李軍強

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明650041）

1 工程概述

小灣水電站尾水隧洞洞徑及長度在國內(nèi)均屬較大規(guī)模，引水發(fā)電系統(tǒng)尾水部分由尾水支洞、機組尾水檢修閘門室、圓筒阻抗式調(diào)壓室、尾水隧洞和尾水出口等建筑物組成［1－4］。裝機容量4 200MW，尾水隧洞出口漸變段分為兩類：第一類在檢修閘門井前由圓形 （Φ18m）變?yōu)榉叫?（18m×18m）；第二類在檢修閘門井后由方形 （18m×18m）漸變?yōu)槌情T洞型 （18m×18m ［R＝10.392m，θ＝120°］）。上游接尾水隧洞 （圓形斷面），下游為尾水出口段 （城門洞形），中間由檢修閘門井相連。閘前漸變段開挖高度為19.15～23.00m，開挖寬度為19.15～21.20m，平頂部位開挖起拱高度2.0m；閘后漸變段開挖高度為23.00～21.15m，開挖寬度21.20m，平頂部位開挖起拱高度1.5m。

尾水隧洞出口檢修井閘前漸變段襯砌型式厚度為1.3～3.3m；閘后漸變段襯砌厚度為1.5～3.0m；尾水隧洞襯砌后斷面：高度18.0m，寬度18m。襯砌混凝土強度等級為C20；主筋為Ф32mm螺紋鋼，分布筋為Ф16mm螺紋鋼。

施工縫的設(shè)置：尾水隧洞出口閘門井前漸變段分為底板層、邊頂拱兩層；尾水隧洞出口閘門井后漸變段分底板、邊墻、邊頂拱3層施工；為減小頂拱混凝土單倉自重、減小拱架尺寸，將邊頂拱層分為兩層澆筑。

2 施工分層、分塊及程序安排

2.1 分層分塊方案

1）尾水隧洞出口閘前漸變段長度為20m，分為兩塊進(jìn)行施工，每塊長度為10m，每塊分為3層進(jìn)行澆筑，底板、邊頂拱、頂拱回填。

第一層為底板層 （底板及其以上邊墻0.20m），高度2.2m。底板層整塊澆筑，長度25.43m。

第二、三層為邊墻層，分層高度分別為4.7m和4.6m，二、三層頂面為水平面。第二、三層均不分塊，單塊澆筑，長度25.43m。

2）尾水隧洞出口閘后漸變段混凝土分為兩塊、五層澆筑

第一層為底板層 （底板及其以上邊墻0.20m），高度2.2m。底板層整塊澆筑，長度25.43m。

第二、三層為邊墻層，分層高度分別為4.7m和4.6m，二、三層頂面為水平面。第二、三層均不分塊，單塊澆筑，長度25.43m。

第四層為頂拱層，高度1.8～2.0m，該層分兩塊澆筑，第一塊，長13.0m，尾支0－011.500～0＋001.500m，第二塊長12.43m。

第五層為頂拱起拱部分2次澆筑，高度1.8～2.0m，長度13.0m。

2.2 模板方案

尾水隧洞底板為普通鋼木組合模板，邊墻采用北新鋼模，內(nèi)置拉筋及對撐支撐方案。頂拱模板用木模拼裝，上面釘竹膠板，滿堂腳手架結(jié)合木拱架支撐體系。

2.3 總體施工程序

底板混凝土施工→邊墻混凝土施工→第一塊頂拱混凝土一次澆筑→第一塊頂拱混凝土起拱部分二次澆筑→第二塊頂拱混凝土澆筑。

3 施工工藝措施

3.1 墊層、底板混凝土施工

3.1.1 施工工藝流程

3.1.2 主要施工工藝措施

巖面清理：首先用反鏟將底板大塊石渣清走，然后人工配合反鏟對巖面進(jìn)行仔細(xì)清理，至無大塊石渣及局部聚集碎渣及石粉為止。

測量放線：用全站儀放出結(jié)構(gòu)體形線及體形控制、校核點。

預(yù)埋管安裝：嚴(yán)格按設(shè)計圖紙及設(shè)計要求埋設(shè)排水管，并進(jìn)行接頭的密閉性實驗。

鋼筋綁扎：依據(jù)結(jié)構(gòu)鋼筋控制點拉施工線控制結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎高程。為保證砼的鋼筋保護(hù)層厚度，在鋼筋與模板之間設(shè)置強度不低于結(jié)構(gòu)設(shè)計強度的砼墊塊。

接地體、止水安裝：接地體沿襯砌砼內(nèi)層結(jié)構(gòu)鋼筋敷設(shè)，每隔10m與結(jié)構(gòu)鋼筋牢固焊接，接地體過縫處設(shè)置過縫鋼管，施工縫處接地體露出砼不短于1.0m。結(jié)構(gòu)縫安裝兩道止水：內(nèi)層為復(fù)合紫銅片止水帶 （迎水面），外層為橡膠止水帶 （背水面）；施工縫設(shè)一道橡膠止水。止水在鋼筋綁扎完后進(jìn)行安裝。

預(yù)埋灌漿管安裝：由于該段鋼筋較密，為避免后期造灌漿孔時損壞結(jié)構(gòu)鋼筋，采用預(yù)埋灌漿管導(dǎo)向鉆孔。

模板安裝：堵頭模用鋼木模拼裝而成，內(nèi)置拉筋結(jié)合外撐加固模板。

抹面軌道設(shè)置：為保證底板抹面平整度要求，在底板設(shè)置刮軌對砼面進(jìn)行找平。

清倉、驗收：用高壓水對倉面進(jìn)行清洗，待倉面沖洗干凈后，請現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收，并簽發(fā)開倉證。

砼入倉、振搗：采用8m3砼攪拌運輸車運輸，泵送入倉。砼振搗應(yīng)均勻，嚴(yán)禁漏振過振，振搗器應(yīng)快插慢拔，振搗時間以砼骨料不再顯著下沉，并開始泛漿為止。預(yù)埋件周圍要小心仔細(xì)振搗，保證預(yù)埋件下部的砼密實。

收倉、抹面：收倉時根據(jù)倉內(nèi)剩余空間情況預(yù)估要料數(shù)量，以免浪費。首先用刮板對砼面大體找平，然后施工人員腳踏承重木板用木抹子局部收平，最后用鋼抹子壓光，局部缺陷用同批次砼的砂壓光修復(fù)。預(yù)埋灌漿管部位采用木塞暫時堵塞，待抹平后，將木塞輕旋取出。

養(yǎng)護(hù)、脫模：砼收倉后將砼面用麻帶覆蓋。在砼澆筑結(jié)束后6～18d內(nèi)對砼面噴水養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)禁砼出現(xiàn)干濕交替現(xiàn)象，待砼達(dá)到70%強度后拆模，繼續(xù)噴水養(yǎng)護(hù)28d。

3.2 邊墻混凝土施工

邊墻混凝土分兩層通倉澆筑，用1.5″鋼管搭設(shè)作業(yè)平臺，拉模錨桿及對撐加固模板。

3.2.1 施工工藝流程

3.2.2 主要施工工藝措施

已澆底板砼面保護(hù)：當(dāng)?shù)装鍧岔乓堰_(dá)到設(shè)計強度后，在上面鋪20cm厚的袋裝細(xì)砂，袋裝細(xì)砂上面鋪50cm厚的碎石作為底板砼保護(hù)層。

作業(yè)平臺搭設(shè)：尾水支洞漸變段邊墻砼施工平臺用1.5″鋼管搭設(shè)。寬度為整個漸變段，中間預(yù)留施工通道。作業(yè)平臺鋪竹跳板，竹跳板用鉛絲與腳手架牢固綁扎，整個作業(yè)平臺用安全網(wǎng)包裹。

拉模錨桿施工：模板支撐由拉筋承擔(dān)，拉模錨桿充分利用系統(tǒng)錨桿，在系統(tǒng)錨桿不足的情況下增設(shè)。

縫面處理：人工對施工縫面進(jìn)行鑿毛處理，以粗骨料半露為宜。

其它施工工藝措施同底板。

3.3 頂拱混凝土施工

為減小模板支撐體系，將第一塊 （小樁號側(cè)）頂拱砼分兩層澆筑，第二塊一次性澆筑。模板支撐體系為木拱架＋滿堂腳手架。入倉方式：泵送。

滿堂腳手架搭設(shè)：滿堂架用1.5"鋼管搭設(shè)，將邊墻澆筑時使用的滿堂架繼續(xù)加高至設(shè)計施工高程。

測量放線及木拱架安裝：用全站儀測出每一榀木拱架安裝位置及其安裝高程，木拱架安裝后及時用抓釘將其與底部的枋木固定防止位移，固定之后校核其位置、高程。

模板安裝：頂部模板用膠合板拼裝，拼縫要嚴(yán)密，有錯臺及縫隙的地方必須進(jìn)行刨平及批灰處理。

頂拱為斜坡，為減小支撐體系，將頂拱第一塊砼分兩層澆筑，在倉內(nèi)架設(shè)懸空模板，用鋼筋架支撐模板，拉筋加固，澆筑后形成臺階狀分層，此項工作在內(nèi)層鋼筋綁扎完后施工。

堵頭模板在止水安裝好后即可進(jìn)行，堵頭模采用鋼木組合模。

入倉、振搗：邊墻部分砼從上游向下游分層澆筑，層厚不大于50cm，砼澆筑時兩側(cè)和上下游之間上升速度要均勻。分料時多移動下料口，使砼層厚度盡量均勻，減少用振搗器平倉，嚴(yán)格按設(shè)計進(jìn)行收倉。

頂拱二次澆筑：邊頂拱澆筑24h以后進(jìn)行施工縫處理，待第一次澆筑砼強度達(dá)到70%之后進(jìn)行頂拱二次澆筑施工。從上游到下游采用退管法施工，封拱時一定要保證澆滿，可適當(dāng)采用部分一級配砼。

其它施工工藝措施同底板。

4 安全重點防范措施

1）所有進(jìn)入施工作業(yè)面的人員，必須按規(guī)定配帶安全防護(hù)用品，遵章守紀(jì)，聽從指揮。上部作業(yè)時不得向下拋扔物品，在高空作業(yè)時應(yīng)相互照應(yīng)；工作臺、踏板、腳手架的承重量不得超過設(shè)計要求，并應(yīng)在現(xiàn)場掛牌標(biāo)明?；炷翝仓?，應(yīng)全面檢查倉內(nèi)排架、支撐、拉筋、模板及平臺、溜筒等是否安全可靠；手持式電氣設(shè)備的操作手柄和工作中接觸的部分，有良好絕緣，使用前進(jìn)行絕緣檢查。

2）尾水隧洞漸變段一次性澆筑段排架穩(wěn)定驗算

該段混凝土最大澆筑厚度為2.90m，排架驗算取最大澆筑厚度進(jìn)行驗算。初步確定腳手架間、排距為0.8m，層高為0.8m。其驗算過程如下：

（1）立管受力計算

1）鋼筋混凝土自重：

現(xiàn)澆C20鋼筋混凝土，取容重γ＝2.47t·m－3。澆筑高度取最大值2.9m計算，0.64m2混凝土自重為：

m1＝0.8×0.8×2.9×2.47＝4.584t

2）0.64 m2面積上木拱架、腳手架及木模板自重：

m2＝97.2＋122＋25.6＝244.8kg

3）0.64 m2施工荷載：取N3＝2.0kN

則立管最大承載力為：

Nmax＝ （m1＋m2）＊g＋N3＝ （4.584＋0.2448）×10＋2.0＝50.288kN

（2）立柱穩(wěn)定性計算

按最不利條件進(jìn)行計算。

φ48×3.5mm鋼管，斷面實體面積A＝489.3mm2。

立管受壓最大應(yīng)力：б＝Nmax／A＝50.288×1000／489.3＝102.8MPa。

鋼管長度系數(shù)：μ＝1，（按兩端鉸支）。

鋼管長細(xì)比：λ＝μL／i＝1×80／1.58＝50.63，查表得折減系數(shù)：φ＝0.88。

則：φ ［б］＝0.88×170＝149.6MPa＞б＝102.8MPa。

故支撐架穩(wěn)定。

5 結(jié) 論

小灣尾水出口漸變段混凝土襯砌厚度為1.3～3.3m，檢修閘門井前后各分20m兩段，每段10m。頂拱分層1.8～2.2m，因頂拱有13%的坡度，將分層線設(shè)計為臺階狀，共分為5個臺階，臺階長度為2.0～3.0m，臺階高度為0.5m。待第一次澆筑混凝土強度達(dá)到70%之后進(jìn)行頂拱二次澆筑施工，退管法施工，封拱時適當(dāng)考慮采用一部分一級配混凝土，一定要保證澆滿。滿堂腳手架支撐體系間排距經(jīng)過計算確定，保證施工安全。

［1］王明，張敏.小灣水電站尾水隧洞開挖支護(hù)的技術(shù)優(yōu)化［J］.云南水力發(fā)電，2006，（03）：44－48＋64.

［2］高志敏，鄭允鋒，張廣亮，等.小灣水電站1號尾水出口閘門井壁塌方原因分析［J］.云南水力發(fā)電，2007，（05）：69－72.

［3］王淑建，王振全.映秀灣水電站尾水高邊坡的加固與治理［J］.四川水力發(fā)電，2010，（01）：1－2＋9＋164.

［4］劉民軍，張貴祥.小灣水電站尾水調(diào)壓室阻抗板混凝土施工［J］.云南水力發(fā)電，2010，（02）：73－75.