何超

(陽(yáng)光凱迪新能源集團(tuán)有限公司,湖北武漢 430223)

庫(kù)尼卡里水電站小斷面隧洞砼襯砌施工技術(shù)

何超

(陽(yáng)光凱迪新能源集團(tuán)有限公司,湖北武漢 430223)

尼泊爾庫(kù)尼卡里水電站是一個(gè)梯級(jí)開(kāi)發(fā)的小水電站項(xiàng)目,引水隧洞為小斷面混凝土襯砌形式,且洞身較長(zhǎng)。在引水隧洞進(jìn)水口段砼襯砌中使用的組合鋼模板這一施工技術(shù),既節(jié)省投資,又大大節(jié)省時(shí)間,加快工程進(jìn)度,同時(shí),取得了良好的質(zhì)量。

隧洞 砼 襯砌 鋼模 施工

1 工程概況

庫(kù)尼卡里(Kulekhani)電站項(xiàng)目是一個(gè)3級(jí)計(jì)劃的梯級(jí)電站項(xiàng)目，裝機(jī)1.4萬(wàn)千瓦并利用109米的水頭而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。電站最大流量為16m3/秒，其中從Khani河來(lái)水流量估計(jì)為2.5m3/秒。Kulekhani－III水電站為引水式電站，從Khani Khole和Kali Khala兩條河道的交匯口，修建一座引水構(gòu)筑物，主要構(gòu)筑物為：沉砂池、直徑120cm的重型混凝土管子、引水隧道前池、輸水隧道(包括施工支洞、水平段壓力管道和斜坡段壓力管道)、半地下式發(fā)電廠房、箱涵式尾水管、敞口式尾水渠、出口河道護(hù)坦，場(chǎng)內(nèi)道路排水、高邊坡防護(hù)和排水、門衛(wèi)房、倉(cāng)庫(kù)、河道防護(hù)、開(kāi)關(guān)站及開(kāi)關(guān)站沿河側(cè)漿砌石防護(hù)等附屬構(gòu)筑物。引水隧洞穿過(guò)巖體質(zhì)量由好到差。巖體由粗晶質(zhì)大理巖(與次生片巖夾層很好組合)、片巖(富含石榴石云母片巖、一些灰質(zhì)石英巖、白云巖以及內(nèi)部夾雜有Dhunga石英巖和閃巖的綠泥巖)、含有細(xì)晶質(zhì)石灰?guī)r和白云巖的硅質(zhì)白云巖和板巖綠泥巖(主要含有黑碳質(zhì)板巖和暗灰色板巖和綠泥巖)構(gòu)成。巖石的接觸面被剪切，可以推斷，Mahabharat沖斷層(20多米厚)可能是剪切巖石帶，通過(guò)Ch.1+430m。巖體的整體走向幾乎為東－西向，并向北傾斜。本工程隧洞開(kāi)挖主要為一條約4700m長(zhǎng)的引水隧洞和總長(zhǎng)約1361.6m的5個(gè)施工支洞，開(kāi)挖為馬蹄形狀及城門形洞，襯砌厚度有20cm、30cm等，現(xiàn)以馬蹄形狀為例進(jìn)行說(shuō)明，襯砌成形后洞徑均為3.6m，設(shè)橡膠止水，伸縮縫填料采用三油兩氈。隧洞內(nèi)鋼筋均不過(guò)倉(cāng)縫；鋼筋接頭為焊接，單面焊10d，雙面焊5d。

2 施工工作面和主要施工資源布置

隧洞開(kāi)挖已完工成一大半，在此情況下，如采用鋼模臺(tái)車，需從國(guó)內(nèi)采購(gòu)，成本高，且到貨時(shí)間長(zhǎng)，時(shí)間進(jìn)度不易保證。經(jīng)過(guò)多方論證討論，決定此段采用組合鋼模板，每段12長(zhǎng)，每個(gè)工作面視長(zhǎng)度配備兩套或三套組合鋼模板，可以跳倉(cāng)澆筑，并有利于結(jié)構(gòu)混凝土散熱，避免溫度裂縫。每個(gè)工作面布設(shè)一臺(tái)HBT60型拖式混凝土輸送泵。該泵水平輸送距離為1500m，垂直輸送距離為350m，理論輸送量為60m3/h。

圖1

3 測(cè)量放樣與基礎(chǔ)面處理

測(cè)量人員根據(jù)施工詳圖經(jīng)測(cè)量放出結(jié)構(gòu)物邊線，測(cè)量重點(diǎn)把握襯砌底板高程，腰線位置，作為立設(shè)模板的依據(jù)；放樣架立鋼筋控制位置，便于準(zhǔn)確地綁扎鋼筋；所有放樣點(diǎn)均采用不易被擦掉并且鮮艷顯眼的記號(hào)標(biāo)識(shí)。在基礎(chǔ)面處理之前，用全站儀檢查洞壁是否存在欠挖的部位，如存在大面積欠挖，如有用噴漆作標(biāo)記，所有用手風(fēng)鉆鉆孔，進(jìn)行爆破處理。如存在個(gè)別點(diǎn)欠挖，用風(fēng)鎬進(jìn)行處理，以保證滿足設(shè)計(jì)襯砌厚度，此項(xiàng)工序做到位，方可進(jìn)入基礎(chǔ)面處理工序。將倉(cāng)號(hào)內(nèi)巖石表面的積水、泥漿、巖屑、油污等用高壓水沖洗，其他有害的附著物和松散物、半松散的或風(fēng)化的巖塊等雜物人工清理干凈。如地下水比較豐富，采取妥善引排。

4 鋼筋制安

鋼筋由鋼筋加工廠統(tǒng)一加工，鋼筋加工廠根據(jù)技術(shù)部門開(kāi)出的鋼筋下料單進(jìn)行加工。成品鋼筋用汽車運(yùn)至洞口，洞內(nèi)采用自制簡(jiǎn)易平板車運(yùn)輸。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員按照施工圖紙指導(dǎo)工人進(jìn)行鋼筋綁扎；運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)的成品鋼筋表面應(yīng)潔凈無(wú)損傷，油漆污染和鐵銹等應(yīng)在使用前清除干凈。帶有顆粒狀或片狀老銹的鋼筋不得使用。鋼筋保護(hù)層厚度控制采用預(yù)制的砂漿墊塊，加墊在鋼筋和模板之間。邊墻和頂拱鋼筋綁扎的整個(gè)工序，利用鋼筋臺(tái)車人工綁扎。

灌漿所需的各種預(yù)埋(預(yù)留)管件，按照?qǐng)D紙所示根據(jù)測(cè)量放樣位置，將預(yù)埋件固定在襯砌鋼筋上，并加固牢靠。澆筑砼以及拆模時(shí)不得對(duì)預(yù)埋件有所損傷、碰歪等不良情況。

5 組合鋼模板的施工

尼泊爾庫(kù)尼卡里引水隧洞進(jìn)水口段采用組合鋼模，每12m為一倉(cāng)(視模板長(zhǎng)度而定)。

5.1 布設(shè)支撐架立筋(以P3015模板為例,見(jiàn)圖1)

為了防止支撐架立筋施工完后露筋，可在架立筋與模板接觸位置布設(shè)混凝土墊塊。

5.2 鋼拱架試拼

鋼拱架共分為四片，其中三片為等同大小，弧長(zhǎng)L=3.56m，另一片L=0.316m，作為楔子，方便拆模而設(shè)置的，放在頂部位置。在使用鋼拱架之前，可在洞外采用架子管進(jìn)行拼裝，必須保證拼成的圓形拱架周長(zhǎng)為10.996m(直徑d＝3.5m)，并用噴漆編號(hào)，以備配套使用。(鋼拱架見(jiàn)圖2)。

5.3 安裝模板

以P3015和P2015圓弧模板為例。拼成11.3m圓弧(直徑3.6m)需37塊P3015圓弧模板和1塊P2015圓弧模板。安裝模板前，要將模板面清理干凈，并涂刷脫模劑。在安裝模板時(shí)，先安裝底部模板，要注意模板定位，以隧洞中心底板架立筋為分界點(diǎn)，中心位置為一塊P3015圓弧模板，然后再安裝其兩側(cè)模板，每側(cè)安裝6塊P3015模板，然后將整個(gè)倉(cāng)號(hào)的底模安裝好后，再安裝鋼拱架。在安裝鋼拱架時(shí)，必要時(shí)可通過(guò)使用手拉葫蘆，使鋼拱架與模板緊貼，然后，用鉛絲將拱架和模板連為整體。倉(cāng)號(hào)內(nèi)模板安裝完畢后，要使用架子管將鋼拱架連為整體。

圖2

圖3

5.4 設(shè)置抗偏移和抗浮裝置

為了保證成形混凝土滿足設(shè)計(jì)要求。抗偏移錨桿裝置要和底板架立模板鋼筋在同一位置，抗浮設(shè)置要在模板安裝完后設(shè)置，其位置要在鋼拱架上面，受力面積要大，要做到每一榀鋼拱架上都要設(shè)置抗浮裝置。如果有千斤頂，最好使用千斤頂，它可以重復(fù)利用，操作簡(jiǎn)單，減少了材料投入。另外為了防止底部和腰部抗浮筋在結(jié)構(gòu)面出現(xiàn)露筋問(wèn)題，可在抗浮筋和模板接觸處采用混凝土墊塊形式。

5.5 設(shè)置進(jìn)料口

在模板上留進(jìn)料口，供混凝土泵管進(jìn)入以便輸送混凝土，其布置位置首先要滿足澆筑混凝土自由跌落高度不超過(guò)1.5m，滿足振搗要求，保證振搗密實(shí)；其次為振搗人員提供便于平倉(cāng)振搗的作業(yè)空間，可采用間隔預(yù)留一塊P3015模板為后裝模板。進(jìn)料口設(shè)置如圖3所示。

5.6 安裝堵頭模板

由于開(kāi)挖輪廓不規(guī)則，所以堵頭采用木模，現(xiàn)場(chǎng)量取距開(kāi)挖邊線的距離，然后截取相應(yīng)的木板安裝，加固采用設(shè)圓弧箍筋，在洞壁打插筋固定的施工工藝。

5.7 組合鋼模板安裝安全要求

(1)安裝組合鋼模板，一般應(yīng)按自下而上的順序進(jìn)行。模板就位后，要及時(shí)安裝好U型卡和L型插銷，連桿安裝好后，應(yīng)將螺栓緊固。同時(shí)，架設(shè)支撐以保證模板整體穩(wěn)定。(2)需要拼裝的模板，在拼裝前應(yīng)作好操作平臺(tái)，操作平臺(tái)必須穩(wěn)固、平整。(3)墻模板現(xiàn)場(chǎng)散拼支模時(shí)，鋼模板排列、內(nèi)外楞位置、間距及各種配件的設(shè)置均應(yīng)按鋼模板設(shè)計(jì)進(jìn)行；當(dāng)采取分層分段支模時(shí)，應(yīng)自下而上進(jìn)行，并在下一層鋼模板的內(nèi)外鋼楞、各種支承件等全部安裝緊固穩(wěn)定后，方可進(jìn)行上一層鋼模板的安裝，當(dāng)下層鋼模板不能獨(dú)立地安設(shè)支承件時(shí)，必須采取臨時(shí)固定措施，否則不得進(jìn)行上一層鋼模板的安裝。(4)墻模板的內(nèi)外支撐必須堅(jiān)固可靠，確保組合鋼模板的整體穩(wěn)定；高大的墻模板宜搭設(shè)排架式支承。(5)模板現(xiàn)場(chǎng)散拼支模應(yīng)逐塊逐段上夠U型卡、緊固螺栓、柱箍或緊固鋼楞并同時(shí)安設(shè)支撐固定。(6)安裝預(yù)拼裝整體模板時(shí)，應(yīng)邊就位，邊校正，邊安設(shè)支撐固定。整體柱模就位安裝時(shí)，要有套人柱子鋼筋骨架的安全措施，以防止人身安全事故的發(fā)生。

6 止水帶安裝

由于洞挖邊線超挖，止水帶安裝困難，采用止水帶以內(nèi)作成固定模板，止水帶以外現(xiàn)場(chǎng)拼裝，做到既方便施工，又不至于漏漿。止水帶安裝要求比較高，如果止水帶固定不好，在澆筑過(guò)程中 發(fā)生卷曲或移位，可能出現(xiàn)安裝止水帶處漏水的質(zhì)量事故。為此，在安裝止水帶的同時(shí)，要用鋼筋卡子將止水帶固定好。

7 混凝土澆筑

根據(jù)引水隧洞砼襯砌采用組合鋼模施工的特點(diǎn)，為了加快施工進(jìn)度，防止人員窩工，采用跳倉(cāng)澆筑法。即：先1、3、5 ….倉(cāng)后2、4、6…倉(cāng)。同時(shí)為了防止在澆筑2、4、6…倉(cāng)時(shí)，在最后封倉(cāng)時(shí)澆筑不滿，需在2和3、4和5倉(cāng)交接處設(shè)置排氣管。如果單工作面采用三套模板，則先1、4、7倉(cāng)后2、5、8倉(cāng)，依此類推。

施工工藝要求：

(1)基巖面和新老混凝土施工縫面在澆筑第一層砼前，可鋪水泥砂漿，厚度不大于2～3cm，均勻平整，無(wú)漏鋪，以保證新砼與基巖或新老混凝土施工縫面結(jié)合良好。(2)為保證混凝土質(zhì)量，砼采用泵送入倉(cāng)，自由跌落(垂直或傾斜地)距離不應(yīng)大于1.2m，嚴(yán)禁采用導(dǎo)致骨料分離的方式澆筑混凝土，入倉(cāng)后人工平倉(cāng)。倉(cāng)號(hào)內(nèi)若有粗骨料堆疊時(shí)，應(yīng)均勻地分布至砂漿較多處，但不得用水泥砂漿覆蓋，以免造成蜂窩。(3)砼澆筑應(yīng)先平倉(cāng)后振搗，嚴(yán)禁以振搗代替平倉(cāng)。振搗時(shí)間以砼粗骨料不再顯著下沉，并開(kāi)始泛漿為準(zhǔn)，應(yīng)避免欠振或過(guò)振。振搗時(shí)，應(yīng)將振搗器插入下層砼5cm左右，嚴(yán)禁振搗器直接碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋件。(4)在砼澆筑過(guò)程中，嚴(yán)禁在砼泵車或倉(cāng)內(nèi)加水；砼和易性較差時(shí)，必須采取加強(qiáng)振搗等措施；倉(cāng)內(nèi)的泌水必須及時(shí)排除；應(yīng)避免外來(lái)水進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)，嚴(yán)禁在模板上開(kāi)孔趕水，帶走灰漿。(5)混凝土澆筑應(yīng)保持連續(xù)性，如因故超過(guò)允許間歇時(shí)間，但混凝土能重塑者，可繼續(xù)澆筑，如局部初凝，但未超過(guò)允許面積，則在初凝部位鋪水泥砂漿后可繼續(xù)澆筑。當(dāng)混凝土已出現(xiàn)較嚴(yán)重初凝時(shí)應(yīng)視為施工縫處理。(6)砼振搗：底板和邊墻及頂拱空腔較大部分均采用φ50軟軸振搗棒振搗，頂部主要采用附著式振搗設(shè)備進(jìn)行振搗。邊墻和頂拱砼澆筑時(shí)應(yīng)兩側(cè)對(duì)稱下料，混凝土鋪料厚度每層50cm，保持砼面均勻上升，頂拱砼采用退管法或垂直法封拱。施工中要做好溫控措施。(7)拆模、養(yǎng)護(hù)：模板的拆移時(shí)限應(yīng)征得監(jiān)理人批準(zhǔn)，根據(jù)類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，初擬澆筑12～18h后拆模；襯砌混凝土拆模后，及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù)，使表面保持濕潤(rùn)狀態(tài)。一般連續(xù)養(yǎng)護(hù)7～14天。

8 結(jié)語(yǔ)

庫(kù)尼卡里水電站引水洞進(jìn)口段混凝土襯砌采用組合鋼模板，進(jìn)度達(dá)到了業(yè)主方的要求。在小斷面的隧洞混凝土襯砌施工中，特別是工期要求很緊的情況下，使用組合鋼模板是較理想的，不但成本低，易于操作，而且有利于加快施工進(jìn)度，減少結(jié)構(gòu)混凝土溫度裂縫。