水工隧洞混凝土襯砌施工與防滲處理

【摘要】襯砌是水工隧洞安全可靠運(yùn)行的基本保證，襯砌施工技術(shù)又是保障襯砌質(zhì)量的重要因素，因此本文對(duì)隧洞混凝土襯砌的施工與防滲處理進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】混凝土襯砌；施工；防滲；水工隧洞

水工隧洞是為滿足水利工程需要而在地面之下開鑿的隧洞，主要用于宣泄洪水、引水發(fā)電、灌溉供水、施工導(dǎo)流及水庫放空、排放泥沙等用途。為了保證水工隧洞長期安全可靠地運(yùn)行，通常要在隧洞內(nèi)壁進(jìn)行襯砌，以限制圍巖變形、阻止?jié)B漏、避免沖蝕破壞、減小水流阻力等。在隧洞襯砌類型中，除不受作用力的護(hù)面襯砌以外，大多為混凝土結(jié)構(gòu)的整體襯砌，因此本文對(duì)混凝土襯砌施工與防滲處理進(jìn)行了分析和探討。

1、水工隧洞混凝土襯砌施工技術(shù)

1.1 混凝土襯砌施工的基本流程

通常，混凝土襯砌施工的基本流程為：測量放樣→基礎(chǔ)面處理→鋼筋制安→止水、預(yù)埋件埋設(shè)→模板安裝→混凝土澆筑。

1.2 測量放樣

隧洞襯砌測量放樣的主要任務(wù)是通過測量放出襯砌結(jié)構(gòu)施工的特征線，例如立設(shè)模板要以底板高程、腰線和中線位置作為依據(jù)，架立鋼筋要放出鋼筋控制位置線。測量放樣后要以不易擦除的記號(hào)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

1.3 基礎(chǔ)面處理

首先檢查洞室有無欠挖部位，有則需要處理，一般少量欠挖可采用風(fēng)鎬處理，大面積欠挖需要爆破處理。然后將巖面積水、泥漿、巖屑及其它有害附著物、松散雜物清除干凈。其次，地下水也要引排處理。

1.4 鋼筋制安

鋼筋制安的流程為：鋼筋調(diào)直除銹→下料→接頭→彎曲→綁扎。下料和鋼筋加工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范要求操作，鋼筋綁扎必須牢固可靠。

1.5 止水和預(yù)埋件安裝

止水帶安裝質(zhì)量影響襯砌防漏效果，但現(xiàn)場止水帶安裝比較困難，如果止水帶固定不牢，澆筑時(shí)就會(huì)發(fā)生變形或移位，所以止水帶一定要用鋼筋卡子固定牢靠。

1.6 模板安裝

模板安裝與混凝土澆筑是隧洞襯砌施工的主要部分。隧洞模板分組裝式模板和移動(dòng)式模板兩大類。組裝式模板由面板、拱架、立柱或支撐框架、連系桿件等組成，主要用于移動(dòng)式模板安裝受限制的部位，例如小半徑弧線、擴(kuò)寬部以及洞口部、圍巖不穩(wěn)定部位。移動(dòng)式模板又分為平移式模板和穿行式模板，前者須待養(yǎng)護(hù)達(dá)到拆模強(qiáng)度后才能移動(dòng)；后者由數(shù)套模板與一套移動(dòng)臺(tái)車組裝而成，移動(dòng)臺(tái)車可穿過養(yǎng)護(hù)段到需澆筑區(qū)段，這樣混凝土澆筑可連續(xù)進(jìn)行。從以上介紹不難看出，不同類型模板的安裝方法是有差別的，現(xiàn)以組裝式模板為例加以說明。某工程圓形斷面隧洞，襯砌后直徑為3.5m，模板鋼拱架由4片拼成，其中3片弧長為3.6m，第4片弧長為0.2m的“楔子”置于洞頂。拼裝時(shí)在洞外以架子管拼成周長為10.996m的圓形拱架，然后噴漆編號(hào)，再拆散運(yùn)至洞內(nèi)安裝。其中面膜為3mm弧形鋼板，骨架由5號(hào)角鋼焊接而成。安裝前將模板清理干凈，再涂刷脫模劑，然后先安裝底部模板，再安裝兩側(cè)模板、鋼拱架及頂部模板，并用鉛絲將它們連成整體，最后采用架子管將鋼拱架連成整體。頂部模板上設(shè)置進(jìn)料口，可接混凝土泵管。端頭模板采用木?，F(xiàn)場拼裝。

1.7 混凝土澆筑

襯砌混凝土的澆筑通常沿隧洞縱向分段進(jìn)行，每段長6～12m。澆筑順序一般是先墻后拱或先拱后墻，最后再澆筑底板；但也有先澆筑底板，再澆筑邊頂拱的，這種情況便于臺(tái)車軌道的安裝。下面就以后者為例說明混凝土的澆筑施工方法。在澆筑前，先徹底清理倉面，然后妥善抽排地下水。澆筑底板混凝土通常采用跳倉法進(jìn)行施工，并在分段處預(yù)埋止水帶?；炷帘媒映鲕浌懿⒕鶆虿贾孟铝宵c(diǎn)?；炷料铝虾髴?yīng)先平倉，再采用插入式振搗器進(jìn)行振搗。振搗時(shí)間以粗骨料不再下沉而表面開始泛漿的時(shí)機(jī)為宜，避免過振或欠振。分層澆筑時(shí)，振搗器應(yīng)插入到下層混凝土5cm深，并避免碰觸鋼筋、預(yù)埋件和模板。邊拱頂混凝土澆筑與底板混凝土方法類似，采用泵送入倉方式，由兩側(cè)對(duì)稱下料，鋪料到50cm后采用附著式振搗器進(jìn)行振搗。其后保持兩側(cè)墻拱內(nèi)的混凝土面均勻上升。拆模要待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%以上進(jìn)行，可根據(jù)施工同步取樣的強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果或回彈儀測試強(qiáng)度進(jìn)行判斷。拆模時(shí)先拆除堵頭板，然后再拆除墻拱模板與拱架縱向和環(huán)向的連接件，使其分離。最后拆除底部模板與拱架的連接件。混凝土的養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)在混凝土澆筑10～20h開始，一般采用倉面灑水或噴水方式，持續(xù)14d以上。

2、水工隧洞混凝土襯砌防滲處理

2.1 隧洞襯砌防滲措施

隧洞襯砌防滲一般采取分縫和灌漿的方法。分縫是為了防止混凝土因干縮和溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫而在區(qū)段之間設(shè)置環(huán)向伸縮縫，分段長度如前所述的6～12m，此外為防止不均勻沉降還在襯砌厚度突變處設(shè)置沉降縫。分縫內(nèi)設(shè)置鍵槽止水和填充瀝青油氈或其他填料。隧洞灌漿分為回填灌漿、固結(jié)灌漿和接觸灌漿?；靥罟酀{用于充填襯砌與圍巖之間的空隙，使兩者共同受力，減輕襯砌的負(fù)擔(dān)，間接上也降低了滲漏的幾率。固結(jié)灌漿用于加固圍巖并提高圍巖的整體性，同樣可減少滲漏。接觸灌漿用于充填混凝土與巖石或鋼襯之間的縫隙，以提高接觸面的密實(shí)性，并防止?jié)B漏。水工隧洞灌漿的順序一般要求先施工回填灌漿，再施工接觸灌漿，最后施工固結(jié)灌漿?；靥罟酀{應(yīng)在襯砌混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以后進(jìn)行，固結(jié)灌漿宜在回填灌漿結(jié)束7d后進(jìn)行，鋼襯接觸灌漿應(yīng)在襯砌混凝土澆筑60d后進(jìn)行，最少也不得少于28d。

2.2 隧洞襯砌裂縫防滲處理

水工隧洞襯砌裂縫很常見，裂縫的出現(xiàn)往往會(huì)引起滲漏。裂縫產(chǎn)生的原因非常復(fù)雜，包括荷載作用和非荷載作用兩個(gè)方面，后者往往由多種因素引起，如養(yǎng)護(hù)不善、溫度變化、混凝土干縮、不均勻沉降、鋼筋銹蝕、堿骨料反應(yīng)等。處理裂縫滲漏一般采用防水材料封閉處理和化學(xué)灌漿的方法。

3、結(jié)語

水工隧洞混凝土襯砌施工技術(shù)性要求較高，而且各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響最終的質(zhì)量，因此要采取充足的措施，從精密的準(zhǔn)備工作、密集的放樣、靈巧的模板設(shè)計(jì)、高效的流水化作業(yè)到完善的質(zhì)量控制措施，只要功夫到家及管理到位，就能實(shí)現(xiàn)多快好省的施工目標(biāo)。

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