关于引水隧洞混凝土衬砌施工的探讨

关于引水隧洞混凝土衬砌施工的探讨

鲁磊

鲁磊

中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610081

摘要：引水隧洞是一种便于水源地自引水的水工隧洞，其也是引水式水电站建设中的核心项目。然而，其包含着复杂的水文地质特征，地处于恶劣的地理环境，这给隧洞混凝土的衬砌施工带来了一定的难度。如果对混凝土的衬砌施工处理不好，那么将会影响混凝土的基本结构，给隧洞的使用性能带来不利的影响。本论文就在此基础上从施工单位的角度结合水电站的引水隧洞混凝土施工方案以及混凝土衬砌施工的要点对隧洞的衬砌施工技术作深入的分析。

关键词：引水隧洞；混凝土；衬砌施工；技术分析

引言

在引水式水电站的建设过程中，引水隧洞的施工是极其重要的一个项目，其施工质量的好坏直接影响到水电站的基本性能。在引水隧洞中混凝土的衬砌施工是具有一定难度的。为了确保引水隧洞的使用性能良好以及混凝土的衬砌工作的安全开展，笔者想结合引水隧洞衬砌施工的布置研究来重点分析引水隧洞的混凝土衬砌施工要点与技术，希望能够给同类工程作参考，保障了引水隧洞的安全性能。

一、引水隧洞的衬砌施工布置研究

1.1施工场地风、水以及电源的布置

1.1.1关于施工用风的布置

在进行隧洞的混凝土衬砌施工时，所使用的风量总体不大，仅需满足清理仓面即可。但是由于施工场地以及施工环境的不同，施工方都要根据实际的施工状况选择适宜的移动式空压机实施供风。

1.1.2关于施工用水的布置

在进行引水隧洞混凝土衬砌施工时，就要注意做好对于混凝土施工过程中涉及的相关的清洗工作，而混凝土的主要施工用水一般为混凝土的养护以及仓号用水。这里混凝土用水量的控制是要经过科学的计算才可得知的，计算方式为Qs=N1×Q0×K1×K2&pide;（2×m×n）。而施工用水的传输与使用都是经过施工方事先布置好的预留支道中抽取，供水的管道最佳选择为Φ50PVC管，这种管道的的抗压性、延展性以及刚性较好，适用于混凝土用水的传输与提供。

1.1.3关于施工用电的布置

在隧洞的混凝土衬砌施工中，主要用到电源的项目为混凝土的泵、振捣器、电焊机以及日常的施工照明。对于不同用途的施工用电，施工方都要进行严密的计划与管理。混凝土泵使用的是220kw的机器，振捣器以及电焊机与日常的施工照明大致为20-30kw即可。

1.2混凝土的拌制与供应分析

在引水隧洞中进行衬砌施工使用的混凝土都是在未出厂前集中在厂区进行拌制的，拌制所参考的标准要根据实际隧洞与厂方所需的混凝土使用量为准。同时需要注意的是，混凝土的拌制与供应都是需要严格按照国家要求的技术标准而实行的。

二、混凝土衬砌施工的要点

2.1原材料混凝土的选取与质量控制

整个衬砌施工都是要在引水隧洞中实施，而混凝土表面如果长期受水流的冲刷，会对其内部的构造产生一定的侵蚀作用。整个衬砌装置也会处于常期的腐蚀状态。在引水隧洞的地下区域，不同的地表水，潜水等都会产生一定的压力，这会给混凝土材质带来一定的磨损。因此，在进行引水隧洞的混凝土衬砌施工前，施工方就要积极选取质量优等，并且具备良好的抗压性、抗磨性以及耐腐蚀性的混凝土原材料。为了确保混凝土的使用质量，施工方也要精心的调整混凝土材料中的混合比，一般情况下的天然砂混合料与人工砂混合料之间的比例为30：70，在引水隧洞中混凝土的配合比例参数也要注意，大致如图1所示：

图1引水隧洞混凝土施工配合比参数

2.2混凝土衬砌施工难度大，浇筑周期长

一般来说，混凝土的衬砌工作都是依靠衬砌台车才能完成的，而混凝土的衬砌台车是一种封闭式的结构，其底部位置以及中间位置才会设有若干的工作窗口，便于施工人员进行施工。而工作舱内空间小，内部钢筋的分布太密集，如果施工人员进入就会难以进行正常的操作，尤其是在顶部位置与中间位置如果发生了漏振的现象，那么混凝土整体的结构就会受到损害，进一步就会影响到混凝土的整个抗压度与强度，有的时候甚至会造成隧洞的大面积渗水，这样对于整体的安全性能也会产生影响。另外引水隧洞混凝土的浇筑周期也比较长，这对于施工方来说也是一个难点所在，混凝土的浇筑周期较长这就意味着要花费更多的人力与物力才能完成混凝土的衬砌工作。

三、引水隧洞的混凝土衬砌施工技术分析

在进行引水隧洞的混凝土衬砌施工时，要注意分结构施工，一般按照分段分层分部位来施工，先对底部进行浇筑，再浇筑边缘的拱部。先对底部进行浇筑，在底部浇筑完成的3个阶段后，再对边缘的拱部进行浇筑，这样才便于安装轨道。在底部位置的浇筑时采取的是穿行式台车进行施工，而在边缘的拱部位置则采取的是钢模台车进行施工，一般的浇筑段距离大约为12m，因此，不管是在进出口的拱部位置，还是上下弯的拱部位置，都要按照正常流程进行施工，再加以利用钢木模板进行固定。衬砌的施工步骤应先浇筑隧洞的下部位置，再逐步浇筑上部的拱弧阶段。

从科学角度来说，引水隧洞的混凝土衬砌施工工序为先准备施工材料，组织施工队伍进行施工知识的培训与安全教育，再计划施工方案；然后便去施工现场进行实地的测量与考察，再进行基础设施与施工场地的清理与整理；接下来就是安装钢筋的模板定位，预埋钢筋的工作，在固定好钢筋模板之后还要注意做好对模板的维护与保养工作；最后就是混凝土的浇筑与拆模工作，其次还要质量检验与完工。本论文就按照这个施工步骤依次讲解在隧洞实施混凝土衬砌工作的施工技术。

3.1施工前的必要准备

在进行隧洞的混凝土衬砌施工前，需要对混合砂石料与其他必备材料如钢筋，水泥，砂浆以及其他的增加剂进行严格的质量监管与检测，杜绝使用质量不合格的材料进行施工。还要根据上述所列出的混凝土施工配合比参数表进行合理的材料配比。在对隧洞底部拱弧位置进行衬砌施工时，先将设置好的钢筋模板在洞中安置好，再进行模板部件的组装。在正式进入混凝土的衬砌施工前，先要把衬砌的通道给铺设好，再把通道的距离，中心轴线进行确认后用洋钉进行固定。为了确保通道能够正常使用，在间隔5m处用钢筋将通道连接起来，再将模板构件安装进洞，在洞内设置台车进行衬砌施工。

3.2基础清理工作

这是在安装钢筋模板之前的必要准备步骤。施工人员需要先对基岩层上面的泥沙，杂物以及损坏的岩石进行清理，确保基岩层上无杂质，岩石缝间要用水流清洗干净，确保苍茫的干爽整洁。还有注意岩面的清洗最好采取分结构清洗的方式。这是一项很小但是却对隧洞的混凝土衬砌施工产生巨大影响的基础性工作，需要施工人员在完成所有规定要求后再对其进行进一步的检查，也是为了下一道施工步骤做铺垫。

3.3安装钢筋并预埋好相应的管道

在首次安装前需要先在基岩周围用电钻挖掘出深度较深的插孔，这样便于钢筋的插入。在准备好基础钢筋后再安装结构钢筋。对钢筋的选择也要按照国家规定的基本要求，钢筋表面要无破损，内部结构要充实，表面的锈斑也要处理掉。在捆扎钢筋时操作人员也要注意按照施工计划以及图纸进行操作，分布均匀，捆扎牢固，同时还要注意留好保护层的位置。在结构钢筋安装定型后，再按照设计图纸预埋好基础管道。经过检查验收后，才可准备下道施工程序。

3.4安装模板的工序

在进行隧洞衬砌施工时，需要安装组装拼凑的钢模台车。按照规定，钢模台车的长度为12.2m，模板的长度要与衬砌的长度保持一致。在设置好钢模台车后，根据洞口的中心轴线调节钢模的水平与垂直位置，固定住台车，便于接下来混凝土衬砌的施工。在钢模台车安装完毕后，将卡轨器固定好，开始启动油缸进行加速，将模板放置到预设的位置。接下来就要预埋输浆管，将输浆管的密封性作进一步的检测，将模板的四周进行平稳设置，并用螺栓进行固定，将千斤顶挂上台车的两端，这种方法可以检测模板是否有偏差。如果模板有偏差，则应该放下托架，用千斤顶的挂向来调整。油缸机械锁的长度可以决定模板的位置，最后调整平衡后再插上插销确保平衡。起台车两端的脚手板，一定要注意确保与模板对接位置的螺栓是栓紧的。接着就可以将油缸取出，使托架与模板之间隔离开。在安装堵头板和止水时，要注意的是堵头板的安装要根据实际的现场施工情况来定，但是其一定要放在岩石的层面之上，悬臂端要用斜撑物品来支撑。在进行基脚模板的安装与设置时，还需要注意的是基脚模板的下部要贴近千斤顶下面的外侧木质上，这样的话就可以确保基脚模板的平衡性与使用性能。而其的上部位置就需要使用木头作支撑，使其紧贴着边墙附近所设置的模板。

3.5混凝土浇筑工作

混凝土的选材也要注意质量上等，在搅拌机中集中进行搅拌时，要按照合理的配合比例进行设置，各种所用材料的质量与精密也要严格把握。在搅拌混凝土的过程中控制好搅拌的频率，时间与方法，尽可能使得混凝土的搅拌变得均匀，便于施工使用。在混凝土出机时要注意出机口与地面的角度控制在30-60度之间，搅拌好的混凝土运送至仓面附近，就要按照规定入仓处理。当然同时也要确保模板的成型，就要采取上述所提到的分层分结构浇灌的方法。分层的厚度需要控制好在30-40cm之间。在浇筑完毕后，采取底部机械振捣，将不同位置的混凝土振捣至平稳状态，不再沉陷，开始产生泛浆现象为止。

四、结语

综上所述，在充分了解与认知引水隧洞混凝土衬砌施工的重难点之后，笔者又结合了水电站的实际施工状况对混凝土的衬砌施工技术作了深入的分析，从施工前的准备工作，到安装钢筋前的基础清理工作，以及安装钢筋的正式预埋工作，还有混凝土的浇筑与最后的拆模，养护等工作都需要经过专业的施工操作才能完成。笔者希望引水隧洞的混凝土衬砌施工技术能够随着科学水平的不断提高，逐步朝着专业化，科技化及高效化的方向不断的发展。

参考文献：

[1]劳积禄，浅谈引水隧洞混凝土衬砌施工技术[J].科技资讯，2013-03-13.

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[3]吴强，引水隧洞灌浆施工技术探讨[J].交通建设与管理，2014-02-23.