于厚文

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽110003）

全圓隧洞針梁模板臺車混凝土襯砌分區(qū)施工技術

于厚文

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽110003）

輸水隧洞襯砌施工是工程建設中的重要內(nèi)容，施工過程中存在作業(yè)面狹窄、工期緊張、質(zhì)量標準要求高等問題。輸水隧洞襯砌采用全圓針梁模板襯砌臺車能夠加快施工進度，保證澆筑體一次成型的精度和外觀質(zhì)量，但影響全圓針梁模板臺車襯砌混凝土質(zhì)量最大的因素是混凝土澆筑分區(qū)。為更好解決問題，文中對分區(qū)設置、技術措施、施工經(jīng)驗進行了闡述，為今后大型輸水隧洞襯砌施工提供了有益參考。

輸水隧洞；針梁模板臺車；混凝土襯砌；分區(qū)澆筑

輸水隧洞襯砌施工是工程建設中的重要內(nèi)容，施工過程中存在作業(yè)面狹窄、工期緊張、質(zhì)量標準要求高等問題。輸水隧洞襯砌采用全圓針梁模板襯砌臺車能夠加快施工進度，保證澆筑體一次成型的精度和外觀質(zhì)量，但是由于針梁臺車模板安裝完成后使得澆筑空間成為了一個密封不可視空間，混凝土澆筑施工非常困難，影響全圓針梁模板臺車襯砌混凝土質(zhì)量最大的因素是混凝土澆筑分區(qū)。為保證混凝土澆筑質(zhì)量，首先從混凝土配合比設計上調(diào)整骨料級配、水膠比、坍落度等參數(shù)，以滿足澆筑條件，其次從縝密計劃進行分區(qū)入手研究其施工技術，針對不同分區(qū)特點采取不同措施，確保澆筑質(zhì)量，為此本文首次總結出3個區(qū)域的襯砌混凝土澆筑施工技術。

1　概述

以遼寧省重點水利工程三段施工二標的隧洞混凝土襯砌為研究對象，隧洞全長4 060 m，斷面為圓形，隧洞開挖直徑為7.3 m，襯砌成型后洞徑為5.8 m，襯砌厚70 cm，襯砌混凝土標號為C35W12F200。圓形有壓引水隧洞混凝土襯砌要求全圓襯砌一次成型，采用4臺全圓針梁式鋼模臺車進行混凝土襯砌施工。全圓針梁式鋼模臺車由模板、滑架、針梁、支撐懸掛、行走、平移、抗浮機構以及液壓、電控系統(tǒng)等八部分組成。

2　襯砌混凝土分區(qū)

襯砌混凝土分區(qū)是基于針梁模板襯砌臺車為圓形結構和混凝土拌和物的特點而設置的，底部和頂部是澆筑的難點和重點，水平方向澆筑也要著重考慮，因此襯砌混凝土分區(qū)和臺車窗口設置密不可分。臺車全長12.1 m，由8環(huán)組成（7×1.5 m+1×1.6 m），縱向模板之間采用定位銷定位、螺栓緊固，使之成為整體。模板從橫斷面上看為4塊圓弧板組成一個整圓，其中底模1塊，邊模2塊，頂模一塊。頂、邊、底模之間均采用銷軸鉸接，以便安裝和拆卸。共設置26個工作窗口，腰線以下左右兩側各設置2排工作窗，腰線以上左右兩側各有1排工作窗，窗口中心間距為3 m；模板正頂部設置2個工作窗，窗口中心間距為6 m。因此，為保證混凝土里實外光的質(zhì)量目標，混凝土澆筑過程分為3個區(qū)域（見圖1）：

1）底拱區(qū)。該區(qū)在圓心角120°范圍內(nèi)，處于反弧段，在澆筑過程中易出現(xiàn)部分氣水泡難以排出，聚積吸附在模板表面的情況，導致脫模后混凝土表面留下大量的“蜂窩、麻面”，嚴重的可能出現(xiàn)露筋，極大地影響混凝土表面質(zhì)量。為解決這個問題，在左右腰線下各設置一排窗口進行混凝土入倉澆筑。

2）腰間區(qū)。該區(qū)處于底拱區(qū)和頂拱區(qū)之間，分為左右兩側，混凝土澆筑量最大。

3）頂拱區(qū)。該區(qū)混凝土澆筑的特點是入倉進料口少，且只能一次連續(xù)進料，澆筑不易分清層次。通過預埋觀察排氣管和下一個進料口的變化情況以及進料口數(shù)量，來推測倉內(nèi)混凝土拌合物的可能覆蓋面積和厚度，隨時開啟附著式振搗器振搗。

3　分區(qū)澆筑措施

3.1底拱區(qū)

圖1　混凝土分區(qū)分層澆筑圖

1）定量控制分層澆筑。該區(qū)分兩層澆筑，第一層澆至反弧底面最厚為40 cm，各窗口按計劃定量均勻進料，經(jīng)振搗后氣水泡釋出浮于表面；第二層澆筑至最下一層窗口的下沿或120°角界處，控制混凝土厚在30 cm以下。

2）該區(qū)振搗主要采用扦入式軟軸振搗器，若兩振搗窗口間距較大，應輔以高頻附著式振搗器，振搗充分排出氣水泡，確?；炷翝仓|(zhì)量。

3）混凝土坍落度宜控制在12～14 cm。

3.2腰間區(qū)

1）進行該區(qū)域混凝土澆筑時，采用平澆法，左右對稱分層均勻下料，對稱入倉，確保兩側混凝土平行灌注，均勻上升，防止偏壓使模板變形。

2）振搗采用扦入式振搗器加高頻附著式振搗器配合進行，每層澆筑厚度不超過50 cm，每層每次振搗時間宜控制在20 s，防止過振。

3）澆筑拱腰以上部分混凝土坍落度控制在14～18 cm，并控制澆筑速度，避免因速度過快而引起封頭損壞，以確?；炷翝仓|(zhì)量。

3.3頂拱區(qū)

1）當澆筑到頂部時，通過臺車頂部專用進料口進行進料，在壓力狀態(tài)下封拱，完成混凝土澆筑。

2）為確保安全和封頂密實，封拱采用退管法，當發(fā)現(xiàn)觀察管有水泥漿流出時，應通知停泵，緩慢抽出輸送管，迅速關閉拍門，逐次將輸送管移至最后一個進料管口。

3）封頂時，混凝土輸送泵必須使用低速擋進行灌注，并隨時注意灌注口的壓力變化，避免因混凝土注滿后仍強行灌注而導致壓力過大使模板變形或爆模。

3.4分區(qū)振搗

混凝土振搗是確保襯砌混凝土質(zhì)量的關鍵，襯砌混凝土振搗采用軟軸振搗器振搗及臺車模板上安裝的附著式振搗器輔助振搗方式進行。不同的澆筑部位振搗略有不同，為了更全面地控制振搗范圍，臺車工作窗和附著式振搗器均采用梅花布置。

襯砌混凝土底部澆筑容易產(chǎn)生氣泡，為了減少氣泡產(chǎn)生，在臺車底模一端設置排氣孔，混凝土采用軟軸振搗器振搗，從一端開始向設有排氣孔的一端澆筑，最終振搗過程中產(chǎn)生的氣泡由排氣孔排出。

臺車底部混凝土振搗通過底部第一排工作窗進行振搗，當混凝土澆筑至第一排窗口底部高程時，第一排窗口關閉，振搗工人通過端模兩側進入孔進入倉面進行振搗，澆筑高度達到第二排窗口關閉時，振搗工人從端模進入孔離開倉面?；炷吝M料從拱肩窗口進行進料，混凝土振搗通過該工作窗進行振搗，直至混凝土澆筑到該窗口高程時，關閉該窗口，混凝土從頂端專用進料口進行進料，在壓力狀態(tài)下直至封拱。

臺車共設置3排附著式振搗器，每排4個，底模設置4個附著振搗器，間距3 m，底部第一排工作窗和第二排工作窗之間設置第二排附著式振搗器，拱肩第三排工作窗和拱頂之間，設置第三排附著式振搗器，每排附著式振搗器均為單開關控制。

當?shù)撞康谝慌殴ぷ鞔瓣P閉后，底模附著式振搗器開啟，振搗10～20 s關閉；當混凝土澆筑至第二排工作窗關閉后，啟動第二排附著式振搗器進行振搗，振搗時間10～20 s關閉；當壓力封拱完成后，開啟第三排工作窗上部附著式振搗器，振搗時間10～20 s關閉，混凝土澆筑完成。

4　經(jīng)驗與建議

1）在基巖面或老混凝土面上澆筑新混凝土時，應先均勻鋪上2～3 cm水泥砂漿，每次鋪設的砂漿面應與混凝土澆筑強度相適應，如澆筑面上有鋼筋網(wǎng)時，則不宜用泵直接卸砂漿入倉。

2）端頭模板采用木模板進行人工拼裝封堵，封堵結束后檢查堵頭模板接縫處是否堵塞密實，避免漏漿。

3）嚴格控制混凝土骨料的最大粒徑，防止混凝土在泵管內(nèi)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。嚴格控制混凝土的坍落度，在混凝土拌和時加適量的泵送劑，減小混凝土在泵管內(nèi)輸送時的摩擦力，保證混凝土泵的入倉能力。控制泵管出口距澆筑工作面的高度，防止高差過大混凝土產(chǎn)生骨料分離。

4）施工縫止水帶施工時，沿襯砌軸線在檔頭板上鉆孔，將鋼筋卡由待灌混凝土側向另一側穿出，并用鋼筋卡卡緊止水帶待澆的一半，另一半平靠在檔頭板上，待拆除檔頭板后，將平靠在檔頭板上的另一半止水帶用鋼筋卡調(diào)平，灌注混凝土時應注意保護好止水帶，切勿使其發(fā)生褶皺，確保止水帶的平面布置。

5）混凝土澆筑完備拆模后開始進行噴水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于21 d。在施工中為避免對混凝土表面造成損傷，派專人負責清掃工作，隨時保持底拱混凝土流水面清潔。

5　結語

通過針梁式鋼模臺車窗口設置而合理分區(qū)澆筑混凝土施工技術，很好地實現(xiàn)了圓形隧洞襯砌一次成型，襯砌混凝土各項指標滿足設計和規(guī)范要求。針梁式鋼模臺車機械化程度高，占用勞動力資源少，大大加快施工進度，節(jié)約施工成本。鋼模臺車主體95%由鋼材制成，可實現(xiàn)資源重復利用，符合環(huán)保節(jié)能的要求，對以后類似工程提供了有益的借鑒，應用前景廣闊。

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2015-08-12