趙文升，欽傳濤

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610065))

取水隧洞小半徑轉(zhuǎn)彎段混凝土襯砌施工技術(shù)

趙文升，欽傳濤

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610065))

小半徑轉(zhuǎn)彎段隧洞混凝土襯砌采用全圓針梁臺車施工，在常規(guī)的隧洞混凝土襯砌施工技術(shù)基礎(chǔ)上采取一系列措施進行各工序優(yōu)化，提高了混凝土澆筑質(zhì)量，降低了材料費用，具有一定借鑒作用。

轉(zhuǎn)彎段 混凝土襯砌 施工技術(shù) 取水隧洞

1 工程概況

向家壩水電站南總干渠首部取水隧洞工程全長4.8km，隧洞混凝土襯砌為圓形斷面，襯砌后直徑6m。采用全圓針梁臺車進行混凝土襯砌施工。樁號南取0+299.329m～南取0+329.428m、南取4+575.890m～南取4+594.216m為2個轉(zhuǎn)彎段，轉(zhuǎn)彎半徑為35m，夾角為48.76°，轉(zhuǎn)彎段長度為29.788m，混凝土襯砌厚度為30cm、40cm。轉(zhuǎn)彎半徑小、每倉澆筑長度短，對針梁臺車的改裝、模板的拼接、澆筑方式、針梁臺車抗浮措施等幾方面進行施工技術(shù)優(yōu)化，保證轉(zhuǎn)彎段混凝土襯砌質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

2 倉位規(guī)劃

轉(zhuǎn)彎段半徑小，在原3+9m長針梁臺車基礎(chǔ)上拆除9m段部分，采用3m段針梁臺車進行轉(zhuǎn)彎段澆筑。轉(zhuǎn)彎段混凝土澆筑分倉規(guī)劃如圖1、圖2。

圖1 南取0+279.326～南取0+333.326倉位布置

圖2 南取4+572～南取4+608倉位布置

3 針梁臺車改裝

為了保證轉(zhuǎn)彎段混凝土的振搗質(zhì)量，在針梁臺車模板上新增振搗窗口，將附著式振搗器位置移至3m段臺車上下游位置，保證每坯層有3個振點，左右側(cè)每坯層共計6個，以滿足下料及振搗施工所需，保證混凝土的振搗質(zhì)量。在襯砌混凝土工程施工前，轉(zhuǎn)彎段右側(cè)弧線長于左側(cè)，在模板拼裝時，在右側(cè)末端臺車模板邊緣上增長搭接了10cm搭接板，保證了外弧線搭接平順。針梁臺車改裝見圖3。

圖3 改裝后窗口及振搗器布置

4 施工工藝優(yōu)化

4.1 針梁臺車安裝

4.1.1 抗浮裝置安裝

襯砌混凝土澆筑過程中，為了保證澆筑完成后結(jié)構(gòu)體型，在澆筑前對模板進行測量放樣、定位，對臺車模板測量校正、堵頭模板封堵后，須將臺車自身配備的抗浮裝置進行加固，臺車兩端頂部抗浮裝置(機械式螺旋千斤頂)采用墊放木板或橡膠輪胎，調(diào)節(jié)絲杠進行加固直至絲杠無法調(diào)整后，人工對墊放的木板或橡膠輪胎采用錘子進行敲打，保證抗浮裝置加固牢靠，防止混凝土澆筑時臺車上浮，影響混凝土體型。抗浮裝置如圖4。

圖4 針梁臺車抗浮裝置

4.1.2 臺車防位移措施

襯砌混凝土澆筑過程中，影響針梁臺車出現(xiàn)位移的主要因素為：混凝土的下料順序、入倉強度、分層厚度、穩(wěn)倉時間等，為了保證襯砌混凝土澆筑完成后結(jié)構(gòu)體型滿足設(shè)計要求，應(yīng)嚴格控制影響針梁臺車位移的主要因素。

(1)下料順序。3m轉(zhuǎn)彎段襯砌混凝土澆筑時下料順序為：底板→左右側(cè)邊墻(對稱下料)→頂拱→沖天孔。

(2)分層厚度。轉(zhuǎn)彎段薄壁混凝土澆筑時，每坯層下料厚度控制在30cm左右，南總干渠襯砌混凝土厚度為40cm，隧洞半徑為3m。

(3)入倉強度。選取轉(zhuǎn)彎段樁號南取0+279.326～南取0+318.326混凝土施工強度進行分析，單倉澆筑時間用時最多為9.5h，最少為6.5h，平均用時7h；單倉混凝土入倉強度最低為6.0m3/h，最高為9.2m3/h，平均混凝土入倉強度為8.05m3/h。澆筑時間合理，澆筑質(zhì)量達到設(shè)計要求。該段澆筑強度統(tǒng)計表見表1。

表1 南取0+279.326～南取0+318.326

混凝土施工強度統(tǒng)計

(4)穩(wěn)倉時間。轉(zhuǎn)彎段混凝土澆筑過程中，混凝土穩(wěn)倉時段共計2次，主要是在底板及頂拱腰線位置混凝土澆筑、振搗完成后，穩(wěn)倉時間為40min。

4.1.3 澆筑過程中位移檢測

為了保證襯砌混凝土澆筑完成后結(jié)構(gòu)體型滿足設(shè)計要求，在混凝土澆筑過程中須對臺車位移情況進行時刻觀測，檢測方法是在針梁臺車底模板處焊接鋼筋延伸至倉外，在延伸鋼筋末端垂直位置下方安置一個檢測點，檢測點處安置鋼筋頭，敲擊鋼筋頭并埋入底板混凝土深5cm，然后采用鉛錘與鉛垂線相連綁扎至臺車底模板延伸出來的鋼筋末端處，若在澆筑過程中臺車位移，鉛錘與參照點也相應(yīng)的出現(xiàn)位移，根據(jù)位移情況(上?。骸鱤=h1-h2、左右偏離：+L～-L)，及時調(diào)整下料速度、查看左右側(cè)澆筑高差保證左右側(cè)澆筑高度一致等原因，防止臺車位移影響襯砌混凝土結(jié)構(gòu)體型。位移檢測方法見圖5。

圖5 針梁臺車位移檢測方法示意

4.2 溫控檢測

為了保證襯砌混凝土施工質(zhì)量，需對混凝土進行溫度檢測，檢測項目主要包括：出機口及混凝土澆筑過程中兩大部分。

4.2.1 出機口溫度檢測

混凝土溫度檢測在拌制完成后，試驗檢測人員對混凝土出機口溫度進行檢測，試驗監(jiān)理現(xiàn)場旁站對混凝土機口溫度檢測進行監(jiān)督，保證混凝土出機口溫度滿足試驗要求。出機口混凝土溫控檢測見圖6。

圖6 出機口混凝土溫度變化曲線

4.2.2 預(yù)埋溫度檢測儀器

混凝土溫度檢測儀器埋設(shè)于混凝土兩層鋼筋骨架之間，為了便于混凝土在澆筑過程中更好的監(jiān)測溫度變化情況，溫度監(jiān)測儀器共計3支，分別安裝在基巖中(深1m)、基巖面以及混凝土中?；炷林邪惭b的溫度計從觀測數(shù)據(jù)上可知，在混凝土澆筑當天溫度最低，澆筑完成后第二天混凝土溫度達到最大值，澆筑完成后一周時間混凝土中溫度趨于穩(wěn)定在27℃～28℃，選取的溫度檢測數(shù)據(jù)見圖7。

圖7 澆筑完成后混凝土溫度變化曲線

4.3 優(yōu)化混凝土入倉方式

混凝土采用10m3混凝土罐車運輸，HBT60型輸送泵安置在洞內(nèi)，輸送泵管從臺車頂部平臺進入，架設(shè)至針梁臺車操作平臺上的分料斗內(nèi)，經(jīng)溜槽進行下料入倉，運輸混凝土的罐車在支洞外調(diào)頭后倒車至卸料位置。

入倉下料采用縱向由低向高，二級分料斗連接串通自下而上對稱分層澆筑；頂拱利用頂部模板澆筑窗依次后退澆筑，混凝土下料順序由低到高一次進行澆筑，頂拱混凝土以“沖天孔”方式入倉。針梁臺車分級下料斗布置見圖8-1、圖8-2。

圖8-1 針梁臺車頂部一級分料斗布置

圖8-2 針梁臺車腰線二級分料斗布置

4.4 優(yōu)化振搗參數(shù)

混凝土每澆筑一層及時進行振搗，底部及側(cè)墻主要采用插入式振搗棒振搗，頂拱部位采用附著式振搗器振搗，振搗間距為50cm，左右側(cè)腰線部位混凝土下料每胚層設(shè)3個振點，左、右側(cè)共計6個振點，振搗時間暫定為10s～25s，快插慢拔，振搗時以混凝土不再下沉，不出現(xiàn)氣泡，并開始泛漿為止。

經(jīng)過多次對現(xiàn)場不同部位振搗器材振搗時間的調(diào)整，最終確定出振搗時不同部位的最優(yōu)參數(shù)(見表2)。

表2 混凝土設(shè)計與最優(yōu)參數(shù)對比表

部位振搗設(shè)備振搗時間(s)設(shè)計最優(yōu)底板單點振搗時間?50振搗棒10～2510～15左、右側(cè)腰線?50振搗棒10～258～10附著式振搗器10～258～10頂拱附著式振搗器10～2510～12

4.5 優(yōu)化預(yù)埋件布設(shè)

4.5.1 灌漿套管

便于后期襯砌混凝土灌漿作業(yè)，混凝土澆筑時，需在混凝土中埋設(shè)灌漿孔的套管。灌漿孔的套管采用φ60薄壁鋼管，待鋼筋綁扎完畢后，按規(guī)定位置安裝焊接固定，套管一端和模板貼緊，套管用泡沫板封口。安裝后及澆筑過程中，應(yīng)防止碰撞變形。

4.5.2 橡膠止水帶

為避免澆筑過程中橡膠止水帶移動，采用自制“L”形彎鉤鋼筋卡扣，在堵頭模板封堵前將橡膠止水帶固定，固定方式見圖9。

圖9 橡膠止水帶安裝平面示意

4.6 優(yōu)化施工配合比

配合比優(yōu)化后，混凝土的和易性有所提高、坍損率明顯減小(見表3)、初終凝時間明顯縮短(見表4)，更能滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求，促使襯砌混凝土澆筑順暢，保證了襯砌工程的質(zhì)量和進度。

表3 優(yōu)化前后坍落度損失率

時間30min60min90min120min優(yōu)化前25%50%61.1%76.7%優(yōu)化后15%33.5%53.4%64.2%

表4 優(yōu)化前后襯砌混凝土初、終凝時間

時 間初凝時間終凝時間優(yōu)化前(2015.05.22)1988min/33.13h2179min/36.32h優(yōu)化后(2015.10.17)1332min/22.2h1538min/25.63h

襯砌混凝土脫模時間在混凝土初凝后進行，初凝時間詳見表4，配合比優(yōu)化后脫模時間較優(yōu)化前有所提前，提高了單倉混凝土循環(huán)時間，加快了施工進度，節(jié)約了材料投入費用及管理成本。

4.7 優(yōu)化模板脫模劑

針梁臺車就位前，需對模板內(nèi)側(cè)進行涂刷脫模劑，根據(jù)以往隧洞混凝土襯砌模板脫模劑使用類型，針對南總干渠隧洞襯砌混凝土模板脫模劑選取了水基型清水混凝土脫模劑。

水基型清水混凝土脫模劑的使用提高了臺車模板的周轉(zhuǎn)率，混凝土外觀質(zhì)量也有所改善，同時避免了傳統(tǒng)油基脫模劑對鋼筋的污染及洞內(nèi)環(huán)境的污染。

4.8 優(yōu)化混凝土養(yǎng)護方式

襯砌混凝土拆模后，需對其進行養(yǎng)護，傳統(tǒng)的養(yǎng)護方式為灑水養(yǎng)護，洞內(nèi)襯砌混凝土采用養(yǎng)護劑進行養(yǎng)護，噴涂養(yǎng)護劑與灑水養(yǎng)護對比存在以下優(yōu)勢：

(1)施工操作簡便、現(xiàn)場清潔、交叉作業(yè)干擾小；

(2)有效降低混凝土養(yǎng)護成本和勞動強度，節(jié)約費用50%以上；

(3)養(yǎng)護后的襯砌混凝土表面色澤加深、觀感良好；

(4)便于檢查與控制養(yǎng)護質(zhì)量，采用養(yǎng)護劑進行養(yǎng)護保濕性能強；

(5)節(jié)約了工程用水，避免了因灑水養(yǎng)護導(dǎo)致積水流至待澆筑的混凝土倉位中。

5 結(jié)語

本文結(jié)合向家壩水電站南總干渠取水隧洞工程施工實例，通過對小半徑轉(zhuǎn)彎段混凝土施工滿足設(shè)計要求所采取的一系列措施的闡述，對類似取水隧洞工程混凝土襯砌施工具有一定的借鑒作用。

趙文升(1982.04-)，男，甘肅白銀人，中國水利水電第五工程局有限公司向家壩水電站南總干渠取水隧洞工程項目部副總工程師，本科(工學(xué)學(xué)士)，工程師，從事水利水電工程技術(shù)與管理；

欽傳濤(1990.03-)，男，湖北隨州人，中國水利水電第五工程局有限公司向家壩水電站南總干渠取水隧洞工程項目部工程質(zhì)量部主任，本科，助理工程師，從事水利水電工程技術(shù)與管理。

■

TV671∶TV544.91

B

2095-1809(2017)02-0100-04