湟水北干渠隧洞混凝土施工工艺和方法.pdf

第 4 6卷第 2期 2 0 1 0年 2月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 Ga n s u W a t e r Co n s e r va nc y a nd Hy dr o po we r Te c h no l o g y Vo 1 4 6 N o 2 F le b 2 01 0 施工技术 湟水北干渠隧洞混凝土施工工艺和方法 李顺 平 ( 甘肃省水利水电工程局 ， 甘肃 兰州7 3 0 0 4 6 ) 摘要： 结合湟水北干一期工程隧洞混凝土衬砌 实践， 介绍了采用钢模 台进行隧洞混凝土衬砌的施工工艺和方法。表 明采用钢模 台车进行隧洞混凝土衬砌 ， 避免 了钢拱架散模 浇筑混凝 土 出现 的缺 陷， 顺利地 完成 了施工任务 。 关键词 ： 混凝土衬砌 ； 钢模 台车 ； 引水 隧洞 ； 湟水北干 渠 中图分 类号 ： T V 5 5 4 1 4 文献标 识码 ： B 1 概 述 青海省“ 湟水= I E 干一期工程” 位于湟水河北岸， 地理位置 介于东经 1 0 3 3 0 1 0 2 。 4 8 ， 北纬 3 6 。 1 2 。 工程区地形复杂， 渠 系建筑物多， 是一项以城镇工业和生活用水、 农村人畜饮水 、 农业灌溉为主 、 兼顾生态建设用水的大 ( 2 ) 型水利 工程。 7 及 8 # 隧洞位于大通县东峡镇与向化乡交界处 ，高程在 2 8 1 0 - 2 8 5 0 m之间， 地质构造复杂， 成洞条件差， 主要为、 V类围 岩。 隧洞采用 城门洞形 ， 净断面为 3 0 0 rex 3 4 5 I l l 。 过水断面 全部用 C 2 5 钢筋混凝土衬砌 ，类 围岩 浇筑厚度 为 3 0 c m， V类围岩浇筑厚度为 3 5 c m。 7 隧洞长 1 1 0 5 5 3 3 n l ； 隧洞 长度为 7 4 8 4 0 3 m。混凝土衬砌量为 1 4 6 5 0 m ， 钢筋制安 1 2 3 6 t 。 湟水北干一期工程是国家投资重点扶贫项 目， 是青海省 一 号工程， 工程质量要求高， 工期紧， 如何保证混凝土衬砌质 量并保证工程按期完工是本项 目的重点 。 2 混凝土浇筑 总体 施工 方案 先浇筑底板混凝土， 并 同时按照设计预埋侧墙钢筋； 侧 墙、 顶拱混凝土采用移动式钢模 台车跳仓浇筑 。混凝土在拌 和站集 中拌制 ， 由 3 IT I ， 混凝土罐 车运输 ， 混凝 土入仓用混凝 土输送泵对称入仓 ， 插入式振捣器振捣 。 3 施 工工艺 3 1 隧洞洞身模板 隧洞段模板采用 1 O m移动式液压钢模台车支模浇筑。 ( 1 )钢模台车施工工艺 移动式液压钢模台车主要由台车架和模板系统及调整 模板系统的液压系统组成。其中顶模板固定在上部支架上 ， 连拱模板和顶拱模板铰接。车架可沿专用轨道移动， 上面装 有直螺旋千斤顶和倾斜式液压缸调节杆， 台车轴线与平洞轴 线大的错位主要靠轨道控制， 小范围的误差可通过直千斤顶 和倾斜液压缸来调整竖直和水平位置， 模板由型钢和 8 m m 厚的钢板组成， 每 2 m高设一层混凝土人仓 口， 便于混凝土 浇筑， 振捣采用附着式振捣器。 钢模台车的行走动力由电动机配变速箱驱动。 行走轨道 用 3 0 k s m的轻型钢轨 ，轨道下铺设位 3 0 c mx 3 0 c m的枕 木 ， 枕木与钢轨连接用道钉， 枕木间距 6 0 1 0 0 c m， 轨道分 2 段 ， 前段长 2 5 m， 轨道随台车的移动紧跟移动。 ( 2 )台车支模程序 布放枕木一铺 轨一放线 校正- + 台 车移 动- - 4 - 台车就位一 顶拱升位一侧墙模板就位一模板刷油一堵头模板及止水带 安装一堵头封堵一整体校正一二次校正。 ( 3 )台车拆模程序 铺下跨枕木一铺下跨轨道一拆卸堵头模板一降顶拱模 板一收缩侧模一 台车牵引移动 钢模台车的运转 由专门的钢模台车班组经技术交底和 技术培训后按操作规程进行。 钢模台车严格按金属结构加工 规范进行 加工。 3 2 钢 筋制安 3 2 1 钢筋施工 钢筋加工程序为调直一除锈一切割一弯曲成型等， 钢筋 加工采用机械施工； 钢筋的下料长度按图纸和规范要求通过 计算确定 。 用钢尺量取 。 钢筋 下料 前 ， 用 调直机调直 ， 使 之符 合规范要求； 钢筋的切割采用切割机进行 ， 施工中， 保证钢筋 切 口垂直 ， 无弯 曲； 钢筋弯曲采用弯 曲机进 行施工 ， 施工前先 按 图纸放 出钢筋加工大样图 ， 按 大样图进行 加工 。弯 曲过程 中， 防止钢筋出现断裂和裂缝。钢筋加工允许误差如表 1 所 列 。 表 1 钢筋加工允 许误差值 项 目 允许误差值， m m 钢筋加工后 的净长度 箍筋不 同部分的长度 钢筋弯 曲点 扭 曲角度 1 0 士 5 2 0 3。 钢筋表面的灰尘、 油脂 、 生锈膜 、 铁屑、 以及其它漆膜清 除干净。自制钢筋运输架 ， 用载重汽车拖专用钢筋运输架将 钢筋运输到工作面， 人工运输绑扎。 钢筋按设计图纸安装， 用 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 1 0 6 作者简介： 李顺平( 1 9 7 3 一 ) ， 男， 甘肃靖远人 ， 工程师， 主要从事水利水电工程施工和管理。 6 3 2 0 1 0年第 2期 甘肃水利水电技术 第 4 6卷 绑线将钢筋固定成刚性框架 ， 在钢筋骨架上间隔绑扎或金属 垫块， 以确保钢筋的保护层厚度 ， 钢筋绑扎牢固， 位置正确。 垫块等钢筋支护间距为 1 0 0 c m。用于拼接的钢筋的长度不 少于6 m， 包括拼接部分的长度。 钢筋绑扎、 焊接钢筋网的交 叉连接满足图纸规定， 墙或地面两排钢筋的外连接点全部连 接起来 ， 剩余的点在交叉处连接 5 0 。钢筋安装质量要求如 表 2 所列 。 表 2 钢 筋安装 质量 要求 项 目 允许误差值 r I 1 r I l 钢筋长度， 同一卷钢筋的累计间距 用于板 和墙 的钢筋 同排钢筋 间距 双排钢筋 的行距 保护层局部厚度 1 2 保护层的净厚度 O 1 间隔 O 1间隔 O 1 间隔 1 ， 4 保护层净厚度 3 2 2 钢筋焊接 本标段钢筋拼接采用焊接， 按照技术规范要求施工。 钢筋的拼接长度符合 D L T 5 0 5 7 1 9 9 6和 S D J 2 0 7 8 2 标准 ； 钢筋拼接交错布置， 避免在同一部位进行拼接 ， 拼接位 于结构 中受力较小 的部分 ； 强度检 验时 ， 从 每批成 品中切取 3 个试件进行拉力试 验。钢筋最小拼接长度 如表 3 所列。 表 3 钢筋的最小拼接长度 钢 筋 名 称 丽 丽 蠹 堕 3 2 3 保护层 保护层满足图纸的技术规范要求( 表 4 ) 。 表 4 钢筋保护层厚度 3 2 4 质量保证 钢筋安装和清理在监理工程师检查前完成， 混凝土浇筑 前 2 4 h通知监理工程师检查 。各工点进行钢筋加工前 2 O d ， 将安装图纸、 切割钢筋的类型和数量的清单提交监理工程 师得到批准 。 钢筋在运往现场前 的2 1 d ，向监理工程师提交生产厂 家的试验证书。所有钢筋按规范要求的频率进行检验， 试验 合格经监理工程师批准后方可使用。 3 3 伸缩缝止水带夹设施工 ( 1 )伸缩缝止水材料的尺寸及品种规格等， 均符合施工 详图规定。 其材质、 拉伸强度、 伸长率、 硬度等技术性能， 均应 6 4 符合国家有关规定。 沥青应满足材质要求， 并符合设计要求。 ( 2 )止水带采用定型钢模及专用钢架夹设。 ( 3 )橡胶止水带的搭接须在搭接处用锉刀锉毛， 清刷干 净后用环氧树脂粘接， 粘结时， 在配好的环氧树脂加入适量 的石棉绒， 塞人止水带两接头中， 确保粘接强度与密实性， 上 下用钢板 夹具 固压粘接 头处 ， 搭接 长度 为 1 0 c m， 止水带转 角处需做圆角。 3 4 混凝土浇筑 3 4 1 混凝 土施 工工艺流程及浇筑 清底验收一测量放线一钢筋绑扎一检查验收一台车就 位一 堵 头模 止水 安装 一模 板 检测 验收 一混 凝 土泵 管 道安 装 一混凝土浇筑一拆模一养护一 下一循环 。 混凝土浇筑 时 ， 自模板上预留的入仓 孔人 仓 ， 自下 而上 ， 对称分层浇筑、 平行上升， 并逐层封堵人仓 口。人仓时， 混凝 土自由倾落高度不超过 1 m。在混凝土浇筑过程中， 随时观 察模板、 支架、 钢筋、 预埋件和预留孔洞的情况 ， 当发现有变 形 、 移位 时， 及时采取措施进行 加固处理 ， 因意外情况混凝土 浇筑受阻时 间不得超过 2 h ， 否则按施工缝处理 。混凝 土振 捣采用插人式 振捣器振 捣 ， 采用插 入式振捣器振捣 时 ， 必 须 符合下列规定： ( 1 )每一振点的捣固延续时间， 应使混凝土表面呈现浮 浆 和不再 沉落。 ( 2 )振动棒的移动间距不大于振捣器作用半径 的 1 5 倍 。 ( 3 )捣动棒 与模 板 的距离不 大于其作用半径 的 O 5倍 ， 并避免碰撞 钢筋 、 模板 、 预埋件等 。 ( 4 )振动棒插入下层混凝土内的深度不小平 5 0 mm。 ( 5 )按规定要求在混凝土浇筑现场做试件， 并详细填写 施 工记 录。 3 4 2 封拱 混凝土封拱采用混凝土泵垂直封拱法 ， 即混凝 土输送 管 与 预埋 同直 径冲天尾 管垂直对接 ， 冲天尾管 出 口与岩 面保持 2 O 3 0 c m距离， 在保证混凝土自由扩散的情况下， 尽量浇满 仓号 ， 冲天尾管延洞轴线方向每 5 - 6 m埋设一根。为排除仓 内空气、 检查拱顶混凝土充满度， 在有较大超挖面等处根据 具体情况安设排气管 ，封拱时当两个排气管开始漏浆时， 说 明拱顶已填满 ， 此时， 混凝土泵停止工作， 去掉包覆冲天尾管 上预留孔眼的铁皮 ， 在冲天尾管上预留的孑 L 眼内插人细钢筋 头 ， 封闭冲天尾管， 拆除混凝土输送管， 待混凝土初凝后， 割 去 冲天尾管 ， 凿毛表面混凝 土 ， 用 同标号水泥砂浆抹平 。 封拱 时， 配备专职质检员现场指挥， 确保拱封堵饱满。 为避免浪费 混凝土， 在满仓前， 根据已浇混凝土量估算出仓内剩余混凝 土容量并根据混凝土输送管长度估算出输送管内混凝土体 积， 当二者大体相等时 ， 从混凝土输送泵进料 口塞人海绵球 或橡胶球 ， 用高压空气将输送管内混凝土压人仓 内， 并 由专 人在排气 孔或堵头模板 处观察 、 指挥 ， 以保证既最 大限度地 浇满仓号， 又防止爆仓。 3 4 3 泵送混凝土施工要求 碎石最大粒径与输送管内径之比不大干 1 ： 3 ；砂率不小 于4 0 ， 最小水泥用量为 3 3 0 k m 3 ； 坍落度为 1 8 0 2 2 0 m m。 第 2 期 李顺平 ： 湟水北干渠隧洞混凝土施工工艺 和方法 第 4 6卷 管道管线安装要求直、 转弯缓； 浇筑点先远后近； 泵送前用少 量水灰 比为 0 7的水 泥砂浆湿润导管 ， 换管节 时先湿 润后接 管 ； 泵送过程严禁加水 ； 开泵后无 意外情况 中途 不可停歇 ； 泵 送混凝土结束时， 洗管前先行反吸， 降低管内压力； 洗管时， 从进料 口塞人海绵球或橡胶球， 用水将存浆推出； 不得采用 受潮和过期水泥 ， 不 同品种或不同标号的水泥不得7 昆 用 。 3 5 隧 同混凝土浇筑循 环作业 时间 隧洞钢筋混凝土衬砌段浇筑计划以 1 0 m为一段， 自上 游向下游方向浇筑 。以 1 0 m为循环计算 隧洞 混凝 土浇筑 循环时间 ： ( 1 )各类 管线 位置调整或拆移 各类管线位置调整或拆 移可在底 板清理时 同时进行 ， 该 工序直线 工时约为 2 5 h ， 即 t 1 = 2 5 h ； ( 2 )钢筋安装 钢筋绑扎时间 ， 按 1 2 h计 ， 但考虑到钢筋 绑扎时 问可 以 在上一跨 台车就位及拆模等待 的 4 8 h内完成 ，基本不 占用 直线工期 ， 因此 t 2 = 5 h 。 ( 3 )台车移动 、 台车就位 台车移动 、 台车就位时间 ， 按 7 5 h 计算 ， 即 3 = 7 5 h ； ( 4 )混凝土输送管等运输 该工序直线工 时约为 2 5 h ， 即 t 4 = 2 5 h ； ( 5 )混凝土输送管支设 混凝土输送管支设用时约 2 5 h 。该工序直线工时约为 2 5 h， 即 t 5 = 2 5 h； ( 6 )测量放线 底板混凝土测量放线不 占用直 线工 时 ， 即 t 6 = 0 h ； ( 7 )混凝土浇筑 ( 1 0 m) 隧洞混凝土 1 0 m长度浇筑量 ： 1 3 2 x 0 4 5 1 0 = 5 9 4 m ( 计入 1 0 e m超挖量 ) 混凝土浇筑配置 H B T 4 0 混凝 土输送泵 ，混凝土输 送泵 的生产能力为 4 0 m 3 h ， 考虑拆移输送管等其 它因素 ， 实际按 1 5 m 3 h计算 ， 则 每 1 0 m混凝土浇筑用 时为 ： 5 9 4 1 5 = 3 9 6 h ， 即 t 7 = 4 h； ( 8 )混凝土等强及拆模 混凝土等强、 拆模按混凝土浇筑完成后 2 4 h 计算 ， t 8 = 2 4 h ； 因此 ， 以 1 0 m一循环计算 ， 隧洞混凝土浇筑循环时间为 ： t洞身l 0 = l +t 3 + 4 + 5 + 8 =4 8 h 则 ， 隧洞混凝 土浇筑 以 l 0 m为一循 环计 ， 循 环时 间为 t l 0 = 48 h。 2 套钢模 台车 浇筑用 时为 ： 1 8 5 4 1 0 = 1 8 6 d 3 6 混凝土浇筑资源配置 ( 】 )施 工机械及设备 配置 ( 表 5 ) ( 2 )人员配置 ( 表 6 ) 3 7 隧洞混凝土浇筑施工要点 ( 1 )混凝土采用分层、 左右交替对称浇筑 ， 每层浇筑厚 度不大于3 0 4 0 e m。 两侧高度控制在 5 0 e m以下， 输送软管 管 口至浇筑 面垂距控制在 1 5 m以内 ， 以防混凝土离析 。浇 筑过程要连续 ， 避免停歇造成“ 冷缝” ， 间歇时间一般不得超 过 1 h ， 否则按施工缝处理 。 ( 2 )当混凝土浇至作业窗下，应刮净窗 口附近的赃物 ， 表 5混凝 土浇筑主要设备 配置 注 ： 均为三班制 表 6 人员 配置 工种 数量从 现场管理人 员 测量人 员 模板工架 子工 钢筋工 混凝土浇筑工 司机 电焊工 机械工 电工 普工 1 06 涂刷脱模剂 ，窗 口与面板 接缝处涂腻子 以确保 紧密结合 ， 不 漏浆 。 ( 3 )采用插入式振捣棒振捣为主， 安装在侧模的附着式 振捣器 、 人工小铲插 边 、 木锤敲振 外模 振捣为辅 ， 振捣定 人 、 定 点 、 分区进行 ， 标准 为混凝土不 下沉 、 不 冒气泡 、 表面开始 泛浆。即防漏振， 致使混凝土不密实， 又防过振， 混凝土表面 出现砂纹。特别是内模反弧部分要确保捣固充分 ， 避免出现 气孔现象 。 ( 4 )混凝土浇筑完毕后 1 2 1 8 h内， 及时进行养护， 使混 凝土表面始终保持湿润状态。养护采用混凝 土养 护剂养护 ， 即拆模后在混凝土表面喷洒一层养护剂， 溶液挥发后 ， 在混 凝土表面形成一薄层保护膜 ，使混凝土表面与空气隔离， 阻 止混凝土 内部水份蒸发 。 4结语 本工程对洞身混凝土采用钢模台车衬砌， 避免了传统的钢 拱架散模浇筑混凝土出现的缺陷， 混凝土的外观及内在质量均 达到设计要求， 工程按期完工， 得到了建设单位的好评。 6 4 6 9 6 3