提高纳子峡引水发电洞顶拱衬砌混凝土密实度的措施.pdf

提高纳子峡引水发电洞顶拱衬砌混凝土密实度的措施 杨 刚 王可 ( 中国水电建设集团第十五工程局有限公司 陕西 西安7 1 0 0 6 5 ) 摘要本文主要描述 了高水头下， 提高水工隧洞洞衬混凝土密实度的几种有效措施， 对于如何组织实 施水工隧洞混凝 土衬 砌提 出了基本 的方案， 作为类似工程施工借鉴 。 关键词 顶拱衬砌； 密实度； 施工方案 中图分类号 ： T V 5 5 4 + ． 1 4 文献标识码 ： B 1工 程概 况 青海 纳子峡水 电站位 于青海省东 北部 的 门源县苏吉滩乡和祁连县默勒镇 的交界处 ， 地 处大通河上游末段。电站主要任务是发 电， 电 站开发方式为混合式 ， 其中发 电引水洞洞长约 6 0 0 m， 由进 口渐变段 、 上平段 、 上弯段 、 竖 井 、 下弯段 、 下平段和压力钢管埋管段组成 ， 其中 混凝土衬砌段长度 4 5 0 m，压力钢管埋管段长 度 1 5 0 m， 混 凝土 衬砌段 衬砌 厚度 0 ．6 m( I I I 类 围岩) 、 0 ． 7 re ( I V类 围岩) ， 衬砌后 的洞径 6 m， 压 力钢管埋管段采用外包混凝土， 洞径为 5 m 。 整 个引水洞正常工作水头 1 1 3 m，为压力引水隧 洞 ， 未设 置调压井。 由于引水洞工作 工况要求很高 ， 因此在高 水头 的作用 下 ， 对混凝 土衬 砌要求较高 ， 特 别 是顶拱范 围内的密实度要求较 高。本文根 据 现场施工实际情况 ， 总结纳子峡引水发 电洞顶 拱范围提高浇筑密实度的措施 ， 作为类似工程 施工借鉴。 本工 程 引水发 电洞混 凝土衬 砌顺 序为 ： 下平段一下弯段一竖井一上弯段一上平段一 进 口渐变段 ，压 力钢管埋管段 与上平段衬 砌 同步施工 。 分仓 长度 1 2 m， 单仓设计浇筑混凝 土量约 l 1 2 m ，混 凝土标 号采用 C 2 0 W4 F 2 0 0 二级 配 ，混 凝 土采 用泵 送 混凝 土 ，塌 落 度 l 2 e m ～ l 4 c m 2浇筑过程存在的问题 引水洞顶拱混凝 土直接很难浇筑密实 ， 或 多或少存在空腔， 特别是在爆破过程， 由于控 制不好 ， 导致 超挖或表 面平 整度差 ， 易形成 空 腔 ； 或者 由于在浇筑过程 中措 施不 当， 人 为形 成空腔等。虽然有后期回填灌浆， 一是灌浆成 本高 ， 二是灌浆过程控 制不严 ， 也无法 完全灌 注密实 空腔 ， 鉴于此情 况 ， 在混凝土浇筑 过程 采取合理措施， 将空腔降低到最小， 对提高洞 衬质量和降低施工成本意义重大。 3提高洞衬顶拱密实度的措施 ( 1 ) 调整混凝土级 配 当混凝 土浇 筑至顶 拱时 ( 顶 拱 1 2 0 。 范 围) ， 顶拱范围空间狭小 ， 人员进入不了仓内， 同时浇筑至顶拱时， 若排气不畅， 顶拱范围内 会形成密闭空间 ， 混凝 土进入阻力增大。 浇筑顶拱 时 ， 一般可调整混凝 土级配 ， 将 级配调整为 I 级配 ， I 级配石子粒径 小 ， 浇筑 过 程阻力降低 ， 入仓效果好。若 I 级配混凝土入 仓困难时 ， 可考虑直接打砂浆 。 总之 ， 在混 凝土级配方 面及 时调整 ， 尽 最 大努力将空腔面积降下来。 ( 2 ) 顶拱范 围入仓 口及人仓次序 当混凝土浇筑顶拱时， 从堵头位置入仓已 经行不通 了， 需 将泵管接至顶拱 预 留口处 ， 一 般顶拱预 留 口间距 2 m～3 m。纳子峡采用钢模 台车顶拱 预留口共 4个 ， 每个孑 L 控制浇筑范围 3 m。 对个别顶拱 由于塌方造成的大空间 ， 在备 仓前需安装 预埋管 和排气管 ， 预埋管直径与泵 管直径相同 ，泵管出 口与 围岩距 离约 0 ． 1 m～ 0 ． 1 5 m， 作为二次 回填的预留管。 人仓顺序从低到高依次进行 ， 即从低处 预 留 口人料 ， 严禁跳孔入料 。 跳孔后 ， 易形 成混凝 土坎， 将顶拱范围进行了分割， 导致顶拱很难 浇筑密实。 ( 3 ) 预埋排气管( 兼观察孔) 在钢 筋安装 过程 中将 预埋管 一 同安装 。 安装位置提前查 勘冒顶范 围高度 、 大小 ， 确 定 安装位置 。 预埋管长度确定 后 ， 在加工厂提 前 加工好， 自 卸汽车运输至现场， 人工搬运至安 装作业面。安装过程利用安装钢筋搭设的脚 手架进行安装 。 将预埋管 固定在钢筋 网之 间 ， 并用拉结筋从三个方向拉紧， 根据管道长度 ， 若大于 2 m拉两层拉结筋。预埋管的顶部距 岩石面预留 1 5 e m出混凝土空间，预埋管进 料 口与钢模台车顶模贴紧。排气管紧挨预埋 钢 管安装 ， 用铁丝 捆绑在预埋钢管 上 ， 出 口段 高 出预埋 管约 1 0 e m，一 端紧 贴钢模 台车顶 模 ， 并用编制带塞 口， 防止混凝 土进 入。预埋 管 安装见 图 1 所示 。 预埋0 4 o 图 1 预埋管安装示意图 图2 混凝土二次回填示意图 当顶拱混 凝土 浇筑 至顶拱 范 围内时 ， 混凝土浇筑至堵 头高度 ，顶拱 范围 内会形 成密闭空腔 ， 空腔 内空气无法排出 。 所 以预 埋 排气管非常重 要 ，排气管一般埋 设在仓 内最高处 ， 一般用 硬塑料管 ， 塑料 管 口与 围 岩距离约 5 c m～ 8 c m 。备仓过程 ， 塑料管用 细钢筋加固牢固， 防止浇筑过程倾倒。 排气管同时兼观察孔作用，当混凝土 浇筑至顶部时，人无法直观地观察里面情 况， 判断是否浇筑满， 可通过排气管是否出 浆进行判断 。 排气 管一 般作为后面 回填灌浆或 固结 灌浆的孔之一， 灌浆结束后 ， 按照要求进行 封堵 。混凝土二 次回填示意见 图 2所示 。 ( 4 ) 混凝土振捣 当浇筑至顶拱时 ，混凝 土振捣 主要 依 靠附着式振捣器。纳子峡采用的钢模台车 顶拱安装 2 ． 2 k W附着式振捣器 ，间距 2 m 布置。 当浇筑顶拱时， 混凝土对钢模台车压 力非常大，附着式振捣器振捣时间掌握非 常 重要 ，一般 混凝土入料 约 4 m ～6 m 时 ， 时 间约 3 0 mi n～4 0 mi n振捣 一次 ， 附着式 振 捣器开启 时间长 2 0 s ～3 0 s 。人料哪个部位 ， 开哪边部位的振捣器 ， 严禁全开或开启时 间过 长。附着式振捣器 布置及顶板泵 管安 装 见图 3所示 。 图3 附着式振捣器布置及顶部泵管安装 ( 5 ) 二次 回填 在钢筋安装过程中将预埋管一同安 装。安装位置提前查勘冒顶范围高度、 大 小 ， 确定安装 位置。预埋管长度 确定后 ， 在 加工厂提前加 工好 ， 自卸汽车运输 至现场 ， 人工搬运至安装作业面。安装过程利用安 装 钢筋搭设 的脚 手架 进行安装 。将 预埋管 固定在钢筋 网之 间 ，并用拉结筋从 三个方 向拉 紧 ， 根据管 道长度 ， 若大 于 2 m拉两层 拉结筋。预埋管的顶部距岩石面预留 1 5 c m 出混凝土空 间 ，预埋 管进料 口与钢模 台车 顶模贴紧 。 排气管 紧挨预埋钢管安装 ， 用铁 丝捆绑在预埋钢管上 ，出口段高出预埋管 约 1 0 c m， 一 端 紧贴钢 模 台车顶 模 ， 并用 编 织袋塞口， 防止混凝土进入。 预埋 管 、 排气管安装 完成后 ， 在 浇筑一 次衬砌混凝 土时 ， 预埋 管要进 行保 护。浇筑 完成后及时把进料 口找到 ，并掏 出进入 的 混凝土。 回填混凝土等一次衬砌混凝土浇筑完 成后 ，且强度达 到 8 0 ％以上可 以进 行二次 回填混凝 土浇筑。 浇筑时现将预埋 管进料 口 、排 气管等 找到 ， 并确认管路无 封堵 ， 将预备好 的混凝 土泵管与预埋管进行连接， 安装泵管。 混凝土运输采用罐车运输 ，人仓用混 凝土泵入仓 。每次浇筑前对二 次回填 区进 行预估量， 根据预估量拌制混凝土。 浇筑过 程控制浇筑速度， 每小时不超过 1 2 m ， 回填 过程发现排气孔涌浆， 说明回填已满， 停止 回填 。 ( 6 ) 回填灌浆 回填灌浆是 提高顶拱范 围密实度 的最 后 防线 ，对混凝 土浇筑密实度 不够的补救 措施 。 一般洞 内混凝 土衬砌后 ， 均要进行 回 填灌浆，回填灌浆重点灌注部位是在开挖 过程 中顶拱 出现塌方 ，且 围岩 断面平整度 差 的部位 。 回填灌 浆安装设计要求 进行 ，施工过 程中严格按照规范要求工序进行控制。 4施工过程注意事项 ( 1 ) 浇筑顶拱时勤观察 当混凝土浇筑至顶拱时，要勤观察模 板 的加固 ， 勤紧顶撑丝杆 ， 同时观察堵 头模 板加 固及 缝间漏浆情况 。浇筑过程 间歇进 料 ， 降低混凝土 的浇筑压力 。 混凝土浇筑时保证料按配合比拌制 ， 严防预埋管受堵， 导致二次回填人料失败。 混凝 土人仓前先打水 ， 保证 管内湿润 ， 然后 再打砂浆。 混凝土塌落度满足配合比要求， 保证 混凝 土顺利 打人回填区。 ( 2) 混凝 土拌料 拌料严格按照配合比进行拌料。由工 程技 术出具施工配合 比 ，经 监理工程 师审 核 ， 将配合比送至拌和站 ， 拌和站操作人员 签收后方 可拌料 。 刚开始拌料时由质检人员旁站 ，根据 拌合料情况及时调整塌落度或砂率 ，确保 拌合料 和易性 。 ( 3 ) 通信保障 由于洞 内作业 ， 噪音 非常大 ， 且混凝 土 泵距仓面距离较远， 不能直接互通信息。 浇 筑过程必须配 备对讲 机 ，便于浇筑过程 沟 通协调 ， 若通信不畅极 易造成事故 。 ( 4 ) 人料顺序 浇筑过程严格按照从低到高人料， 严 禁跳孔人料。 当进料阻力增大时， 及时分析 原 因， 查找 问题 ， 不可盲 目打料。 ( 5 ) 预埋管 、 排气管 对备仓过程 中的预埋管 、排气管要 加 固好 、 保护好 ， 防止管路堵 塞和倾倒 。 5结 语 通过采取 上述 措施 ，纳子峡 引水 洞洞 衬混凝土密实度符合规范及合同要求， 在 业主委 托第 三方检测过程 中， 均符合要求 。 实践证 明只要措施到位 ，顶拱范 围内混凝 土浇筑 密实是可 以保证的 。陕西水利 ( 责任编辑 ： 黄灵芝 )