水电站引水隧洞加固施工工艺研究

水电站引水隧洞加固施工工艺研究

莫重明   石德云

  中国水利水电第三工程局有限公司     陕西  西安   710000

摘要：作为水利水电工程中关键的组成部分，引水隧洞的施工质量和效率直接影响到工程的安全稳定运行和工期进度。本文以水利水电工程中引水隧洞混凝土施工为研究对象，深入探讨了水电站引水隧洞加固施工工艺，以期可以为今后相关工程的施工提供参考和借鉴。

关键词：水电站；引水隧洞；加固施工工艺

前言：水利水电工程在现代社会发展中扮演着重要角色，而引水隧洞作为水利水电工程的重要组成部分之一，在工程建设中具有举足轻重的地位。引水隧洞的施工质量直接关系到工程的安全性、稳定性和经济性，对引水隧洞施工进行深入研究和分析有利于保障工程的顺利进行，对水利水电工程建设具有重要意义。

1工程概况

引水隧洞混凝土施工专项方案为橙子沟水电站引水隧洞加固工程单位工程的分部工程。本方案编制范围为引水隧洞三处塌方段段混凝土衬砌专项施工。根据《电力建设工程施工安全管理导则》（NB/T10096-2018）附录B通用条款c)条规定，本工程施工属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。

引水隧洞沿白龙江右岸布置，隧洞为一坡到底，引水洞线在平面上基本是沿河布置，调压井为阻抗式调压井，下方布置混凝土“一分三”岔管，岔管后接压力钢管。引水发电系统全长17209m，引用流量259.50m³/s，洞径10.6m，调压井前引水隧洞全长17051.97m，纵向坡比为0.1943%。引水隧洞为有压引水隧洞，静水压力最大为66m。

混凝土施工范围：塌方洞段1桩号引8+185m至引8+210m，纵长为25m；塌方洞段2桩号引14+937m-引14+947m，纵长为10m；塌方洞段3桩号引16+260m-引16+290m；塌方段衬砌洞径10.6m，衬砌厚度55~97.5cm。

2施工工艺技术

2.1洞衬混凝土第一层施工

引水隧洞塌方段石渣清理结束后，首先进行原洞底混凝土及岩石凿除。其次进行地下药卷锚杆施工。药卷锚杆施工完成后进行清基、120o范围钢筋安装、模板安装加固、止水安装。最后进行底拱混凝土浇筑。

原洞底混凝土及岩石凿除采用液压反铲配破碎锤辅以B47风镐进行凿除并清理。锚杆钻孔采用YT28手风钻配GA132-8.5型螺杆式电动空压机进行施工，锚杆安装完成后进行人工清面、底拱钢筋安装及模板安装。面层模板采用定型钢管拱架配P3015、P1015钢组合模板，底拱中部60o范围不安装面层模板，采用φ22圆钢作刮轨人工抹面；堵头模板采用15mm竹胶板配φ48mm钢管围囹，结构缝及施工缝安装651型橡胶止水带。橡胶水片安装应准确、牢固，在模板校正后用专用止水卡加固；混凝土浇筑前须对安装橡胶止水再次检查，确保止水中心固定在结构缝或施工缝上；橡胶止水片周围的混凝土加强振捣，保证其混凝土密实。

底拱混凝土浇筑采用平铺法施工。入仓采用HBT60车载混凝土泵，混凝土下料采用对称下料，底拱混凝土浇筑过程中，值班人员应注意检查模板、钢筋和止水片偏移情况，如有偏移，应立即予以纠正。

2.2洞衬混凝土第二层施工

底拱混凝土浇筑完成待强度≥2.5Mpa后，拆除模板、流水养护，待底拱混凝土强度≥70%设计强度后进入洞衬混凝土第二层侧顶拱混凝土及顶部超挖混凝土回填施工。

侧顶拱混凝土施工顺序：测量放线→脚手架平台搭设、加固→钢筋安装、焊接→洞顶排水钢管及预埋回填灌浆管安装、加固→钢筋及埋件验收→满堂承重架搭设、加固→承重架验收→次楞及拱架安装→组合钢模面板敷设、加固→模板测量检查、验收→堵头模板、止水安装、加固→开仓前验收→混凝土浇筑→等强→模板及承重架拆除→洒水养护。

钢筋、埋件安装前，采用扣件式钢管搭设双排脚手架作为安装作业平台，双排脚手架搭设最大高度8.3m，最大长度12.5m，立杆纵、横、步距均为150cm，钢筋、埋件安装时，每层铺设马道板并加固。钢筋、埋件加固可利用系统锚杆焊接进行加固。引水隧洞混凝土浇筑预埋件为塌方段塌腔体内φ50mm排水钢管安装及回填灌浆管预埋。排水钢管安装采用塌腔体内的系统锚杆焊接架立筋（或型钢）进行加固固定，排水钢管安装的位置、垂直度应满足设计和规范要求，且保证排水钢管畅通。

回填灌浆管预埋前，采用手风钻在洞顶回填灌浆范围造孔，造孔深度10cm，然后进行垂直、水平埋管安装，埋管加固利用系统锚杆进行加固。埋管安装要求横平、竖直，加固牢靠，且确保畅通。

底拱120o范围模板主要采用双根弧形钢管围囹配在纵向双钢管围囹，双根弧形钢管围囹纵向间距150cm。面板采用组合钢模板。底拱模板安装时，只安装底拱两侧40o范围模板，中部40o范围不装模板，采用圆钢焊接刮轨，人工抹面，待混凝土初凝以前，割除刮轨，人工最终抹面。底拱模板安装时，利用隧洞底部锚杆（插筋）架立固定，φ16钢筋内拉加固。

模板安装前，采用扣件式钢管搭设满堂承重支架，立杆纵、横、步距均为

60cm，满堂脚手架搭设最大高度9.09m，最大长度14.3m，本方案暂按10m标准段设计，长度增加其结构型式不变，现场进行调整安装。立杆底部安装可调底座且其底部采用楔木找平，立杆顶部、水平杆端部安装可调托撑。满堂脚手架搭设至1/2时进行一次检查、验收。满堂脚手架搭设完成后进行整体验收。

满堂脚手架整体验收合格后，依次进行次楞、钢管拱架、面层模板安装。次楞采用8×12cm方木，侧顶拱钢拱架采用φ48mm钢管提前分片制作（制作尺寸见附图2），现场拼装。次楞、钢拱架安装间距均为60cm。面板采用P3015、P1015组合钢模板拼装，组合钢模板拼装时预留混凝土浇筑、振捣观察口，观察口按3×3m梅花型布置。模板背面安装附着式平板振捣器，附着式平板振捣器按3×3m梅花型布置。面层模板缝采用油性腻子刮涂、打磨，面层模板表面涂刷脱模剂。模板安装完成后组织相关单位和人员进行验收。验收合格后，进行堵头模板、橡胶安装，堵头模板采用15mm竹胶板配φ48mm双钢管围囹，结构缝止水采用651型橡胶止水带，止水带固定采用专用止水卡固定。

侧拱混凝土浇筑采用平铺法施工，混凝土下料采用对称下料。观察口入仓，软轴振捣器振捣；顶拱混凝土浇筑采用顶拱预埋混凝土输送泵管入仓，附着式平板振捣器振捣。混凝土输送采用HBT60车载混凝土泵，顶拱混凝土及顶部超挖混凝土一次浇筑。

拆模时间：堵头模板待强度≥2.5Mpa后拆除，洞身模板、满堂脚手架强度达到100%后，自上而下依次拆除木板和脚手架。

2.3回填混凝土施工

引水隧洞洞衬混凝土浇筑完成待强度≥70%后，进行洞顶塌腔体内混凝土回填施工。隧洞顶部回填混凝土入仓考虑在浇筑二衬混凝土时，提前预埋混凝土泵管，泵管埋设位置为拱顶，埋设根数塌方洞段1埋设2根、塌方洞段2埋设1根、塌方洞段3埋设3根，泵管埋设间距5m，泵管埋设高度高于回填混凝土顶面20cm；根据设计图纸要求，回填混凝土厚度≥2.0m时，分两层回填浇筑，当回填混凝土厚度＜2.0m时一次回填浇筑。为了保证混凝土的成型质量，衬砌混凝土的振捣分为两部分进行，腋角及底板振捣可采用插入式振捣器，通过钢模上预留口伸入仓内振捣。拱顶部位无法使用插入式振捣器的，可安装附着式振捣器进行振捣。混凝土浇筑时，分层下料，及时振捣，混凝土面不再明显下沉，并且无气泡排除即可，严禁过分振捣导致骨料离析。

2.4混凝土养护和表面保护

混凝土养护可采用洒水养护和覆盖草袋养护，养护开始时间一般在浇筑完成8h后，安排专人进行养护，养护时间不宜少于28d，1d不少于3次，并形成记录。

结束语：

概而言之，通过上文的详细分析和阐述，我们可以知道，引水隧洞混凝土衬砌施工中，应该全面的分析一些细节问题，采取科学化的施工工艺，让施工缺陷得到有效的处理，规避可能出现的异常情况，促使部分缺陷科学的解决，保证引水隧洞施工正常开展，合理的落实好相应的细节之处，保障基本工作稳步推进。

参考文献：

[1]王鑫.悬臂掘进机在水利水电隧洞工程中的应用[J].水利技术监督,2022(2):240-242.

[2]张旭林,冯杰.水利隧洞工程开挖施工技术与塌方处理研究[J].科技经济市场,2021(2):22-23.

[3]郭洪林，郭能达，沈一帆.提高引水隧洞钢筋混凝土衬砌施工效率的有效措施[J].水利建设与管理，2020,40（6）:79-84.

[4]陶志强.穿山隧洞混凝土衬砌的施工应用探析[J].中国水能及电气化，2018（9）:12-14+39.

[5]李所，朱松.针梁滑模在水电站引水隧洞底拱混凝土衬砌中的应用[J].云南水力发电，2022,38（12）:224-227.