关于水电站引水隧洞衬砌施工技术的探讨

摘要：引水隧洞的衬砌施工是现代化水电站建设最主要的内容之一，施工难度较高。本文结合新疆某水电站建设工程，先对该工程的概况进行阐述，接着对工程衬砌施工的施工方案、混凝土衬砌的施工工艺及混凝土强度设定进行论述，以望为相关工程或人士提供有价值的参考。

关键字：水电站；引水隧洞；砼衬砌；施工技术

中图分类号:TV741 文献标识码：A

隧洞的混凝土衬砌是隧洞建设施工过程中的重要施工环节，对水电工程中的引水隧洞进行衬砌施工时要将各方面的条件因素都考虑全面，重点保证混凝土衬砌的强度及稳定性符合工程的实际需求，保证建设工程能够安全、长久地使用。本文结合新疆某水电站衬砌施工的实际情况，分析混凝土快速衬砌技术在实际工程中的具体使用。

工程概况

新疆某水电站进行调整之后发电引水隧洞工程的砼衬砌长度是3766m，其桩号的范围是引0+000~引3+766，引水进口的底板高度是1840m，纵坡比为1/380.洞口直径是5.4m，钢筋砼结构的厚度是0.4m，砼标号是C25F20010，衬砌及开挖的断面都是圆形，设计要求的分仓长度是10m，一共有378仓，编号是1-1#的支洞和引水隧洞的轴线交于1+577. 332的桩号处，是考虑到工程整体进度而新加的工程，其洞身段的长度是586. 986 m，最大的纵坡坡率是9%,底面宽度是5 m,洞的高度是6.2 m，边墙的高度是4.755 m，顶拱处的圆心角是120°6′42″，在桩号为0+280的附近安置有错车道,其中双车道的长度是18m,两侧渐变段的长度是13.5m,开挖的断面尺寸是9 m6.6m(即宽高)。将该工程分成上游及下游两个工作面,其中上游的长度是1570 m,下游的长度是2196 m,重点为下游的施工提供畅通的施工通道。编号是1#的施工支洞与引水隧洞轴线交于引0+131. 226的桩号处,洞身段的长度是174.67 m,纵坡坡率的最大值是7%,底面的宽度是6 m,重点为上游施工提供畅通的施工通道。

工程下游工作面施工的具体方案

1、施工的交通方案：

1）下游洞内部进行错车道安置，共安置14个，规格为92.53.5m（即长宽高）。其中的三个是调头洞，规格是1534.5m（即长宽高）；在包含调头洞的两个错车道中间要按40m~50m的间距进行辅助洞增设，其作用是进行材料和设备的临时停放，规格为50.82m（即长宽高），总共是27个。

2）机具、施工材料及混凝土泵等体积较大的设备要放置在就近的临时辅助洞里，以免影响交通。

3）钢筋台车及边顶拱台车都要选用腹空的结构，规格达到2.83.85m（即宽高），满足8m3的砼罐及型号为ZL40的装载机通行的条件。

4）用3m3的电动空压机进行钻孔，和制浆站一起设置在台车的后面，用车辆或人工运输水泥至临时仓库。

辅助洞、调头洞及错车道选用相同编号的混凝土，并与衬砌施工一起进行浇筑。

2、供电的方案：在引2+200的附近安设一台变压器，洞内电缆引用10KV的高压电缆和1-1#支洞的线路进行连接；下游安设三趟线路，第一趟是长度为500m，断面面积为185mm2的铝芯电缆，主要为型号是HBT-80的110KW砼泵提供电源；第二趟是长度为500m，断面面积为120mm2的铝芯电缆，主要为灌浆设备、台车、焊机及空压机等设施提供电源；第三趟是照明线路，以“三相四线制”进行布设。

3、供水的方案：供水管选用型号为U50的供水钢管，在对边顶拱进行砼浇筑时埋入砼中，主要为灌浆施工供水，砼衬砌完成后，要用水泥浆进行封堵。

4、通风及排烟：隧道已经全线贯通，设备基本全是电动的，所以除去进行自然通风还要配置相应的机械通风，例如：压入式通风可以为作业面供氧，改善洞内施工环境。

5、动力供风： 灌浆钻孔需要动力供风，台车后要配设2~4台规格为4m3的电动空压机。

6、拌和的方案：在1-1#支洞的洞口各配设一套型号为HZ60及750的拌合站，其每个小时的实际拌合强度可达到30m3及10m3.

7、水平运输的方案：施工所需材料用5t自卸汽车运输，共6辆；砼运输用8m3的砼罐车，由型号为HBT80的砼泵入仓，8m3的罐车共六辆。

8、边顶拱台车的配置：边顶拱砼衬砌一共有4台台车，由下游自上游的编号依次是1#、2#、3#、4#，台车形式为腹空穿行，满足8m3砼罐车的需求。早期投入1#、2#、3#三台台车于下游进行布置，台车安装形式是安完一条投入一台；视情况进行第四台的投入。

9、底板砼浇筑：由下游至上游进行分仓连续浇筑，一次性对9仓进行浇筑，用2cm的沥青木板进行填缝，底板要和高为30cm的小边墙同时进行。

10、通信的方案：洞内与洞外的信息交流采用远程控制电话，洞外最大距离是2km，洞内的最大距离是2.75km。

砼衬砌的工艺与强度设定

3.1 钢筋绑扎的工艺设计与强度设定

底板与边顶拱钢筋要分开施工，先底板再边顶拱，分离后，每一个仓的底板钢筋大约有6t，边顶拱则大约有5.2t。

地板钢筋施工工艺是：基面清理测量焊接绑扎底层钢筋绑扎面层钢筋绑扎侧墙钢筋预埋。

边顶拱施工工艺是：台车就位围岩清撬测量焊接绑扎外层钢筋绑扎内层钢筋焊接预埋。钢筋台车自制手脚架管，长度设计为6m，操作平台为厚度为5cm的木板。

边顶拱及底板交替进行，配置6台焊机，底板安装钢筋的强度是6仓/天，边顶拱则是2仓/天。

3.2 底板砼施工的的工艺设计与强度设定

每一个仓的底板砼设计的量为30.73m3，其砼浇筑施工工艺是：砼泵入仓人工协助铺料振捣砼终凝前入仓、振捣器进行小边墙砼浇筑分3~5次进行底板抹面砼养护。砼浇筑的强度设为6仓/天，配置3台振捣器，完成底板浇筑后立刻转为边顶拱砼浇筑，3天后通车，建基与底板之间的50cm高差用垫渣或钢栈桥进行过渡。

3.3 边顶拱砼浇筑的工艺设计及强度设定

每一个仓的地板砼设计的量为67.56m3，和底板交替进行砼浇筑，砼泵设置在底板前面，泵管输送的最大距离在250m左右，即212m9仓=216m。

三台台车施工工艺是：采用同向、分段及顺序衬砌的方式跳仓，连续的三仓是一个段，由下游自上游利用三台车依次完成。台车之间的间隔始终要保持3仓，设定9仓一循环，一个循环周期是7天。

台车衬砌施工工艺与时间设定：台车的清理及移动就位需5小时，安装灌浆管及端头模板与止水需12小时，砼浇筑需12小时，待强脱模需24小时，其余3小时，循环的时间是56小时。考虑到各种干扰因素，整体上，一台台车每2.5天衬砌一仓，一个月衬砌12仓，三台台车一个月衬砌36仓，平均1.2仓/天。

结束语

本文结合新疆某水电站引水隧洞衬砌工程施工的实例，从施工方案、施工工艺及混凝土衬砌强度等方面对混凝土衬砌施工技术进行分析。该工程通过采用以上施工方案、施工工艺实现了工厂化的流水线作业施工，取得了预期设定的目标，具有简单、快速、节约的优质特点，更具有较高的应用及推广价值。

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