引水隧洞衬砌施工工艺及质量控制措施.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER123第 40卷第 2期0 引言福建省东山县水资源短缺，供水问题成为东山县招商引资及加快社会经济发展的主要制约因素，建设东山县岛外引水第二水源工程已刻不容缓。东山县岛外引水第二水源工程枢纽主要由取水建筑物、引水建筑物和加压泵站组成，取水水源为诏安县龙潭水库，进水口位于龙潭水库大坝左岸上游约120 m 山体，供水终点为东山县红旗水库，引水线路总长约 30 km，其中管道 5 处约 18 km（含跨仙陂溪和跨仙陂溪 2 处顶管 1 354 m，暗涵约 237 m），隧洞 5 处约 12 km（不含施工支洞）。以其中 1 处引水隧洞即新东亭高速隧洞工程建设为例，对引水隧洞衬砌施工工艺和质量控制进行分析。1 地形与地质条件新东亭高速引水隧洞全长 2 003.73 m，进口开挖底高程 12.05 m，山坡地形坡度 11 16，根据地质测绘，地表均为残坡积砂质黏土覆盖，厚度约为 2 4 m，下伏不同风化程度的石英砂岩。残坡积砂质黏土厚度 2.10 m，全风化岩厚度20.20 m，强风化岩厚度 7.50 m，弱风化岩厚度1.40 m。新东亭高速隧洞前段围岩岩性为石英砂岩，后段围岩岩性为含砂泥岩、石英砂岩及粉砂岩。石英砂岩属致密坚硬岩类，对隧洞成洞和围岩稳定有利，含砂泥岩及粉砂岩属软质岩类，对隧洞成洞条件和围岩稳定不利，现场采取了衬砌支护形式。引水隧洞衬砌施工工艺及质量控制措施林雄伟（福建省水利水电工程局有限公司，福建 泉州 362000）摘要：随着经济的发展，居民生活及生产用水的需求量逐步增大，多地出现本土水源无法满足本地居民生活及生产需求的现象，通过引水隧洞工程使水资源得到了更好的规划分配，有效的缓解各地用水的紧张形势。引水隧洞工程的地质情况往往较为复杂，施工中安全隐患较大，做好引水隧洞衬砌施工工艺及质量控制能很好解决此方面的问题。关键词：引水工程；隧洞衬砌；施工；质量控制中图分类号：TV554文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)02-0123-03DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.02.029Construction Technology and Quality Control Measures for Lining of Diversion TunnelLIN Xiongwei(Fujian Water Resources and Hydropower Engineering Bureau Co.,Ltd.,Quanzhou 362000,China)Abstract:With the development of the economy,the demand for water for residents daily life and production is gradually increasing,and there is a phenomenon in many places where local water sources cannot meet the needs of local residents for daily life and production.Through the diversion tunnel project,water resources have been better planned and allocated,effectively alleviating the water shortage situation in various regions.The geological conditions of water diversion tunnel engineering are often complex,and there are significant safety hazards during construction.Proper construction technology and quality control of water diversion tunnel lining can effectively solve these problems.Keywords:hydropower project;water diversion project;construction;quality control收稿日期：2023-01-14作者简介：林雄伟（1988-），男，福建永春人，工程师，主要从事水利水电施工管理工作。*124云南水力发电2024 年第 2 期2 支护形式的选定洞身开挖后经过设计单位地质工程师对围岩种类的判别，最终确定采用洞身钢筋混凝土衬砌的长度共计 1 382.3 m，其中 C1 衬砌断面 240 m，C3（类围岩）衬砌断面 729.3 m，C3（类围岩）衬砌断面 413 m。具体型式如下。C1 型衬砌型式：采用 C25 混凝土，衬砌厚度30 cm，单层钢筋布置，环向采用 C16200 钢筋，纵向采用 32C12200 钢筋。C3（类围岩）型衬砌型式：采用 C25 混凝土，衬砌厚度 30 cm，双层钢筋布置，内层钢筋环向采用 C18200 钢筋，纵向采用 32C12200 钢筋。外层钢筋环向采用 C18200 钢筋，纵向采用38C12200 钢筋。C3（类围岩）型衬砌型式：采用 C25 混凝土，衬砌厚度 30 cm，双层钢筋布置，内层钢筋环向采用 C18150 钢筋，纵向采用 32C12200 钢筋。外层钢筋环向采用 C22150 钢筋，纵向采用38C12200 钢筋。3 隧洞衬砌施工工艺引水隧洞混凝土衬砌施工工艺流程如下：测量放样及仓面清理模板安装钢筋绑扎混凝土浇筑施工混凝土养护。3.1 测量放样及仓面清理衬砌施工前通过全站仪和其他测量器材进行测量放样，确定衬砌的轴线跟高程。清理围岩面松动岩石，并用高压水进行冲洗，采用高压冲毛机对混凝土施工缝冲毛，设备无法触及的位置可采用人工凿毛。混凝土浇筑前应保持基面的洁净，禁止积水1-2。3.2 模板工程采用定形钢模，考虑到施工特点，且为确保施工质量与进度，混凝土浇筑拆装模板采用根据工程特点设计的简易组合钢模，组合钢模主要由钢模和钢架组成，钢架由 16 号工字钢弯制而成，通过法兰连接固定，模板采用定形钢模板，逐块安装在钢架上，先安装下部模板，设置封头木模板完成底板浇筑。再左右对称浇筑，逐步完成模板安装固定3。3.3 钢筋工程钢筋原材料进厂后，根据型号、规格分开进行堆放标识，钢筋根据设计图纸及规范要求加工完成后，按一段衬砌长度钢筋所需用量进行分配并运输至现场进行安装。根据之前测放出衬砌轴线与高程的控制点，确定衬砌主筋与分布筋安装位置4。利用预埋锚筋绑扎固定钢筋网骨架，再逐步加密绑扎直至绑扎完成。混凝土浇筑前需进行钢筋安装工序的检查验收，符合要求后才能进行下一道工序的施工。3.4 混凝土预埋件施工衬砌混凝土的预埋件主要包括止水片及后续灌浆所需的预埋套管。止水片主要安装在伸缩缝处，止水片根据图纸及有关规范要求加工完成后，运送至现场，安装时利用封头木模板固定。预埋灌浆套管前，需根据设计要求确定灌浆孔的位置，将加工后的灌浆套管绑扎固定在钢筋网骨架上，灌浆套管的一端与模板紧贴，并采取封闭措施。混凝土浇筑时，应避开套管位置，防止下料时对已安装好的套管进行冲击，导致预埋件移位5。3.5 混凝土浇筑施工1）混凝土拌和运输。衬砌混凝土采用搅拌站集中拌和，利用混凝土输送车利用出渣运输系统运送熟料至混凝土泵进料斗，通过混凝土泵输送入仓。2）混凝土入仓铺料。为防止底板脱空，浇筑底板时采用单侧下料，浇筑时混凝土面应超过中线确保底板填充密实。底板浇筑完成后改为两侧对称下料，控制下料速度，确保两侧浇筑面高度基本一致，避免因一侧下料过多而导致模板变形跑位6。3）混凝土平仓振捣。为了保证混凝土的成型质量，衬砌混凝土的振捣分为两部分进行，腋角及底板振捣可采用插入式振捣器，通过钢模上预留口伸入仓内振捣。拱顶部位无法使用插入式振捣器的，可安装附着式振捣器进行振捣。混凝土浇筑时，分层下料，及时振捣，混凝土面不再明显下沉，并且无气泡排除即可，严禁过分振捣导致骨料离析。3.6 混凝土养护和表面保护混凝土养护可采用洒水养护和覆盖草袋养护，养护开始时间一般在浇筑完成 8 h 后，安排专人进行养护，养护时间不宜少于 28 d，1 d 不少于 3 次，并形成记录。4 引水隧洞衬砌施工质量控制4.1 原材料控制施工所用的粗骨料、细骨料、水泥、钢筋、外加剂等原材料需满足设计及相关规范的要求。材料投入使用前应按照有关规程要求在监理单位林雄伟 引水隧洞衬砌施工工艺及质量控制措施125的见证下进行抽样送检，检测合格后方可使用。钢筋、水泥、外加剂等材料堆放时应做好下垫上盖，防止材料受潮影响使用。4.2 模板制作和安装控制根据建筑物结构尺寸定制模板，安装后的偏差满足规范要求。模板应具备一定的刚度、强度，保证混凝土浇筑时模板的牢固可靠、不变形。模板表面的平整度满足规范要求，浇筑前涂刷脱模剂，有利于保证混凝土表面的光洁平整，且便于后期模板的拆除。4.3 钢筋制作和安装控制钢筋在制作加工前应保证其平直且表面洁净无损伤，加工的尺寸、安装的位置、间距和数量满足设计及规范要求。钢筋的绑扎、焊接牢固，焊接接头根据规范要求进行抽样送检。4.4 混凝土浇筑控制混凝土浇筑前，采用与衬砌混凝土同标号的水泥砂浆进行铺底，铺设厚度为 1 2 cm。下料及振捣时应注意观察模板、支架、钢筋、预埋件的位置，出现变形、移位时立即进行调整和处理。拌和后的混凝土应尽快浇筑入仓面，入仓混凝土应及时平仓振捣。混凝土浇筑过程中，应对用于浇筑的混凝土质量进行抽检并制作试块，取样点设置在浇筑混凝土的入模处。浇筑混凝土时，应注意防止混凝土分层离析7。混凝土浇筑应保证连续性，避免形成冷缝。因突发不可预见因素中断且下层混凝土已初凝后，则该缝按施工缝处理。浇筑过程中，应妥善引排混凝土表面泌水。除底板混凝土外，衬砌混凝土的平仓应对称进行，混凝土的浇筑顺序应满足现场施工条件需要，对称入仓，混凝土均匀上升。入仓混凝土应及时平仓，防止混凝土料堆积，造成骨料与砂浆分布不均。发现存在粗骨料堆叠现象时，应将堆叠骨料铲出均匀的分布于仓内，并用振捣器进行振捣，确保仓内混凝土整体均匀密实。4.5 混凝土缺陷处理1）表面抹浆修补。对于小面积的蜂窝、露石、麻面等缺陷的处理可采用 1 2 水泥砂浆进行抹面修正，处理前，将混凝土表面的杂物清理干净，并保持湿润。处理后要做好后续的养护工作，防止产生收缩裂缝，使修补的水泥砂浆与原混凝土表面颜色基本一致，无明显的修补痕迹。表面裂缝的处理需将裂缝周边的混凝土表面凿毛或将裂缝凿成 1 道 U 型凹槽，涂抹水泥砂浆前保持裂缝及凹槽的洁净润湿，分层涂抹砂浆，每层砂浆应压实抹光。细小裂缝且数量不多时，可在裂缝冲洗干净后直接用水泥砂浆抹面修补。2）细石混凝土填补。露筋较深或蜂窝较严重时，可采用比原混凝土强度高 1 个等级的细石混凝土填补。填补前需将突出的骨料颗粒和附近不密实的混凝土全部清除干净，并保证浇筑面得到充分湿润。浇筑时应振捣密实，浇筑后做好后续的养护工作。较大孔洞的修补需按照施工缝进行处理，充分凿毛旧混凝土表面并冲洗干净。浇筑混凝土前应保持旧混凝土表面湿润，浇筑时应分层浇筑、分层振捣。填充混凝土可采用比原混凝土强度高 1 个等级的细石混凝土，为减少新旧混凝土间空隙也可在混凝土掺入膨胀剂。3）环氧树脂修补。裂缝宽度在0.1 mm以上时，用环氧树脂灌浆修补。裂缝宽度在 0.1 mm 以下时，用环氧胶泥修补，填塞前将裂缝清洗吹净，利用刮刀将环氧胶泥填塞入缝，并确保裂缝填充饱满，最后用刮板涂刮在裂缝表面。4）压浆法补强。对于较深的无法进行清理的蜂窝，为避免因为清理敲打对结构整体性造成破坏影响其使用功能，可采用压浆法补强。5 结束语科学、有效的水资源规划分配将为地方经济的发展提供有力的保障，引水隧洞工程由于其对周边建筑、环境影响小的特点被广泛应用于引水工程项目，由于隧洞地质的复杂性和不确定性，隧洞衬砌质量的合格与否是整个工程质量控制的关键，随着科技的发展，工艺的不断创新、改进，将为衬砌质量控制目标的实现提供更好的条件。参考文献：1雷鸣.引水隧洞开挖及底拱衬砌施工工艺研究J.黑龙江水利科技，2019,47（7）:175-178.2郭洪林，郭能达，沈一帆.提高引水隧洞钢筋混凝土衬砌施工效率的有效措施J.水利建设与管理，2020,40（6）:79-84.3 陶志强.穿山隧洞混凝土衬砌的施工应用探析J.中国水能及电气化，2018（9）:12-14+39.4李所，朱松.针梁滑模在水电站引水隧洞底拱混凝土衬砌中的应用J.云南水力发电，2022,38（12）:224-227.5关盛旺.水电站引水隧洞竖弯段混凝土衬砌施工技术J.河南水利与南水北调，2022,51（6）:25-26+88.6滕振楠，吴聪，田志宇，等.公路隧道上跨电站有压引水隧洞的结构影响分析J.四川建筑，2022,42（2）:229-232.7胡望来，王敏，周猛.夏特水电站引水隧洞冬季施工工效及成本分析J.四川水力发电，2022,41（2）:131-135.