王光亮　田貴明　姜曉文　王維

摘要：溧陽(yáng)抽水蓄能電站尾水主洞混凝土襯砌采用“先邊頂拱后底拱”的施工方案，適應(yīng)尾水主洞復(fù)雜的地質(zhì)條件和開挖施工方法，有利于洞室的安全與穩(wěn)定。水平施工縫處理方案經(jīng)預(yù)埋的測(cè)縫計(jì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，處理效果良好，滿足設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：尾水主洞；混凝土；襯砌水平；施工縫

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）26-0100-03

1 概述

溧陽(yáng)抽水蓄能電站地處江蘇省溧陽(yáng)市，樞紐建筑物主要由上水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下發(fā)電廠房及下水庫(kù)4部分組成。電站安裝6臺(tái)單機(jī)容量250MW的可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量1500MW。尾水系統(tǒng)主要由尾水支洞、尾水閘門室、尾水岔管、尾水調(diào)壓室、尾水主洞、下水庫(kù)出/進(jìn)水口等組成。

（1）尾水主洞總長(zhǎng)度為1124.956m，設(shè)計(jì)縱坡為4.85%。（2）尾水主洞長(zhǎng)度為1211.203m，設(shè)計(jì)縱坡為4.74%。兩條尾水主洞起始段軸線方向?yàn)镹E70°，經(jīng)平面轉(zhuǎn)彎段后軸線方向轉(zhuǎn)為NE81.7053°，彎段轉(zhuǎn)彎半徑為50m，轉(zhuǎn)彎角11.7053°。尾水主洞開挖斷面為圓形，開挖半徑6.0～6.3m，襯砌后斷面半徑為5.0m。

2 混凝土襯砌方案

2.1 設(shè)計(jì)方案

尾水主洞混凝土襯砌厚度III、IV類圍巖85cm，V類圍巖為100cm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25W8F100。在地質(zhì)條件變化處、洞室交叉部位及可能產(chǎn)生較大相對(duì)變位處設(shè)置環(huán)向結(jié)構(gòu)縫，環(huán)向結(jié)構(gòu)縫的分縫間距III、IV類圍巖為36m，V類圍巖為24m。每6～12m設(shè)置一道施工縫。結(jié)構(gòu)縫內(nèi)設(shè)置銅止水片和充填2cm厚閉孔泡模板。施工縫內(nèi)安裝遇水膨脹型橡膠止水條。鋼筋為雙層布置，分布筋在施工縫處連續(xù)，在結(jié)構(gòu)縫處斷開。

2.2 施工方案

針對(duì)尾水主洞復(fù)雜的地質(zhì)條件以及所采用的開挖、支護(hù)施工方法，為確保洞室圍巖穩(wěn)定，采取先邊頂拱后底拱混凝土襯砌的方案進(jìn)行尾水主洞混凝土的施工。通過(guò)對(duì)邊頂拱混凝土結(jié)構(gòu)的受力分析計(jì)算，確定水平施工縫設(shè)在與水平洞軸線夾角為197°和-17°處即頂拱214°范圍處，水平施工縫內(nèi)設(shè)置遇水膨脹型橡膠止水條與環(huán)向施工縫和結(jié)構(gòu)縫內(nèi)的遇水膨脹型橡膠止水條、銅止水片連接形成整體止水結(jié)構(gòu)。邊頂拱混凝土澆筑高度8m，底拱混凝土澆筑高度4m。

3 混凝土襯砌施工

3.1 施工總體原則

尾水主洞分三層進(jìn)行開挖與支護(hù)施工。由于尾水主洞圍巖類別以IV、V類為主，為保證開挖支護(hù)后洞室安全穩(wěn)定，一、二層開挖后邊頂拱混凝土及時(shí)襯砌，邊頂拱混凝土襯砌完成的洞段進(jìn)行三層拉底開挖與支護(hù)施工，底拱混凝土緊隨其后進(jìn)行?；炷辆嚯x開挖掌子面以28d齡期混凝土允許的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度7cm/s控制安全距離。

3.2 混凝土襯砌施工程序

3.2.1 施工準(zhǔn)備。

（1）技術(shù)準(zhǔn)備。根據(jù)工程特點(diǎn)，熟悉設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)要求和施工規(guī)范。

（2）根據(jù)選定的方案編寫合理的施工技術(shù)、安全措施，進(jìn)行技術(shù)、安全交底。

（3）根據(jù)尾水主洞結(jié)構(gòu)尺寸選購(gòu)邊頂拱鋼模臺(tái)車和底拱針梁底模臺(tái)車。

3.2.2 臺(tái)車安裝。

（1）邊頂拱鋼模臺(tái)車安裝。III、IV類圍巖底部開挖面可以承受臺(tái)車和混凝土的荷載，V類圍巖澆筑30cm厚C20混凝土板。采用50cm×50cm的枕木，間距50cm布置作為軌道基礎(chǔ)。鋼軌采用43kg/m-15000，采用軌道釘固定在枕木上，軌距6.0m。邊頂拱鋼模臺(tái)車長(zhǎng)度為12m，選擇洞室圍巖較好部位進(jìn)行安裝，事先在洞室頂拱安裝鋼筋吊環(huán)，采用5t卷?yè)P(yáng)機(jī)及5t手拉葫蘆進(jìn)行吊裝、反鏟及人工配合。安裝時(shí)首先安裝龍門架及橫梁，按設(shè)計(jì)位置安裝液壓系統(tǒng)，再安裝頂模、側(cè)模。

（2）底拱針梁底模臺(tái)車安裝。針梁底模面板長(zhǎng)度12m，安裝施工時(shí)，先組裝底模，再安裝針梁，模板的安裝需在軌道上進(jìn)行，以保證模板底面平直，軌道采用兩條12.5m長(zhǎng)的鋼軌，要求鋼軌平直，軌距相等，并支撐牢固。采用8t吊車吊裝，底模板組裝完成調(diào)整后，安裝底模托架及針梁組裝。

3.2.3 巖面（噴混凝土面）清理。上層開挖全部支立鋼拱架及噴混凝土支護(hù)，對(duì)于局部侵占襯砌斷面的噴混凝土進(jìn)行鑿除，保證邊頂拱混凝土外層鋼筋的保護(hù)層。

由于圍巖遇水易泥化，底拱建基面清理達(dá)到無(wú)積水、無(wú)松渣的規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，并澆筑C20混凝土墊層，由測(cè)量放線控制防止墊層侵占襯砌混凝土斷面。

3.2.4 鋼筋制安。邊頂拱鋼筋制安采用自制的鋼筋臺(tái)車。鋼筋安裝前，由測(cè)量放線控制高程和安裝位置。測(cè)量按照設(shè)計(jì)圖紙將鋼筋位置用紅油漆標(biāo)注在錨桿上，間距4m，焊接鋼筋架立筋，人工安裝鋼筋。底拱鋼筋安裝前由測(cè)量放線控制高程和安裝位置，焊接鋼筋架立筋，人工安裝鋼筋。鋼筋接頭的搭接，受力筋采用單面搭接焊，分布筋采用綁扎，搭接長(zhǎng)度、焊縫長(zhǎng)度嚴(yán)格按照施工規(guī)范執(zhí)行。鋼筋接頭分散布置，并符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。

3.2.5 模板安裝。

（1）邊頂拱模板安裝。

一是水平施工縫底模安裝。

其一，水平施工縫設(shè)置型式。為了防止洞室邊頂拱與底拱混凝土襯砌水平施工縫被拉開和提高洞室襯砌混凝土的整體性，增加邊頂拱混凝土與底拱混凝土之間的咬合力，水平施工縫設(shè)在與水平洞軸線夾角為197°和-17°處即頂拱214°范圍處，與水平線成50°角和17°角，斷面呈“Z”字型。

其二，水平施工縫底模安裝。水平施工縫底模采用普通定型鋼模板和4cm厚木模板組合拼裝，普通定型鋼模板制作成陰角和陽(yáng)角的“Z”字型。模板加固采用內(nèi)拉外撐的方法。

二是鋼模臺(tái)車就位。水平施工縫底模安裝完成后，鋼模臺(tái)車?yán)米陨淼臓恳O(shè)備沿軌道行走至所要澆筑的倉(cāng)號(hào)就位，由測(cè)量按照設(shè)計(jì)圖紙控制臺(tái)車頂拱模板、側(cè)模達(dá)到設(shè)計(jì)線，側(cè)模應(yīng)抵緊水平施工縫底模。

三是堵頭模板安裝。堵頭模板在臺(tái)車就位后安裝，根據(jù)施工縫及止水的型式采用不同的模板型式。對(duì)于結(jié)構(gòu)縫由于鋼筋不穿過(guò)結(jié)構(gòu)縫和所采用的銅止水片，采用定型鋼模與木模拼裝而成。對(duì)于施工縫由于鋼筋過(guò)縫和采用橡膠止水條，采用木模拼裝而成。

（2）底拱模板安裝。

一是針梁底模臺(tái)車就位。臺(tái)車行走到倉(cāng)號(hào)位置，測(cè)量人員進(jìn)行測(cè)量、校正，確保臺(tái)車與已澆筑砼面接觸緊密，搭接平順。利用臺(tái)車上部及左右兩側(cè)液壓千斤頂至邊頂拱已襯砌混凝土面，與混凝土面接觸部位布設(shè)楔木墊塊。防止混凝土澆筑臺(tái)車向上或左右發(fā)生位移，在臺(tái)車后端已澆筑完混凝土面上布設(shè)地錨，用鋼絲繩將臺(tái)車穩(wěn)定。與邊頂拱混凝土接觸部位的翻板模板翻開一定角度如圖1所示。

二是堵頭模板安裝。堵頭模板在臺(tái)車就位后安裝，堵頭模板的型式同邊頂拱堵頭模板的型式。

3.2.6 預(yù)埋件安裝。

（1）結(jié)構(gòu)縫設(shè)置銅止水片和閉孔泡模板，施工縫安裝遇水膨脹型橡膠止水條。水平施工縫內(nèi)設(shè)置遇水膨脹型橡膠止水條與環(huán)向施工縫和結(jié)構(gòu)縫內(nèi)的遇水膨脹型橡膠止水條、銅止水片連接，形成整體止水結(jié)構(gòu)。

（2）按照設(shè)計(jì)圖紙位置埋設(shè)Φ50PVC回填、固結(jié)灌漿導(dǎo)向管。

（3）待倉(cāng)號(hào)內(nèi)具備條件后通知相應(yīng)標(biāo)段進(jìn)行相關(guān)觀測(cè)儀器的埋設(shè)工作。

（4）按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诘坠盎炷羶?nèi)埋設(shè)185mm2接地銅絞線和50mm×5mm接地扁鋼。

3.2.7 混凝土澆筑。

（1）混凝土運(yùn)輸及入倉(cāng)。每個(gè)倉(cāng)號(hào)采用4臺(tái)8m3混凝土攪拌運(yùn)輸車水平運(yùn)輸，采用1臺(tái)HBT60A型混凝土泵泵送入倉(cāng)。邊頂拱混凝土入倉(cāng)時(shí)，按照規(guī)范嚴(yán)格控制下料高度，防止混凝土分離，澆筑中倉(cāng)號(hào)內(nèi)薄層平鋪，均勻下料，左右兩側(cè)對(duì)稱上升，高差不大于50cm，防止模板整體變形。底拱混凝土入倉(cāng)時(shí)，先從一側(cè)入倉(cāng)，待底拱中心部位澆滿后，然后左右兩側(cè)對(duì)稱上升，高差不大于50cm。

（2）混凝土振搗。為減少混凝土澆筑過(guò)程中出現(xiàn)表面氣泡，混凝土鋪料層厚及振搗厚度不大于50cm，以防止氣泡排除困難。澆筑時(shí)作業(yè)人員入倉(cāng)進(jìn)行振搗，避免出現(xiàn)過(guò)振和漏振現(xiàn)象。邊頂拱澆筑時(shí)采用4臺(tái)Φ50振搗棒和12臺(tái)2.2kW平板振搗器振搗；底拱混凝土澆筑時(shí)采用2臺(tái)Φ50、2臺(tái)Φ70振搗棒和8臺(tái)2.2kW平板振搗器振搗。

（3）頂拱澆筑處理。為確保頂拱混凝土澆筑密實(shí)，減少后期回填灌漿量，增加頂拱混凝土與圍巖的凝聚力，有利于邊頂拱混凝土的穩(wěn)定性，封拱時(shí)頂拱混凝土采用一級(jí)配混凝土，混凝土泵管從頂拱進(jìn)料口接入倉(cāng)內(nèi)，按照倉(cāng)號(hào)澆筑方量和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況觀測(cè)澆滿時(shí)，加大混凝土泵的壓力將頂拱剩余空間填滿。

（4）邊拱水平施工縫澆筑處理。在底拱混凝土澆筑至水平縫位置時(shí)，下料從上游向下游方向進(jìn)行，待如圖1中I部位澆筑后II、III部位采用12～14cm坍落度的一級(jí)配混凝土，人工加強(qiáng)振搗，使水平施工縫部位進(jìn)料飽滿，翻板部位澆滿，高出水施工平縫25cm，形成“小牛腿”如圖1大樣圖中III。待“小牛腿”混凝土達(dá)到初凝時(shí)適當(dāng)時(shí)間采用人工進(jìn)行鑿除，并抹面、壓光。

3.2.8 拆模。邊頂拱混凝土拆模必須在混凝土澆筑完成后等強(qiáng)36h以上，將鋼模臺(tái)車移至下一倉(cāng)號(hào)，邊拱水平縫底模在混凝土達(dá)到7d強(qiáng)度時(shí)在進(jìn)行拆除。底拱混凝土拆模在混凝土澆筑完成后等強(qiáng)24h以上，將針梁底模臺(tái)車移至下一倉(cāng)號(hào)。

4 結(jié)語(yǔ)

尾水主洞采用先邊頂拱混凝土后底拱混凝土的襯砌施工方案，符合尾水主洞的開挖方法和工程地質(zhì)條件的需要，可為類似和相似工程提供參考。水平施工縫采用“Z”字形結(jié)構(gòu)，水平施工縫中間部位安裝橡膠止水條與環(huán)向施工縫的止水形成閉環(huán)，并采用翻板澆筑“小牛腿”，在初凝時(shí)鑿除抹平的方法，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果較好，水平施工縫澆筑飽滿。通過(guò)預(yù)埋的4支測(cè)縫計(jì)的監(jiān)測(cè)資料顯示，截止目前水平施工縫開合度較小，水平施工縫設(shè)置與澆筑方案可行，達(dá)到了預(yù)期的目的。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：王光亮（1959—），男，遼寧丹東人，中國(guó)水利水電第六工程局有限公司工程師，研究方向：水利水電施工技術(shù)與管理。