引水隧洞混凝土衬砌施工措施

青龙水电站厂区枢纽工程

引水隧洞工程混凝土衬砌施工措施

一．概况

1、工程概况

青龙水电站厂区枢纽工程引水隧洞洞线布置在白水江左岸，从分标桩号（引）12+650.000至渐变段上游桩号：（引）14+053.269，全长1403.269m，洞身纵坡比为2.0678‰。引水隧洞桩号（引）14+009.937处布置有6#施工支洞，6#支洞断面型式为直墙城门洞型，全长152m，在引水隧洞主洞施工完毕后进行支洞封堵（包含闸门的安装）。

根据关于引水隧洞衬砌断面型式及混凝土标号说明的设计通知 [编号：（引字）2009-002号] 内容及设计蓝图《引水隧洞CⅢ标典型断面结构及钢筋图》CD198 SG-43-2（16）的说明显示，桩号（引）12+650.000～（引）13+500.000段Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段采用喷锚支护，Ⅳ、Ⅴ类围岩采用钢筋混凝土衬砌；桩号（引）13+500.000～（引）14+053.269段全为钢筋混凝土衬砌；Ⅳ、Ⅴ围岩洞段采用圆形衬砌型式，断面直径为8.5m的圆形（开挖断面仍为马蹄形）。引水隧洞混凝土衬砌厚度为0.5m，混凝土标号为C20。具体Ⅲ类围岩喷为纤维混凝土见葛洲坝集团[2009年]技案017号。

引水隧洞拱顶左右各30o～45o范围内进行回填灌浆，深入基岩10cm，排距2.5m，每排2孔或3孔，相邻两排交错布置；全断面范围内进行固结灌浆，深入基岩4.5m，排距2.5m，每排均布8个孔，相邻两排交错布置（即错孔22.5o）。其中引水隧洞Ⅲ-2类围岩衬砌完成后只进行回填灌浆，Ⅳ类围岩衬砌完成后进行回填灌浆和固结灌浆。

2、主要工程量

引水隧洞混凝土衬砌及回填固结灌浆主要工程量见下表1。

表1：引水隧洞主要工程量表

工程量以现场实际发生，监理工程师认证为准。

二、工程特点

（1）引水隧洞衬砌混凝土浇筑操作空间较小，施工难度较大；

（2）引水隧洞采用全圆针梁式衬砌台车进行混凝土衬砌，过弯能力差，弯道施工工期长，行走困难（台车需进行分解浇筑、再次组装）；

（3）引水隧洞混凝土衬砌、喷射微纤维混凝土及灌浆施工相互交叉干扰，对施工交通的布置、施工安全的控制有较大影响；

（4）引水隧洞供电线路长，线损大，增加供电保障的难度。

三、编制依据及进度计划

1、编制依据

（1）《四川省阿坝州白水江青龙电站总承包项目厂区枢纽工程施工分包合同》；

（2）合同文件技术条款及有关水利水电工程施工技术规范及标准；

（3）现有的设计蓝图及设计通知；

（4）根据《2010年施工总进度计划》以及《青龙水电站工程2009年考核目标讨论会议(QL-ZNJL-HYJY/022/2009)》会议纪要。

2、进度计划

根据2010年施工总进度计划对引水隧洞混凝土衬砌进行了初步的细化安排，根据现场实际情况引水隧洞混凝土衬砌各工序具体工期安排如下（根据现场实际情况进行调整）：

（1）引水隧洞底板清理施工时间为2009年11月26日～2010年06月30日；

（2）引水隧洞Ⅳ类围岩混凝土衬砌施工时间为2009年12月14日～2010

年12月31日；

（3）引水隧洞Ⅲ类围岩底板混凝土衬砌施工时间为2010年02月22日～2010年09月18日；

（4）引水隧洞回填灌浆施工时间为2010年02月22日～2010年09月18日；

（5）引水隧洞固结灌浆施工时间为2010年03月08日～2010年12月31日。

四、施工布置

1、施工道路布置

引水隧洞混凝土衬砌施工道路采用通往6＃施工支洞施工道路作为钢筋、模板及混凝土等材料的运输道路。

2、施工供风

引水隧洞混凝土浇筑供风由原开挖时的供风提供，主要用于每仓混凝土衬砌时仓面清理以及接触面凿毛处理。

3、施工供水

施工用水沿用洞挖施工时已布置有的供水系统，主要混凝土仓面的养护及临时供水。

4、施工供电

（1）拌和系统用电布置

混凝土拌和系统用电接线搭火点从砂石骨料系统的800KVA电力变压器接入。考虑到系统停电和事故停电造成混凝土生产中断，为了保证混凝土生产的连续性，在拌和站布置1台130KW的柴油式发电机作为备用电源。

（2）洞内混凝土施工用电布置

6#施工支洞上游引水隧洞长度达1359.937m，6#施工支洞洞口的变压器至引水隧洞上游施工部位的距离达1.5Km以上。考虑到线损很大，必须在洞口进行升压，利用布置在洞口的1000KVA变压器调节挡位将高压端调节至低挡位，使低压端输出电压达到450V（经计算电压降），采用国标240mm2铝芯线将系统电输入洞内。引水隧洞洞内照明供电继续沿用开挖时的照明系统，在衬砌施工部位增设碘钨灯照明。

为避免系统停电影响混凝土连续施工，在适当部位布置1台300KW柴油发电机作为应急电源。供电设备及及材料见下表2。

表2：施工供电设备及及材料表

5、施工排水

施工排水主要包括排除地下水和施工废水等。为保证混凝土底板的干燥施工，需布设潜水泵进行抽排并引排至洞外，少量渗水利用排水沟引至洞外。

仓位基岩渗水用堵、引、排的方法进行处理。对无压或压力较小的裂隙水，用棉纱及水泥砂浆封堵；有一定压力的集中渗水，在渗水处打风钻孔埋管引出仓外；渗水点较密集处，采用钻孔方法不能有效地排除渗水时，在仓位浇筑前，先将渗水引至基岩较低处形成临时的集水坑集中进行集中抽排处理。

6、混凝土运输

混凝土衬砌及喷设微纤维混凝土采用6m3混凝土搅拌车运输，混凝土衬砌垂直运输采用HBT-60型混凝土泵入仓。

7、混凝土生产系统

引水隧洞混凝土主要由设在6＃渣场外侧（6#洞生活营地上游斜对侧）的拌和系统提供，该系统采用1座HZS60型强制式搅拌机集中供料，占地面积约1500m2；混凝土砂石料由距拌和系统约100m的砂石系统提供，并在混凝土拌和系统靠近白水江侧设置砂石料存放地。水泥储存考虑现场实际情况，以散装水泥为主，袋装水泥为辅，其中散装水泥采用2个100t水泥罐储存，袋装水泥采用一个100t 的袋装水泥仓库。在职工宿舍上游侧设置外加剂库房，满足速凝剂10t、减水剂5t的储存量。拌和系统布置详见《引水隧洞混凝土拌和站平面布置图》。

五、施工程序

引水隧洞衬砌段混凝土月浇筑强度为1670m3/月(87m/月)，考虑超挖等因素影响, 混凝土月浇筑强度为1900m3/月左右；喷混凝土段混凝土月强度为189m3/月，考虑超挖、回弹等因素影响, 喷混凝土段混凝土月强度为250m3/月以上。引水隧洞Ⅳ类围岩混凝土衬砌采用从小桩号向大桩号方向顺序进行浇筑。引水隧洞混凝土衬砌施工工艺流程见图1。

五、施工方法及工艺

图1 引水隧洞混凝土衬砌施工工艺流程图

1、施工方法

引水隧洞混凝土衬砌采用混凝土输送泵作为入仓手段进行浇筑，Ⅳ类围岩混凝土采用全圆针梁式台车进行全断面衬砌，引水隧洞混凝土平直段每仓12m进行浇筑，弯段按6m每仓进行浇筑。

2、施工工艺

（1）模板

引水隧洞Ⅳ类围岩混凝土衬砌主要采用定制的直径为8.5m，单仓长度为12m 的全圆针梁式液压针梁台车施工。针梁台车采用液压油缸脱、立模,施工中靠丝杆千斤支撑,行走采用液压伸缩针梁，卷扬机牵引针梁台车行走，模板端面与门架间的调整最小距离不小于250mm；面板厚度为8mm。钢模堵头封堵模板采用δ=5cm厚散装木板，根据每仓开挖断面实际情况现场拼装封堵。

Ⅲ类围岩底板封头模板上口即为底板过流面高程。封头模板主要采用组合钢模板，木板补缝，模板采用内拉外撑的加固方法。

模板内表面均匀涂刷矿物油类脱模剂，且对钢筋及混凝土无污染，以利模板拆除和混凝土表面平整光滑；模板安装按施工图纸测量放样定位，确保模板的安装偏差和混凝土结构表面的偏差控制在规范允许范围之内。浇筑结束后，等边顶拱混凝土在强度达到设计标号的50%后方可拆模，其余模板按有关规范执行。

（2）钢筋施工

1）钢筋加工和运输，钢筋由钢筋加工厂加工成型，5t自卸汽车运至施工现场。采用葫芦及人工吊装至仓位。

2）钢筋安装：所有结构钢筋需满足相关规范及施工图纸的要求，钢筋安装位置、间距、保护层及各部分钢筋的大小及尺寸，均应符合施工详图及有关规范的要求。钢筋保护层按施工详图要求布置与预留。边顶拱利用自制钢筋台车超前人工绑扎。并设支撑筋固定，钢筋与模板间布设同标号混凝土垫块，以保证保护层厚度及钢筋绑扎不变位。安装后的钢筋，应有足够的刚性和稳定性。在钢筋制安完毕，浇混凝土之前，须按照设计图纸和GB50204-92标准进行详细检查，并作好检查记录。在混凝土浇筑过程中，应安排值班人员经常检查钢筋架立位置，如发现变形应及时矫正，严禁为方便混凝土浇筑擅自移动或割除钢筋。环向施工缝钢筋按相关要求，不割断、进行过缝处理。

（3）伸缩缝、施工缝、止水及灌浆管施工

根据《厂房裂缝、里衬、青龙桥防洪档墙专题会》，会议编号：QL-ZNJL-HYJY/ 044/2009的精神：引水隧洞衬砌混凝土每浇筑段端头须增设环向橡胶止水带，如施工设置水平施工缝，则须增设水平橡胶止水，其余按设计要求进行施工；图纸要求“每均匀洞段30m～50m范围设一道伸缩缝，缝宽2cm，止水采用651型（400×10）橡胶止水带，填缝材料采用聚胺脂泡沫板片，橡胶止水带距离临水面20cm”。

临时施工缝面进行凿毛处理，采用高压风清理干净，将混凝土面冲洗干净，排干仓面积水，施工缝处采用富浆混凝土进行浇筑。

在混凝土衬砌过程中，为减小后期固结灌浆及回填灌浆造孔难度，按灌浆设计要求预埋灌浆管，灌浆管采用φ50PVC管，按设计衬砌长度切割后用铅丝绑扎固定于环形钢筋上，外口用棉纱进行堵塞封闭，以防止混凝土进入到PVC管内。钢模台车脱模后及时用人工疏通管口。

（4）基岩面清理

基岩面上的杂物、土泥及松动岩石、淤泥、松散软弱夹层均应清除干净。基岩面用高压风进行清理。

底板先用反铲进行基础粗清，再由人工配合小型挖掘机细部清理，人工撬除松动岩体并用风清理（达到满足设计要求）。边顶拱利用钢筋台车人工撬除松动破碎岩块，超前检查处理局部欠挖，以液压破碎锤为主，若确需爆破作业处理的地方，其处理原则是：最大单响药量不得大于40g，对已浇混凝土表面、止水及外露钢筋必须进行全面保护，保护的方法可以采用废旧轮胎、圆杂木、木板或草席覆盖的方法。

（5）混凝土浇筑

混凝土采用6m3搅拌运输车运输，运输路线：混凝土拌和系统→厂区公路→6＃施工支洞→施工部位。

引水隧洞Ⅲ类围岩底板混凝土为立模现浇，采用软轴振捣器插入振捣。引水隧洞混凝土采用全圆针梁式台车全断面衬砌，混凝土入仓之前，在底板处利用作业窗口先均匀摊铺一层富浆混凝土，再分层下混凝土料，下料时采用人工平仓、振捣。底板混凝土浇筑时靠近模板处（过流面）要振捣密实，以便防止出现气泡、

麻面等。

边顶拱混凝土浇筑应对称均匀下料，浇筑开始时选择对称窗口泵送混凝土料，并注意倒换浇筑入仓位置，防止局部受力过大引起变形、甚至跑模。严禁由拱顶的浇筑口直接浇筑。

边顶拱混凝土采用退管法或冲天管法封拱，下料点根据实际下料情况均匀布置。混凝土面应均匀水平上升，钢模板台车前后混凝土高度差要求不超过60cm；左右混凝土高度差要求不超过50cm。

混凝土的浇筑采用平铺法施工，按一定的厚度、次序、方向，分层进行。混凝土浇筑每层厚度为30～50cm左右，入仓的混凝土应及时平仓振捣，不得堆积。在倾斜面上浇筑混凝土时，应从低处开始，浇筑面尽量保持水平。混凝土振捣采用Ф50mm插入式振捣器振捣密实。

振捣时注意以下事项：

1）每一振点的振捣延续时间，应使混凝土表面呈现浮浆无气泡排出和不再下沉。

2）振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍。

3）振捣器与模板的距离不大于其作用半径的0.5倍，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。

4）振捣器插入下层混凝土内的深度不小于50mm。

5）试验室按规定要求在浇筑现场做试件，并详细填写相关记录。

泵送混凝土：级配碎石最大粒径与输送管内径之比不大于1/3，砂通过0.315mm筛孔的不小于15%；坍落度为140～180mm，管道管线安装要求平直、转变缓；浇筑点先远后近；泵送前用少量水灰比为0.7的水泥砂浆湿润导管；换节管时先湿润后接驳；泵送过程严禁加水、空泵；开泵后无意外情况中途不要停歇。泵送混凝土结束时，洗管前先行反吸，降低管内压力；洗管时，从进料口塞入海绵球或橡胶球，用水将存浆推出。

混凝土浇筑应保持连续性，如因故中止且超过试验允许间歇时间，则按施工缝处理，即已浇的混凝土强度达到1.5MPa-2.5MPa后，人工凿成毛面，清洗干净排除积水，才能进行上一层混凝土的浇筑。如面积不大，用插入式振捣器振捣30秒，周围10cm以内混凝土还能泛浆，且不留孔洞时，仍可继续浇筑。

（5）混凝土养护、保温

混凝土浇筑收仓后，及时对混凝土表面养护，经实测洞内气温为0℃以上，洞内混凝土以表面洒水养护为主，养护时间为7～14天。

在低温季节，为提高混凝土拌和物的温度，优先考虑加热拌和用水，当加热拌和用水仍不能满足浇筑温度要求时，再采用对砂石骨料预加热的措施。

（6）混凝土缺陷处理

混凝土表面蜂窝凹陷或其它损坏的混凝土缺陷应按监理人指示进行修补，直到监理人满意为止，并作好详细记录。

修补前必须用钢丝刷或加压水冲刷清除缺陷部分，或凿去薄弱的混凝土表面，用水冲洗干净，应采用比原混凝土强度等级高一级的砂浆、混凝土或其它填料填补缺陷处，并予以抹平，修整部位应加强养护，确保修补出来牢固粘结，色泽一致，无明显痕迹。

六、资源配置

1、引水隧洞混凝土衬砌施工主要人员配备计划见表3。

表3：主要人员配备计划表

2、引水隧洞混凝土衬砌施工主要机械配备计划见表4。

表4：主要施工机械设备表

七、质量、安全与环境保证措施

1、质量保证措施

（1）所有原材料必须符合设计与规范要求，钢筋、水泥、外加剂等必须有出厂合格证，试验室根据规范要求对所有原材料进行抽样检查，不合格的原材料严禁使用。