病險水庫引水隧洞施工方案探討

1、<p>　　病險水庫引水隧洞施工方案探討</p><p>　　摘要：放牛洞水庫自建庫以來，已運(yùn)行四十余年，原引水涵管為預(yù)制砼管，存在很大的安全隱患，嚴(yán)重威脅到水庫的安全，難以保障縣城工業(yè)、生活供水安全。為排除安全隱患，確?？h城居民及工業(yè)用水，現(xiàn)擬新開挖一條引水隧洞，滿足該水庫供水要求。本文以放牛洞病險水庫為例，探討了病險水庫引水隧洞施工方案。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：病險水

2、庫；引水隧洞；施工 </p><p>　　Abstract: cattle hole reservoir self-built base, has run more than forty years, the original water diversion culvert for precast concrete pipe, there is a big security hidden danger, seri

3、ous threat to the safety of the reservoir, is difficult to guarantee the county industrial and living water supply safety. To eliminate safe hidden trouble, to make sure the county residents and industrial water, are now

4、 in the new excavation of a diversion tunnel, satisfies the requirement of the reservoir wate</p><p>　　Key words: dilapidated reservoirs; Diversion tunnel; The construction </p><p>　　中圖分類號：TV52文

5、獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104(2013) </p><p><b>　　一、工程概述 </b></p><p>　　放牛洞水庫由庫區(qū)和灌區(qū)兩大部分組成，其中庫區(qū)由大壩、溢洪道、輸水涵管、壩后一、二級電站等建筑物組成。水庫灌區(qū)由東、西灌區(qū)組成，總長28.7km。下游現(xiàn)實(shí)際灌溉面積7000畝，其中水田灌溉面積5000畝，旱地2000畝。水庫集雨面積16.4km

6、2，水庫總庫容1724萬m3，正常庫容1350萬m3，死庫容350萬m3。新建建輸水隧洞設(shè)計(jì)如下。 </p><p>　　1、洞線布置及高程 </p><p>　　考慮到現(xiàn)有建筑物的布置情況，洞線應(yīng)盡可能短且直，新建隧洞進(jìn)口布置在大壩左側(cè)，中間通過圓弧段與出口段進(jìn)行銜接。隧洞進(jìn)口底高程88.5m，底坡降i=1/500。 </p><p>　　2、橫斷面型式、尺寸 &

7、lt;/p><p>　　隧洞進(jìn)水口采用隧洞式，圓形斷面，洞徑按公式估算，取Qmax=3.03m3/s和H=8m，計(jì)算得D=1.51m。考慮施工出渣、進(jìn)出洞設(shè)備運(yùn)輸條件及維護(hù)方便等，隧洞開挖洞徑2.4m，襯砌厚度30cm，襯砌后洞徑為1.8m。 </p><p>　　二、施工特點(diǎn)及難點(diǎn) </p><p>　　1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、異型模板使用量大、施工質(zhì)量要求高。引水隧洞過流面等

8、部位均為過流曲線表面，曲面模板量大，型體復(fù)雜，施工工藝質(zhì)量要求高。 </p><p>　　2、薄壁混凝土作業(yè)量大，施工困難。引水隧洞襯砌屬于薄壁結(jié)構(gòu)，空間大、體積小、鋼筋密集、模板復(fù)雜、澆筑困難。 </p><p>　　3、洞內(nèi)交通困難、材料搬運(yùn)困難、人員投入大。引水隧洞及施工支洞內(nèi)空間有限，來往車輛匯車頻繁，交叉口需設(shè)專人指揮；同時洞內(nèi)無法使用起吊設(shè)備，混凝土澆筑材料運(yùn)輸工作需要人工搬運(yùn)

9、，人員投入較大。 </p><p>　　4、工期緊、施工存在交叉作業(yè)。由于進(jìn)水口開挖因征地及相鄰標(biāo)段施工干擾等影響，工期嚴(yán)重滯后，造成引水發(fā)電系統(tǒng)引水隧洞上平段混凝土施工必須與進(jìn)水口混凝土施工進(jìn)行交叉作業(yè)，施工干擾較大。 </p><p>　　5、混凝土施工與壓力鋼管安裝施工相互影響，施工干擾大。引水隧洞下平段混凝土襯砌施工與壓力鋼管安裝施工同步作業(yè)，洞內(nèi)既要進(jìn)行鋼管運(yùn)輸，同時還要進(jìn)行混凝

10、土的運(yùn)輸，現(xiàn)場施工干擾非常大，影響施工進(jìn)度。 </p><p><b>　　二、光面爆破 </b></p><p><b>　　1、光面爆破參數(shù) </b></p><p>　　光爆參數(shù)一般應(yīng)通過試驗(yàn)確定，施工中可先按有關(guān)技術(shù)規(guī)范或工程類比法暫定光爆參數(shù)，總結(jié)每次爆破效果，測量炮孔殘留率、圍巖破壞程度及輪廓的不平整度，對光爆

11、參數(shù)進(jìn)行修正、優(yōu)化，使選定的光爆參數(shù)較為合理。 </p><p><b>　　2、鉆孔 </b></p><p>　　嚴(yán)格按照測量點(diǎn)出的炮眼位置及數(shù)量進(jìn)行施工，特別是周邊眼和掏槽眼的位置、間距及個數(shù)，未經(jīng)主管工程師的許可不得隨意改動。準(zhǔn)確定位鑿巖機(jī)鉆桿，確保鉆孔位置及孔向，其中孔位偏差不大于5cm，孔向偏差不大于3&ordm;。同類炮眼鉆進(jìn)深度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，

12、眼底保持在一個鉛垂面上。同時認(rèn)真進(jìn)行清孔，將所有炮孔中的殘碴積水排除干凈，用高壓風(fēng)吹凈塵沫。鉆孔完成后由質(zhì)檢人員對孔數(shù)、孔位、孔向及孔的清洗情況進(jìn)行檢查，不滿足要求的重新鉆孔。確保兩排炮錯臺控制在10cm以內(nèi)，超挖控制在15cm以內(nèi)，無欠挖。為控制底板超挖，對于Ⅳ～Ⅴ類圍巖擬采取預(yù)留30cm左右的保護(hù)層，在底板砼施工時處理。 </p><p>　　圖2隧道爆破布孔示意圖 </p><p>

13、　　3、裝藥結(jié)構(gòu)和起爆方法 </p><p>　?。?）炸藥。先行導(dǎo)洞采用粉狀乳化炸藥，在有水部位，裝膠狀乳化炸藥，藥卷直徑為32；為獲得良好的光爆效果，光面爆破炸藥藥圈直徑按照不偶合系數(shù)確定.本工程采用40 mm鉆頭，不偶合系數(shù)取1.6，選用藥圈直徑為25 mm。炸藥選用乳化光爆炸藥，為克服巖體的挾制作用，炮孔的底腳部位裝一支粗藥圈—直徑為32 mm的粉狀乳化炸藥。 </p><p>　

14、　（2）裝藥結(jié)構(gòu)。先行導(dǎo)洞采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu).光面爆破孔采取間隔不偶合裝藥。 </p><p>　　（3）起爆方法。先行導(dǎo)洞采用導(dǎo)火線和火雷管自內(nèi)而外分層爆破。光面爆破層是采用毫秒導(dǎo)爆管實(shí)現(xiàn)輔助孔與光面爆破孔間的微差爆破，即先用導(dǎo)爆管爆除輔助孔，再用導(dǎo)爆管引爆光爆孔內(nèi)的導(dǎo)爆索，使光爆孔同時起爆。 </p><p><b>　　三、模板工程 </b></p>

15、<p>　　由于放牛洞水庫引水隧洞工程建設(shè)工期緊、任務(wù)重的特殊性，引水隧洞混凝土澆筑成為能否在工期內(nèi)完成的關(guān)鍵線路。為從混凝土澆筑的各種工序中節(jié)省時間，襯砌混凝土采用鋼模臺車進(jìn)行混凝土澆筑案確定后，模板工程成了首要考慮的問題。經(jīng)綜合考量佛岡縣放牛洞水庫引水隧洞混凝土襯砌采用組合鋼模，前8m為一倉，后面10m為一倉（視模板長度而定）。 </p><p>　　1、布設(shè)支撐架立筋。 </p>

16、<p>　　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。 </p><p><b>　　2、鋼拱架試拼。 </b></p><p>　　鋼拱架共分為四片，其中三片為等同大小，弧長L=3.6ｍ，另一片L=0.2ｍ，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為1

17、0.996ｍ（直徑ｄ＝3.5ｍ），并用噴漆編號，以備配套使用。（見圖3） </p><p><b>　　圖3 </b></p><p><b>　　3、安裝模板。 </b></p><p>　　以P3015和P2015圓弧模板為例。拼成10.996ｍ圓弧（直徑3.5m）需36塊P3015圓弧模板和1塊P2015圓弧模板，P

18、2015模板稍作處理。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，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，然后將整個倉號的底模安裝好后，再安裝鋼拱架。在安裝鋼拱架時，必要時可通過使用手拉葫蘆，使鋼拱架與模板緊貼，然后，用鉛絲將拱架和模板連為整體。倉號內(nèi)模板安裝完畢后，要使用架子管將鋼拱架連為整體。 </p>

19、;<p>　　4、設(shè)置抗偏移和抗浮裝置。 </p><p>　　為了保證成形混凝土滿足設(shè)計(jì)要求?？蛊棋^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)露筋問題，可在抗浮筋和模板接觸處采用混凝土墊

20、塊形式?？蛊坪涂垢⌒褪剑ㄒ妶D4）。 </p><p><b>　　圖4 </b></p><p><b>　　5、設(shè)置進(jìn)料口。 </b></p><p>　　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振

21、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5所示。 </p><p><b>　　圖5 </b></p><p><b>　　6、安裝堵頭模板 </b></p><p>　　由于開挖輪廓不規(guī)則，所以堵頭采用木模，現(xiàn)場量取距開挖邊線的距離，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

22、固定的施工工藝。 </p><p><b>　　四、混凝土工程 </b></p><p><b>　　1、混凝土振搗 </b></p><p>　　混凝土澆筑過程中振搗是一道關(guān)鍵的工序，混凝土振搗時必須專人負(fù)責(zé)，振搗時間宜為10～30s，以混凝土不顯著下沉、不冒氣泡、并開始泛漿為準(zhǔn)，并要求不漏振、不欠振、不超振，以保證混凝

23、土結(jié)構(gòu)密實(shí)、無蜂窩麻面。 放牛洞水庫引水隧洞混凝土襯砌采用鋼模臺車進(jìn)行混凝土澆筑，根據(jù)不同洞段的施工需要，鋼模臺車分為穿行和針梁兩種，針梁臺車又分為全斷面針梁臺車和底拱針梁臺車，鋼模臺車上均配有附著式振搗器，用于振搗混凝土。但是附著式振搗器都安裝在鋼模臺車的腰線上下部位，底部混凝土無法進(jìn)行振搗，且由于引水隧洞部分洞段超挖嚴(yán)重，襯砌混凝土較厚，鋼模臺車自身配備的附著式振搗器根本無法滿足混凝土的振搗要求，因此，在混凝土澆筑過程中根據(jù)不同的澆

24、筑部位打開鋼模臺車相應(yīng)的進(jìn)料窗口（底部、頂部、腰線上下均有），在進(jìn)料窗口采用軟軸式振搗棒對混凝土進(jìn)行振搗。 </p><p>　　2、頂拱部位混凝土澆筑 </p><p>　　放牛洞引水隧洞部分洞段頂拱超挖嚴(yán)重，巖面起伏較大，鋼模臺車進(jìn)料口距頂拱圍巖距離最大的高達(dá)1.5～2m左右，若完全以鋼模臺車進(jìn)料口進(jìn)行混凝土澆筑頂拱部位是很難澆筑密實(shí)的，因此，在進(jìn)行頂拱混凝土澆筑時采用的施工方法是預(yù)埋

25、尾管，每一個澆筑倉至少預(yù)埋3根尾管，澆筑尾管埋設(shè)的原則是安裝在頂拱部位超挖較高處，管口距圍巖的距離為10㎝左右，澆筑順序是從澆筑倉的一端向另一端逐步澆筑，并且要求澆筑施工人員在進(jìn)行頂拱部位混凝土澆筑時加強(qiáng)對澆筑倉的觀測，確保頂拱部位的混凝土澆筑密實(shí)。 </p><p>　　3、下1/3底拱混凝土澆筑 </p><p>　　放牛洞水庫引水隧洞由于前期開挖進(jìn)度滯后，導(dǎo)致混凝土襯砌施工工期緊張，

26、為了加快施工進(jìn)度，采用分洞段增加工作面的方法交叉平行施工，因此，為了滿足洞內(nèi)的交通要求，部分洞段采用穿行襯砌臺車先進(jìn)行上2/3邊頂拱襯砌，后期再采用針梁襯砌臺車進(jìn)行下1/3底拱襯砌。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　近幾年，隨著水利工程建設(shè)的發(fā)展，引水隧洞施工在水利工程中的比重增大，對引水隧道合理的結(jié)構(gòu)形式，先進(jìn)的施工技術(shù)進(jìn)行研究十