺1.5寸泵（導流洞進出口及拌和站），通過1.5寸泵將水抽至儲水箱，對水箱進行補給，保證滿足施工需要。

2.3 施工道路維護

冬季道路容易受到降雪、低溫影響而結冰，施工安全存在問題。應第一時間利用相應機械設備（例如裝載機等）將地面積雪等清理干凈，同時為了避免過于光滑，可以在路面上灑一定量的爐灰渣。此外，對于兩邊具有邊溝的道路來說，為了避免溜車而引發(fā)安全事故，可以在路邊設置較大體積的混凝土護樁來保證行車安全；也可以在車輛輪胎上設置防滑鏈條來增加摩擦。

2.4 拌和站保溫

拌和站保溫是在拌和機周圍搭建保溫棚，保溫棚結構以φ50鋼管為主撐，外裹保溫帆布，必要時保溫棚內(nèi)配備2個燃煤火爐。拌和用水儲存在保溫棚內(nèi)的大體積水箱，采取電加熱棒加熱或進行燃煤加熱。

2.5 供風系統(tǒng)保溫

為保證冬季空壓機房溫度達到空壓機正常運轉要求，空壓機房必須進行保溫，采用棉被對空壓機房進行包裹處理[2]，并配專人負責空壓機供風和保暖工作，時時檢查空壓機室內(nèi)溫度，必要時在空壓機房內(nèi)安放2臺電熱取暖器進行取暖。

2.6 砂石骨料存貯

受工程所在地氣溫影響，砂石骨料供應商冬季停止供應砂石骨料，根據(jù)施工進度計劃安排，計算砂石骨料需求量，提前做好砂石骨料儲備和保溫工作，是保證冬季混凝土施工的關鍵。

3 冬季施工技術措施

3.1 開挖

冬季開挖包括5#、6#道路開挖、貝雷橋基礎開挖、進口邊坡開挖、導流洞洞室開挖等，洞室溫度一般保持在10℃以上適宜開挖，不需采取特殊措施，只需做好施工機械防凍和運輸安全工作即可。10℃以下采取進出口位置架設保溫簾及燃煤火爐升溫保暖措施。

3.2 錨噴支護

第一，噴射混凝土施工。噴射混凝土拌制采用現(xiàn)場干料拌制方式，導流洞洞室噴射混凝土，緊隨支護需要靈活安置小型噴射機進行噴射混凝土施工，噴射混凝土拌制骨料從儲料場采用5 t自卸汽車運至噴射機附近適當位置卸車。噴射混凝土后采取棉被覆蓋保溫措施，最低溫度低于-10℃時搭設彩條布保溫棚燃煤升溫保暖，低于-15℃時停止噴射混凝土作業(yè)。

第二，錨桿施工。根據(jù)施工進度，提前按錨桿的規(guī)格和型號，統(tǒng)一在鋼筋廠下料，加工好的錨桿分類堆放，并用彩條布進行覆蓋，防止錨桿積雪冰凍。錨桿采用8 t板車運輸至工作面適當位置用木方架起堆放。如氣溫低于-10℃，錨桿采用特殊工藝施工，比如電極法、化學灌漿法、內(nèi)楔法等，具體施工時需單獨報專項方案，并做工藝試驗驗證后實施。

3.3 混凝土施工

第一，鋼筋工程。鋼筋堆放在物資部鋼筋廠，按規(guī)格型號堆放在300 mm高的磚垛上，表面采用彩條布覆蓋，防止鋼筋積雪冰凍。鋼筋廠建造鋼筋加工棚，鋼筋加工棚為鋼結構，必要時設置保溫板及擋風板，所有鋼筋嚴格按照設計圖紙在鋼筋加工棚里進行加工。為了確保鋼筋焊接的高質量，一旦所處環(huán)境溫度＜-20℃，務必要采取針對性的保溫措施，嚴重情況下要停止施工。焊條的形式、焊接電流情況直接影響著最終的焊接質量，所以要按照鋼筋的具體參數(shù)（鋼筋類型、鋼筋尺寸、接頭形式等）來設定焊接電流，避免焊接過程中發(fā)生燒傷、裂紋等問題。將加工成型的鋼筋堆放在木方上，防止鋼筋接觸冰凍地面。采用8 t板車運輸至施工現(xiàn)場，為了保證鋼筋的質量，在鋼筋裝卸、運輸以及加工過程中一定要加強保護，防止破壞鋼筋。

第二，混凝土工程。在保證質量、加快進度、節(jié)約能源和降低成本的前提下，對混凝土骨料和水加熱、攪拌、運輸、澆筑及養(yǎng)護作如下要求：一是為了保證混凝土的流動性，控制其從攪拌機的輸出溫度≥10℃，進入到澆筑模板的溫度≥5℃。二是一定要對混凝土進行充分攪拌后才可以對其裝車運輸，一般情況下攪拌時間≥180 s。三是當拌和用水水溫高于60℃時，為防止假凝現(xiàn)象發(fā)生，應先將骨料與水拌和，再加入水泥拌和。四是砼由拌和站運輸?shù)焦さ兀\輸時間不大于30 min。五是混凝土運輸時非常容易出現(xiàn)熱損失，在進行混凝土澆筑時要加強入模溫度控制，做好混凝土運輸時的保溫措施[3]，避免發(fā)生混凝土離析以及表面凍結等問題。為了有效控制混凝土運輸車溫度，可以在其外部包裹棉質物品，正常情況下控制混凝土降溫幅度≤5℃/h。六是做好施工準備工作，砼罐車到澆筑地點后，必須及時進行砼澆筑，盡量縮短入模時間，減少砼的溫度損失。

第三，混凝土測溫和保溫。一般情況下導流洞內(nèi)部溫度＞10℃，無需對洞內(nèi)混凝土施工實施保溫，但一定要確?；炷羶?nèi)外溫差≤20℃，同時控制混凝土表面溫度在初期的2～3 d降低在6℃以內(nèi)，所以為了避免發(fā)生裂縫一定要對混凝土澆筑和強度增長過程中的溫度變化情況進行監(jiān)測，根據(jù)混凝土內(nèi)外溫差情況，決定是否對混凝土進行保溫。

在混凝土澆筑過程中，按每5m預埋φ20mmPVC管對混凝土溫度變化情況進行監(jiān)測，每天定時觀測混凝土內(nèi)部溫度及混凝土表面溫度，并將檢測結果做好記錄，為內(nèi)外溫差數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)。測溫設備采用普通溫度計。當混凝土內(nèi)外溫差接近規(guī)范允許值時，及時采取措施對混凝土進行保溫，主要保溫方式為覆蓋棉被、延遲模板拆除時間等[4]。

4 結束語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，水利樞紐工程也飛速發(fā)展，其已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活的重要保障。在水利樞紐工程建設中導流洞施工是最為關鍵的內(nèi)容之一，因此落實導流洞工程冬季施工部署和相關技術措施十分必要。