小洞径混凝土衬砌施工技术研究

［摘要］水利工程引水隧洞工程，如何在现有技术条件下，提高隧道混凝土衬砌速度和质量，提高施工效率成为施工的难点。文章以大风口水库引水隧道为例，经过施工手段和技术方法改进，通过实践和总结，研究制定了一套行之有效的施工方案，解决了这个问题。

［关键词］小洞径；混凝土衬砌；技术应用

水利工程引水隧洞工程通常由于断面小、施工距离长，往往施工功效低，混凝土衬砌质量难以保证。文中通过对该工程的大量实践和总结，经过施工手段和技术方法的改良，形成了一套行之有效的小洞径混凝土施工方案。

1项目概况

绥中大风口水库应急供水工程引水隧洞工程，进口位于大坝下游右岸的山坡上，底高程为106.0m，隧洞出口连通大风口水库，底高程为105.5m坡降i=0.08‰。引水隧洞全长为6.295km，圆拱直墙式断面，主要为III、IV、V类围岩。其中III类围岩开挖断面为宽2.6m，高3.6m，混凝土衬砌厚度30cm；IV、V类围岩开挖断面为宽3.2m，高4.1m，混凝土衬砌厚度50cm。混凝土衬砌后，断面洞宽2.0m，高3.0m，喷锚衬砌断面洞宽2.8m，高3.0m。属特小断面洞室。为增加隧洞施工作业面，分别在桩号K2+017和K3+799处布置施工支洞，支洞宽4m、高3m，坡比分别为45.66%和32.5%的斜井。

2施工难点

2.1混凝土衬砌台车进出洞困难断面小，距离长，转弯多（4个），转角大（22.23°），钢模台车洞内安装、行走、转弯困难。2.2小断面，材料转运和混凝土入仓困难钢筋、模板等材料转运和隧洞混凝土衬砌浇筑入仓，由于距离长，施工断面小，不适宜采用大型车辆和混凝土搅拌罐车进行运输施工，采用小型三轮车和混凝土搅拌罐车利用避车道会车，长距离倒车运输施工工效低，直接影响了施工效率。2.3通风除尘难隧洞洞身长且施工作业面小，洞内空气流通差。洞内车辆运输产生的尾气和施工电气焊产生的气体导致洞内空气质量差，为确保作业人员健康必须采取有效措施。

3总体方案

隧洞混凝土衬砌采用先浇筑底板、矮边墙，后钢模台车衬砌侧墙、顶拱的二次浇注成形施工方法。为加快施工进度，采取底板、矮边墙超前侧墙、顶拱三仓的方式连续施工，减少混凝土浇筑后底板硬化等待时间。

4小洞径混凝土衬砌施工技术

4.1钢筋加工。考虑洞径小，钢筋长，钢筋加工采用钢筋弯曲机等设备在洞外加工成型后转运进洞方式，转运过程中设置泡沫垫板等加强对钢筋的保护。钢筋安装采用三点定位方法，根据城门洞断面特点，首先测量放样在顶点和两侧各2m高起拱点处设置三条定位线，然后在矮边墙上标记钢筋间距，作业人员将成型后的钢筋，在三条定位线和标记处绑扎固定，该方法能有效解决断面尺寸控制难和钢筋尺寸控制问题问题。4.2模板加固及振捣。底板、矮边墙模板根据衬砌厚度选择300mm宽、2000mm长的组合钢模板，钢筋安装成型后，采取内拉外撑方式加固，施工过程中定期不定期检查模板变形情况及时进行维修或更换处理。由于底板和矮边墙须一次成型，浇筑时先浇筑底板，再回头浇筑矮边墙，缩短底板硬化等待时间。侧墙、顶拱采用一次成型的钢模台车加固，台车端头模板及止水带安装采用人工支模封堵，预留孔洞观察浇筑进程，台车定位前在矮边墙上黏贴2mm厚双面胶或土工织物，避免错台。台车由厂家根据设计图纸生产后运至洞内进行组装，安装成型后具有刚度大、安拆模快、整体性好等显著特点。针对转弯转角处，采取人工支模方式，侧墙和底板采取宽300mm、长2000mm和宽100mm、长1000mm的组合钢模板；顶拱采用定制整体半圆形钢板，长1000mm，厚5mm，根据现场转角大小现场切割后拼装。经过现场实践，整体半圆形钢板较拼装小块钢模衬砌效果好，且装、拆方便。4.3混凝土运输、浇筑和振捣。由于洞径较小，混凝土罐车厂家没有该类罐车生产，单独定制成本太高。为此，创造性采用山轮车和搅拌罐结合的方式，利用山轮车的车身并定制搅拌罐现场组装，罐车方量为1.2m3，该方案不仅解决了车辆宽度和高度问题，还解决了混凝土长距离运输过程中的搅拌问题。洞内每200m左右设置避车洞会车，根据现场实践，每公里配置3台比较经济合理。混凝土运至仓位后，采取混凝土输送泵泵送入仓。底板混凝土采用ϕ50mm和ϕ100mm混凝土震动棒及平板振捣器浇筑。侧墙及顶拱采用ϕ50mm插入式捣固棒配合附着式振捣器捣固，观察窗以下采用插入式捣固棒振捣。4.4通风。洞内通风采用轴流式通风机和车辆尾气排放控制相结合的办法。根据洞长每500m左右设置轴流式通风机一台往外排烟，另外在每台车辆尾气排放出口处设置改装后的过滤水箱，尾气通过水箱后再排放，有效降低了尾气浓度，洞内施工环境大为改善，同时为作业人员配备必要的防护口罩。

5总结

通过对小洞径混凝土衬砌的实践和总结，针对底板超前边墙顶拱浇筑、钢模台车的运用、转弯转角处整体钢板使用、混凝土罐车组装等手段，不仅有效解决了施工难点，而且提高了施工进度，降低了成本。

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作者:马秀梅 单位:沈阳兴禹水利建设工程质量检测有限公司