摘要：在水利工程的建设过程中，为了满足水利建设中泄洪、灌溉、发电、施工导流和通航等需要而在地下或者山体中开凿的过水洞称为水工隧洞，水工隧洞是水利工程的重要组成部分。为确保隧洞的稳定性，需要做好隧洞的衬砌工作。因此文章结合工程实例，就隧洞混凝土衬砌施工技术措施展开相关探讨。
关键词：隧洞混凝土；衬砌；施工技术
随着国家对各类基础设施建设不断加大，隧洞的应用范围不断扩展，隧洞的建设数量也急剧增大。由于地层成因及构造十分复杂，每个隧洞遇到的地质状况也不尽相同，在工程设计施工中遇到的各种地质问题比较多，其中隧洞衬砌十分关键。
一、工程概况
某水电站引水隧洞工程总长度为17.890km，引水隧洞开挖断面属于马蹄形，底宽 4.5 m、高6.8 m，断面面积为 37.58m2，1V、V类围岩洞段应用穿行、针梁衬砌台车相整合形式，对钢筋混凝土进行衬砌施工作业，衬砌成型后的形体为圆形，内部直径为5.6 m，混凝土衬砌浇筑方法可细化为2/3边顶拱、1/3底拱与全断面混凝土衬砌三大部分。
二、隧洞混凝土衬砌施工方法
引水隧洞衬砌施工作业中，按照从内到外的顺次、按结构分缝分段分层浇筑作用，在底拱浇筑结束后，再浇筑边顶拱结构，底拱超前浇筑在顶拱控制施工作业中进行，进而为轨道安装工作开展创造便利条件。底拱、边顶拱分别应用穿行式钢模台车、针梁式钢模台车进行施工，每个混凝土浇筑段长为12m。在对平面转弯、上弯弧、下弯弧等区段施工时，可参照常规方法进行，本次施工中选用常规钢木组合模板，应用φ45mm脚手架与木排架支撑定型钢模板，分别辅助衬砌施工。衬砌施工流程可做出如下概述：先浇筑隧洞底部1/3，再浇筑隧洞边顶拱 2/3弧段；隧洞衬砌施工流程：施工准备→基础岩面处理→底板混凝土施工→边顶拱混凝土施工→施工缝面处理→脱模与养护。
（一）施工准备
在隧洞衬砌施工之前，需按照相关规范要求对砂石料、钢筋、水泥、外加剂等各类原材料进行检验，并通过实验明确混凝土衬砌施工的配置比，在各类检测试验报告报监理审批后，方可进行施工作业。隧洞底拱衬砌施工时，需将在木模厂加工完好的零构件运输至隧洞内，在洞中完成针梁钢模的装备。隧洞边顶拱衬砌施工期间，首先应先敷设轨道，确保初期固定完全，检查轨距、轴线、高程，确保各类信息准确，为防止轨道形体发生变化或方位有所变动，建议每间隔4.5米采用型钢将两根轨道衔接在一起，进而将构件运输至洞内，再进入之安装工序。
（二）基础岩面施工
采用手工方法对活石进行开挖作业，尽量剔除浮渣、泥沙与他类杂质，同时做好排水，确保混凝土浇筑作业前，维护岩石表层的清洁度与湿润性。
（三）底板混凝土施工
在对隧洞底板混凝土施工时，拟定每隔10米创设一个仓号，结合工程设计方案安设伸缩缝。在岩石基面清理结束及监理工程师验收合格后，借用全站仪设备进行测量放线，对高程做出标注，结合工程施工图纸绑扎钢筋。设置分缝具体位置、安设止水夹等设施施工，在工程监理师检验达标后可进行浇筑。本工程施工期间，混凝土选用商品混凝土C20W6，采用泵送方法将HBT60 C型混凝土运送至仓内，用φ45与φ35软轴插入式振动棒对混凝土进行振捣处理，最后通过人为方法抹面收光。在浇筑期间应及时将仓内积水排出，并尽量避开高温时段进行浇筑。在符合施工设计图纸与相关要求的基础上，为维护混凝土强度、和易性，建议选购水化热低的水泥以优化混凝土的骨料等级，加用优质的掺和料与外加剂等方法降低混凝土的水化热温升。
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（四）边顶拱混凝土施工
立模施工次序可做出如下概述：结合工程施工现场测量、放样获得的数据，在衬砌台车运行至衬砌处时，检测模板外轮廓垂直对称中心线是否和隧洞中心线的要求相匹配。若存有偏差，建议把台车上的水平调整油缸向左右方向调整，再驱动顶升油缸，进而保证台车顶部及两侧最高点标高与设计标高之间的统一性，同时依照工程设计要求预留沉降量。模板安设在指定位置后锁定所有千斤顶与卡轨器，安设基座翻板、封头板等构件。边顶拱浇筑作用在钢模台车设备的协助下通常可以一次完成，HBT60 C 型混凝土泵送至仓内后，混凝土经由钢模台车两端与顶部进料口被运输至台车模板背后，浇筑期间要确保台车两端上料速度的一致性、匀称性，以防台车形成偏压导致隧洞中心线偏移。混凝土选用商品混凝土C20W6，泵送进仓后，利用附着式振捣器将其固定于台车，对混凝土表层进行振捣处理。
（五）施工缝面处理
施工缝面处理以工作缝与施工冷缝处理最为常见。具体是在混凝土终凝之前，利用压力水对施工缝表层进行冲刷处理，尽量去除表层的乳皮与灰浆，直至混凝土表面外显粗砂粒或小石子为止。在浇筑上一层混凝土之前，建议利用鼓风机或加压水再次清理经冲毛、打毛的混凝土缝面，提升其清洁度，同时使用砂浆坐浆，进而保证新老混凝土的和易性。
（六）脱模与养护
在衬砌符合以下要求后，方可拆模：一是不承重结构的混凝土强度＞50.0%的工程设计强度；二是为提升承重结构的混凝土强度，维护混凝土浇筑进度，可在工程监理师许可情况下加入适量早强剂；三是脱模结束后，钢衬台车可向前移动，移动距离保证和上一次间的搭接长度＞20cm。脱模后，需对衬砌混凝土进行洒水养护，养护时间应≥12d。
三、隧洞混凝衬砌时其他注意事项
（一）原材料的检测
混凝土骨料的质量控制，是指在拌合混凝土前要对各种骨料进行检测，在原材料进场前，要按照规范要求和行业标准对其进行批检验，不合格或者未经检验的材料不得入库，在拌制混凝土过程前应事先校配称量装置，保证各成分按照施工配合比进行投料，混凝土用水采用流量计进行计量，保证水灰比符合设计。水泥优先采用的是散装水泥，采用电子秤称量水泥，在每次浇筑混凝土时首先应按照设计要求对水泥质量进行抽样检查。每年一次对施工中用到的计量器具进行计量标定，且均应满足标准计量要求，对不合格的应及时更换。施工前要严格检查各骨料的含水率，尤其是细骨料的含水率，对于洞外干拌，洞内加水湿拌的混凝土，要严格控制砂石含水率小于满足设计要求的最低含水率，保证在干拌后水泥基本不发生水化反应，从而保证混凝土的质量。在施工过程中对坍落度一定要按照规程要求对每班混凝土进行检测，检测混凝土的和易性，要求确保拌合质量满足施工要求。洞外、洞内拌合的混凝土在进行浇筑时都应同期制作混凝土试块，将混凝土试块和衬砌结构在相同的情况下进行养护，最后为隧洞衬砌结构抗压强度提供依据。为使本工程所需混凝土的生产任务全方位、高质量、高效地完成，应加强紧前工作的管理措施和强度，基础工作是建立健全一整套相对应运行管理措施，从原材料的进场前试验、入场登记、计量校验、仓储保存、混凝土质量、相互协调配合等方面都采取措施，用来满足在混凝土浇筑过程中不同需求，杜绝不合格的产品用于实际施工。
（二）混凝土拌合工艺要求
采用强制式搅拌机搅拌，计量精准。宜先将纤维和粗、细骨料投入搅拌机干拌 30～60s，然后再加水泥、粉煤灰、水和外加剂搅拌90～120s。
总之，在引水隧洞混凝土衬砌施工期间，相关人员一定要结合工程施工环境特点与技术要求，加强对混凝土衬砌施工重点、难点的整体分析，合理选择施工原材料与设备设施，编制切实可行的施工方案，进而保证混凝土衬砌施工与工程质量、进度与经济等要求间的相符性。
参考文献：
[1]吐尔洪•马合木提，杨子宇.隧洞混凝土衬砌灌浆封孔技术研究[J].水电与新能源，2019，33（05）
[2]经志朋.狼牙滩水电站隧洞混凝土衬砌钢模台车检测分析[J].中国水能及电气化，2019（05）
论文作者:米法楠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：混凝土论文; 隧洞论文; 台车论文; 骨料论文; 作业论文; 水泥论文; 方法论文; 《基层建设》2019年第17期论文;