唐永

（遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧撫順113007）

大伙房水庫輸水工程15＃洞TBM段襯砌混凝土施工技術分析

唐永

（遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧撫順113007）

大伙房水庫輸水工程15＃洞下游主洞采用TBM法開挖，全長2 373 m，其中Ⅱ類圍巖175 m，Ⅲ類圍巖1 805 m，Ⅳ類圍巖393 m。文章主要對大伙房水庫輸水工程15＃洞下游TBM段襯砌混凝土施工與安全技術進行分析，為后期水庫的運行提供參考。

大伙房水庫；15＃洞下游；TBM；施工與安全技術

1 15＃洞下游TBM段工程概況

大伙房水庫輸水工程15＃洞下游（樁號68＋000.00－70＋373.00）主洞采用TBM法開挖，全長2 373 m，其中，Ⅱ類圍巖175 m，Ⅲ類圍巖1 805 m，Ⅳ類圍巖393 m。除Ⅱ類圍巖段只進行仰拱襯砌其他均為仰拱、邊頂拱襯砌，襯砌最終斷面直徑為7.16 m。Ⅲ類圍巖為素混凝土襯砌，襯砌厚度為340 mm，Ⅳ圍巖為鋼筋混凝土襯砌，單層鋼筋網(wǎng)，襯砌厚度為260 mm。TBM法開挖施工段混凝土襯砌在圍巖地質條件均一洞段每隔16 m設一道環(huán)向施工縫，縫間設置一道HPZ—A2橡膠止水帶，縫內(nèi)采用聚硫密封膠封閉；在結構尺寸及圍巖類別變化處增設永久變形縫，永久變形縫間設置一道HPZ—A2橡膠止水帶，縫內(nèi)安裝閉孔泡沫塑料板，聚硫密封膠封閉表面。

2 15＃洞下游TBM段施工工藝

大伙房水庫輸水工程15＃洞下游TBM段模筑混凝土分仰拱、邊頂拱兩次襯砌的方法施工，襯砌混凝土施工順序是：仰拱混凝土→邊頂拱混凝土。

首先進行底部90°范圍的仰拱混凝土襯砌，采用滑模施工，待仰拱施工一段距離后進行270°范圍的邊頂拱混凝土襯砌，邊頂拱采用液壓邊頂拱臺車，由查梁子下游邊頂拱臺車拆安至15＃洞施工。

3 15＃洞下游TBM段施工方案

3.1 基礎面清理

在襯砌前將基礎面堆積的石粉淤泥及噴射混凝土反彈料等由專人進行清理，并及時將清理的淤泥、混凝土反彈料輸送至洞外。無法人工清除的混凝土反彈料采用風鎬清理，清理的淤泥、反彈料人工裝平板車運輸至洞外。每一次澆筑前或綁扎鋼筋前對倉面進行高壓風水吹洗，清除表面粉塵、污物。并仔細檢測是否存在欠挖，及時處理。

3.2 鋼筋安裝

TBM法施工段除Ⅳ、Ⅴ圍巖襯砌采用鋼筋混凝土，為單層鋼筋，其余Ⅱ、Ⅲ類圍巖襯砌無配筋，鋼筋安裝的原則為由低到高、由內(nèi)向外人工進行鋼筋綁扎和焊接，安裝鋼筋時注意以下幾點：

1）鋼筋安裝之前需要預先對鋼筋骨架進行綁扎和焊接，這樣能夠保證安裝之后的鋼筋具有剛性和穩(wěn)定性；同時外側面模板與鋼筋間預設墊塊，墊塊采用強度不低于結構物設計強度的混凝土塊；墊塊預制廠內(nèi)預制，并預埋鐵絲；墊塊互相錯開，分散布置，以保證受力均勻；在各排鋼筋之間，用短鋼筋支撐以保證位置準確。

2）鋼筋安裝前，將鋼筋上污垢、油垢、成片的銹、碎屑除掉。

3）邊頂拱環(huán)向主筋采用兩段搭接，每環(huán)設置一個搭接點。搭接點位于頂拱45°位置，兩側交錯分開，鋼筋加工同一截面接頭≤50%。

4）鋼筋安裝順序為先測量放樣，安設環(huán)向架立錨桿，安裝架立筋，再安裝環(huán)向主筋，后安裝縱向筋，最后放置混凝土墊塊；鋼筋按照設計尺寸安裝，安裝偏差嚴格執(zhí)行施工規(guī)范。

5）鋼筋搭接采用焊接，接頭部位兩相鄰鋼筋錯開距離至少875 mm。

6）鋼筋相交處綁在一起，形成剛性結構，綁扎節(jié)點錯開布置，安裝完成的鋼筋必須架立牢固，并禁止踩踏和攀爬，這樣能夠有效防止變形［1］。

7）安裝完成或經(jīng)工程師驗收合格后進入下一工序。

對于Ⅲ類圍巖仰拱、邊頂拱連接縫采用徑向接縫，素混凝土襯砌仰拱與邊頂拱接縫間設φ22連接鋼筋，鋼筋長度1 000 mm，鋼筋間距300 mm。

3.3 模板施工

3.3.1 仰拱滑模

15＃洞下游仰拱采用滑模施工，仰拱滑動模板骨架為型鋼組成的桁架，由模板總成、托架裝置、支撐千斤、滾輪及限位抗浮裝置組成，桁架斷面尺寸（寬×高×長）為2 099 mm×6 740 mm×6 000 mm，面板由厚6 mm的鋼板制成，為消除底板水平面混凝土表面氣泡產(chǎn)生的質量缺陷，在水平面（2 117 mm寬）不設置模板，采用人工抹面壓光。模體兩側端頭節(jié)設正反輪及側面輪，控制模板的水平及豎直方向的位移，用“I16”字型鋼支承作軌道，軌道下設置自制軌排，軌排間距1.0 m，采用鉆機在邊拱處造孔并埋設錨筋固定軌排。仰拱滑模模體自重約6.0 t，模體滑行采用3T導鏈牽引。仰拱滑模結構圖見圖1。

圖1 仰拱滑模結構圖

15＃洞下游邊頂拱模筑混凝土采用液壓鋼模臺車進行施工，邊頂拱臺車結構型式見圖2。

圖2 TBM開挖段邊頂拱液壓鋼模臺車結構圖

邊頂拱臺車設計參數(shù)如下：襯砌型式采用TBM法，臺車類型：液壓自行式，臺車每模襯砌長度：L＝16 m，最大外型尺寸：20 048 mm×6 484 mm× 7 160 mm，凈空尺寸：B×H＝3500 mm×3730m，臺車行走速度：8 m／min，單邊最大脫模量：300 mm，水平調(diào)整量：100 mm（單邊），系統(tǒng)流量：Q＝20～40 L／min，系統(tǒng)工作壓力：P＝16 MPa，軌中心距：3 200 mm±10 mm，豎向油缸最大行程：200 mm，側向油缸最大行程：300 mm，水平油缸最大行程：100 mm。

3.4 混凝土施工

3.4.1 仰拱混凝土施工

3.4.1.1 仰拱拉模施工工藝

仰拱滑模施工工藝流程圖見圖3。

圖3 仰拱滑模施工工藝流程圖

3.4.1.2 仰拱滑模施工順序

1）在側向邊拱上距滑模面10cm處用，利用手持式風鉆造孔并埋設錨筋固定滑模軌排，軌排間距1.5 m，安裝前，進行軌道軸線和安裝高程測量，嚴格整平后鋪設，初步固定好，進行軌距、軸線、高程檢查，無誤后最終固定。

2）滑模由平板拖車運進主洞施工部位，進行滑模安裝，經(jīng)校驗后，對滑模先進行空滑試驗，達到施工條件。

3）擋頭模板進行安設，并安設橡校止水帶等，用鋼筋支架將擋頭模板加以固定。

4）在對下部基礎面清理驗收合格后，開始滑模，底板混凝土采用軌行式混凝土罐車運輸，泵送混凝土入倉，入倉混凝土采用φ50軟軸振搗器進行平倉振搗，保證混凝土料面高于滑模面板20 cm，底板滑模模體采用2t電動葫蘆牽引行走，滑模行走速度為0.2 m／min，滑模行走時開動平板振搗器，將混凝土振搗充分，然后由人工將混凝土表面抹面壓光［2］。抹面修飾是拉模施工中的重要環(huán)節(jié)，直接關系到施工質量的好壞。脫模后應立即進行抹平，待強度上來后，進行多次抹面壓光，一般要3～4次。

3.4.2 邊頂拱混凝土施工

3.4.2.1 TBM段邊頂拱混凝土施工

邊頂拱施工工藝流程圖見圖4。

圖4 邊頂拱施工工藝流程圖

3.4.2.2 邊頂拱臺車施工順序

1）當仰拱滑模施工一定距離、混凝土強度達到設計強度的70%以上后，在仰拱混凝土面上安裝臺車軌道，軌道下安裝軌排，軌排間距1.0 m。安裝前，先進行軌道軸線和安裝高程測量，嚴格整平后鋪設鋼梁軌道，初步固定好，進行軌距、軸線、高程檢查，無誤后最終固定。

軌道鋪設要求及允許偏差見表1。

表1 臺車軌道鋪設允許偏差

3.4.2.3 臺車就位

測量組在臺車定位之前，將設計隧道中線測設于仰拱面上，并在仰拱邊墻基礎上標出標高參照線嚴格整平后鋪設鋼梁軌道。臺車移至襯砌位置后進行就位立模施工，立模前臺車處于脫模狀態(tài)，施工按下面步驟進行：

1）調(diào)整臺車至襯砌的位置，將基礎千斤頂撐于行走鋼軌上并旋緊。

2）操作水平油缸手動換向閥手柄，使水平油缸平移，調(diào)整臺車使其中心線與隧道中心線對齊。

3）操作豎向油缸手動換向閥手柄，使豎向油缸上升，調(diào)整臺車使其達到預定高度后，旋緊豎向千斤頂。

4）操作側向油缸手動換向閥手柄，使側向油缸撐出，粗調(diào)臺車模板至預定位置，與仰拱基礎密貼。

5）關閉電機，來回搖動手動換向閥手柄，使側向油缸卸壓，調(diào)節(jié)側向千斤頂，使鋼模板臺車側模板達到灌注狀態(tài)。

6）臺車安裝就位后，嚴格進行檢查，經(jīng)檢查合格后涂刷脫模劑，先后兩組襯砌搭接長度10 cm，對不嚴密的接縫位置，利用海棉進行封堵。

3.4.2.4 擋頭模板安裝

臺車就位調(diào)整之后對擋頭模板進行安裝，采用5cm厚的木板制作成定型擋頭板，利用角鋼“U”型卡和短方木固定，自上而下環(huán)向安裝，安裝時注意接縫的密實性，以防漏漿。

3.4.2.5 混凝土澆筑

混凝土采用強制式拌和站進行拌制?；炷涟柚坪?，由電瓶機車牽引軌行式混凝土罐車向洞內(nèi)運輸，運輸至施工作業(yè)面的混凝土倒入混凝土輸送泵。混凝土輸送泵經(jīng)過模板預留的工作窗口進行入倉?；炷劣奢斔捅弥苯颖盟腿肽＃瑥膬蓚冗厜ΨQ澆筑，每一窗口澆筑完畢后立即關緊、關嚴。在混凝土澆筑過程中，混凝土最大下落高度≤1.2 m。邊墻兩側混凝土均勻上升，最大高差≤50 cm。混凝土水平分層宜為50 cm，澆筑過程中不能中斷需要進行連續(xù)操作。當澆筑作業(yè)窗下50 cm時，應刮凈窗口附近贓物，涂刷脫模劑，窗口與面板接縫處涂膩子，保持緊密結合不露漿。混凝土搗固使用插入式振動器搗固，插入式振動器移動距離為其作用半徑的1.5倍，振動器插入下層混凝土5～10 cm，與側模應保持50～100 mm的距離，插入下層混凝土50～100 mm，每一處振動完畢后，應邊振動邊徐徐提出振動器，避免振動器碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。臺車同時設置平板震動器輔助振搗，保證襯砌整體光潔平整。

邊頂拱襯砌封頂由邊頂拱鋼模臺車頂拱預留的注漿口進行灌漿，注漿孔內(nèi)徑150 mm，注漿管上設置逆止閥。進行封頂注漿施工時，檢查灌注窗口、封堵模板是否開閉嚴密，確保不漏漿，將混凝土輸送泵管路接在拱部注漿管上，灌漿時按照先兩邊后中間的順序進行注漿，灌注結束，關閉逆止閥，防止?jié){液漏出。

3.4.2.6 模板拆除

對于邊頂拱混凝土拆模時間為：最后封頂混凝土試件強度必須達到2.5 MPa，這樣才能拆除模板，拆模過程中要格外小心，避免缺楞少角的現(xiàn)象發(fā)生。

3.5 凝土運輸過程中應注意的事項

3.5.1 混凝土運輸控制措施

混凝土運輸過程中，盡量縮短運輸時間，減少轉運次數(shù)，防止發(fā)生分離、漏漿、泌水及過多降低坍落度等現(xiàn)象，混凝土運輸時間不得超過規(guī)定值，必須及時對運輸設備進行沖洗。在混凝土運輸過程中，我們要采取措施保證混凝土不分離、漏漿及嚴重泌水，并防止混凝土離析。

3.5.2 泵送混凝土作業(yè)控制措施

1）起動混凝土輸送泵，空運轉。若氣溫較低時，空運轉的時間應適當延長，要求液壓油的溫度升高到15℃以上才可以泵送。禁止采用主溢流閥高壓溢流的辦法來加快升溫速度，因為在低溫條件下使主油泵重負荷運轉，會加速磨損。

2）向混凝土泵料斗噴灑清水，以濕潤料斗、分配閥及輸送管道，開盤前先泵送同級砂漿，以使整個混凝土輸送管道得到潤滑。

3）為使混凝土輸送管路安裝后不再移動，我們在靠近灌注工作面位置的輸送管采用軟管。

4 15＃洞下游TBM段安全保證措施

4.1 襯砌臺車安裝安全措施

凡參加襯砌臺車安裝的工作人員必須熟悉本工作相關的安全操作規(guī)程和技術實施規(guī)范，安裝前對安裝工人進行安全教育。臺車安裝人員須佩戴安全帽，防止拱頂及臺車上掉碎石、雜物傷人。臺車安裝高空作業(yè)人員應系好安全帶、安全繩、穿絕緣鞋。臺車定位前應先確定其背后無工作人員再啟動液壓裝置。臺車上用電須由專職電工接線，定期檢查線路絕緣情況，防止漏電擊傷工作人員。

4.2 混凝土輸送泵使用及灌注混凝土安全措施

泵送作業(yè)時，機手不得離崗，經(jīng)常觀察壓力、油溫是否正常。泵機運行時，嚴禁將手或異物伸進篩網(wǎng)內(nèi)。任何維修工作，必須關閉主機后方可進行。離泵及操作者3 m以內(nèi)的輸送管、接頭和彎頭，應定期更換，該范圍內(nèi)的管路應加以防護。泵送結束，一定要清洗泵機、混凝土缸、料斗、管道，嚴禁混凝土料的殘留。

［1］蘇奕文.全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺車在大伙房水庫輸水隧洞工程中的應用［J］.水利水電技術，2010（07）：53－56.

［2］梁麗娟.客運專線邊頂拱式混凝土襯砌鋼模臺車施工［J］.山西建筑，2010（01）：318－319.

Linear Concrete Construction Technique Analysis of No.15 Tunnel TMB Section of Dahuofang Reservoir Conveyance Project

TANG Yong
（Liaoning Provincial Dahuofang Reservoir Management Bureau，F(xiàn)unshun 113007，China）

TMBmethod was adopted to excavate themain tunnel on the downstream of NO.15 tunnel of Dahuofang reservoir conveyance project with a total length of 2373 meters，of which，175 meters of adjoining rock in GradⅡ，1805 meters of adjoining rock in GradⅢand 393 meters of GradeⅣ.This paper analyzes mainly the linear concrete construction and safety technique of TMB section on the downstream of No.15 tunnel of Dahuofang reservoir conveyance project to provide references for future reservoir operation.

Dahuofang reservoir；downstream of No.15 tunnel；TBM；construction and safety technique

F426.91

A

1007－7596（2015）05－0041－04

2014－10－31

唐永（1979－），男，遼寧桓仁人，技術員。