浅谈长龙山电站引水平洞衬砌施工.pdf

56浅谈长龙山电站引水平洞衬砌施工张曦彦郭廷凯兰天/中国水利水电第十二工程局有限公司【摘要】长龙山电站引水中平洞混凝土衬砌厚度仅5 0 cm、作业空间狭小，施工时与上斜井混凝土、平洞固结灌浆施工存在交又作业，施工干扰大，通过对引水中平洞的施工进行策划合理安排，仅3.5 个月完成1号引水中平洞的混凝土施工。本文介绍其施工措施，供同类型抽水蓄能电站引水平洞衬砌混凝土施工参考。【关键词】长龙山引水平洞衬砌施工1工程概况长龙山电站引水系统采用三洞六机斜井式布置，引水中平洞开挖断面为高度7 m、底宽5 m的马蹄形，衬砌后为直径6 m的圆形，衬砌厚度5 0 cm，混凝土等级为C25W8F100。3 条引水中平洞分别长444.2 1m、464.56m、48 5.8 2 m，底坡坡比均为6.5%。引水中平洞混凝土施工具有地下洞室湿度大、空气不畅通、混凝土和易性及脱模时机控制难、交叉作业施工干扰大等特点。该部位混凝土施工组织设计阶段需综合考虑前期开挖支护的转序、引水上斜井滑模混凝土、上斜井下弯段混凝土、向下一步的平洞回填及固结灌浆转序等因素，结合工期合理安排3 条引水平洞使用的针梁台车、定制钢模板的台套数及中转使用的逻辑关系。2施工技术准备引水中平洞施工准备包括3 条中平洞混凝土的分仓设计技术准备和混凝土衬砌所用的模板系统施工规划等。2.1混凝土分仓设计引水中平洞衬砌混凝土原则上按照12 m一块进行划分，1号引水中平洞共分为3 8 块，2 号中平洞分为40块、3 号中平洞分为41块，自上游至下游编号，如1号中平洞为1ZP11Z P 3 8。中平洞采用人工立模和全圆针梁台车全断面浇筑施工，以1号中平洞为例，临近上斜井下弯段一块（1ZP1）、平面转弯段及其上游一块（1ZP21、1Z P 2 2）、支洞下游段5 块快（1ZP341ZP37、渐变段1ZP38）、施工支洞交叉段（1ZP33）采用人工立模浇筑，其余12 m一段为一块，采用针梁台车衬砌施工。按此划分原则，1号引水中平洞针梁台车浇筑段分为2 9块、人工立模段分为9块。2 号引水中平洞针梁台车浇筑段分为3 1块、人工立模段分为9块。3 号引水中平洞针梁台车浇筑段分为3 2 块、人工立模段分为9块。引水中平洞衬砌混凝土分块平面示意见图1。同样的，2 号、3 号引水中平洞的临近上斜井下弯段的2 ZP1、3 Z P 1，平面转弯段及其上游的2 ZP19、2ZP20、3 Z P 17、3 Z P 18，支洞下游段的2 ZP362 Z P 3 9、3ZP373 Z P 40，渐变段2 ZP40、3 Z P 41，施工支洞交叉段2 ZP35、3 Z P 3 6 的采用人工立模浇筑。2.2模板系统施工规划引水中平洞混凝土衬砌采用全圆针梁台车和定制钢模板两套系统。全圆针梁台车主要由模板总成、针梁结构、行走机构、侧向液压油缸、支承千斤顶等组成，模板长度为12 m，针梁展开长度为2 7 m。定制钢模板为：12m长直段模板1套、14m长转弯半径3 0 m弯段模板1套，因转弯半径相同，弯段模板为下弯段和平面弯段共用。1号、2 号引水中平洞各采用1台针梁台车施工，1号中平洞与施工支洞交叉段施工完成后将台车拆除并转移至3 号中平洞进行组装。中平洞施工共使用2 台针梁台车、1套渐变段定制钢模板、3 套12 m长直段模板、2套14m长转弯半径3 0 m弯段模板。浇筑块分仓施工封头模板采用木模板。模板在加工厂统一制作现场拼装。模板在使用前清理干净，在表面涂刷脱模剂；模板使用后将模板表面的附着物清理干净，刷油保护。57浅谈长龙山电站水平洞衬砌施1ZP1人工立模9m1号中平洞台车段2 2 8 m：1ZP2114.8m:1ZP331ZP21ZP201ZP2211.7m:1ZP322ZP11ZP3810.1m108m:1ZP231ZP3142.7m:1ZP341ZP373ZP12号中平洞2ZP40上斜井下弯段2ZP192ZP202ZP353ZP413ZP183号中平洞3ZP363ZP17施工支洞图1引水中平洞衬砌混凝土分块平面示意图3中平洞衬砌施工中平洞衬砌施工包括总体施工程序安排、全圆针梁台车及人工立模段施工方法。3.1施工程序1号引水中平洞衬砌混凝土按以下程序安排施工。（1）先安排施工支洞下游段衬砌施工，从下游向上游依次进行，支洞下游侧采用1套定制钢模板、人工搭设脚手架立模浇筑。（2）靠近上斜井的1ZP1先不施工，待下弯段及1ZP2块施工完成后再行安排。采用针梁台车12 m一块自上游向下游施工，遇到平面转弯段1ZP22后，台车移动至1ZP23块位置，此时上斜井下弯段已经完成施工，安排将1套定制钢模板转移至1ZP22处立模。（3）在1ZP21、1Z P 2 2 备仓的同时，针梁台车自1ZP23块向下游浇筑。（4）支洞上游侧施工完成后，将针梁台车移至支洞口安排拆除，紧接着进行交叉段施工。（5）1号中平洞针梁台车拆除后再在3 号中平洞进行组装。2号、3 号中平洞施工程序基本同1号中平洞。下游侧平洞及渐变段模板按1号2 号3 号中平洞的顺序施工，1套平段及渐变段模板共同使用、下游侧施工完成后将平段模板转移至主支洞交叉口或平弯段上游块立模。1号中平洞平面弯施工完成后将模板转移至2 号斜井下弯段，2 号同理；平段钢模板在1号主支洞交叉口施工完成后移至3 号中平洞3 ZP1块施工。3.2针梁台车段施工针梁台车设计衬砌长度为12 m，在中平洞与施工支洞交叉口组装。台车安装完毕后进行运行调试、利用其液压系统行走至浇筑位置后开始各项作业。平洞上18 0 范围钢筋超前施工，不占直线工期，针梁台车段衬砌按前序块封头模板拆除测量放样（同时台车前支腿落地）样架搭设及下18 0 范围钢筋安装预埋件如接地、灌浆导向管等安装台车模体就位并完成校模封头模板施工混凝土浇筑拆模养护的顺序组织施工。3.2.1钢筋施工中平洞上18 0 范围内结构钢筋利用自制钢筋台车作为作业平台施工，下18 0 范围钢筋绑扎待台车模板体就位后施工，自下而上一次绑扎成型。钢筋安装所用架立筋采用C22钢筋、间距8 0 cm布置一根，架立筋和锚杆焊接牢固。中平洞混凝土结构钢筋规格为C28和C22两种，环向C28主筋采用机械连接和焊接，纵向C22辅筋之间连接采用绑丝绑扎或焊接。3.2.2预埋件安装预埋件主要为回填灌浆管、固结灌浆管，固结灌浆管埋设范围为全断面，顶拱12 0 范围固结灌浆管兼作回填灌浆管。固结灌浆管采用预埋管固定在钢筋上，在模板面一侧端头采用塑料薄膜包扎，以免混凝土浇筑时进人灌浆管内造成堵塞，浇完拆模后及时清理封口。3.2.3止水结构安装PVC止水带在埋设时要与混凝土界面贴合平整，接头部分黏接紧固，浇埋过程中充分振捣混凝土，使其与混凝土结合良好，确保止水效果。3.2.4封头模板封头模板安装采用双钢管作背楞、拉条内拉进行固定。堵头模板采用2 cm厚的木板或胶合板作为面板，背楞采用A12拉筋和钢管固定，拉筋焊在边墙锚杆上，焊好后，调节拉筋螺帽，使堵头模板达到准确位置。3.2.5混凝土浇筑混凝土由混凝土拌和系统拌制，采用混凝土搅拌车运至作业面、泵送人仓。58混凝土工程混凝土利用台车窗口两侧交替均匀下料，两侧高差不超过5 0 cm。仓内混凝土安排专人边浇边平仓，不得堆积。振捣采用插入式振捣器、呈梅花形布点，间距不超过振捣器有效半径的1.5 倍，振捣器的插入深度为已浇筑层以下5 cm，振捣时间以控制不再显著下沉并开始泛浆为准。浇筑数据电缆管、安全监测设备数据管线等预埋件周围时，细心振捣并辅以人工捣固密实，并及时清除黏附在待浇模板、钢筋和预埋件表面的砂浆。为使混凝土尽量充实，顶拱设置排气管。待仓内人员无法操作时改用台车上设置的冲天炮浇筑，待排气管混凝土均匀排出、输泵压力开始明显上升时停止浇筑、封仓。必要时，收仓前最后一车混凝土可使用自密实混凝土进行浇筑。3.2.6养护及拆模引水中平洞混凝土强度达到2.5 MPa以上，或视模板拆模后混凝土表面有无损伤，黏模、棱角损坏等现象，可拆除封头模板。模板根据试块试压强度大于5MPa时，方可拆模，一般在浇筑完两天后进行，拆模后即清理干净，涂脱模剂以利于下次使用。混凝土脱模后及时分析混凝土脱模质量，出现不满足规范要求的情况时，及时修正各项施工参数和混凝土参数，保证混凝土施工质量。3.3人工立模段施工人工立模衬砌段主要包括临近上斜井下弯段1块、平面转弯段及其上游1块、支洞下游段5 块、施工支洞交叉段及其上游1块。人工搭设满堂脚手架为全断面的混凝土施工时模板提供支撑，满堂架搭设参数为0.7 m0.7m1.2m。模板采用A12拉筋和钢管固定，模板与钢管之间通过节安螺栓和蝴蝶扣连接固定。节安螺栓由内外拉杆及带螺纹的锥形螺母三部分组成，混凝土浇筑时内拉杆及锥形螺母浇筑到混凝土内部，拆模后可用套筒扳手将其取出，混凝土表面留下的锥形孔洞利用高一强度等级的砂浆抹平。3.4施工工效1号引水中平洞混凝土衬砌共分3 8 块，其中人工立模段9块，钢模台车段2 9块。实施阶段单条中平洞使用1台钢模台车、3 套定制钢模板，台车就位及安装20d，钢模台车段平均2 d完成1个浇筑块施工，人工立模段平均8 d完成1浇筑块施工，衬砌混凝土施工总用时3.5 个月，施工效率高，施工质量优。4结语长龙山电站引水中平洞衬砌混凝土施工，工程所在地海拔较高，地下洞室环境湿度大、空气不畅通，混凝土衬砌厚度仅5 0 cm、作业及操作空间狭小，中平洞衬砌混凝土施工与上斜井直线段混凝土、上斜井下弯段混凝土、上斜井直线段固结灌浆施工存在交叉作业，施工干扰大，项目部克服了重重困难、合理安排施工，仅用时3.5 个月完成1号引水中平洞的衬砌混凝土施工，为同期施工的2 号引水中平洞及后续3 号引水中平洞混凝土施工总结了经验，也为同类型抽水蓄能电站引水平洞混凝土衬砌提供施工借鉴。