如何有效提高小型斷面隧洞二襯施工效率

朱堂明，羅成虎，喬秀笙

(中國水電基礎(chǔ)局有限公司西藏分公司，拉薩，850000)

1 前言

隧洞的二襯施工是水利水電施工的基礎(chǔ)項(xiàng)目，施工技術(shù)已經(jīng)十分成熟。隧洞的二襯施工一般采用架管模板、組合鋼模、定型行走鋼模臺(tái)車等方式進(jìn)行。而架管模板僅適用于二襯工程量極少，并且斷面不規(guī)則的部位使用；而組合鋼模施工也不利于大規(guī)模隧洞二襯施工的要求。德羅隧洞二襯根據(jù)實(shí)際情況采用定型行走鋼模臺(tái)車施工，但德羅隧洞二襯仍然因施工任務(wù)重、工期緊、環(huán)境艱苦、前序施工遺留缺陷造成施工難度巨增。根據(jù)德羅隧洞二襯節(jié)點(diǎn)要求，需要大大提高其二襯施工效率，主要采用調(diào)整人員、增加設(shè)備、改變施工方案、改善施工現(xiàn)場環(huán)境等方式提高施工效率。本文以拉洛項(xiàng)目德羅隧洞二襯施工為依托，針對這些施工難題，對現(xiàn)有的施工方式進(jìn)行了部分的調(diào)整和優(yōu)化，有效解決了施工面臨的難題，并確保了施工質(zhì)量、進(jìn)度和安全，以期為今后類似施工提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

2 工程概況

拉洛水利樞紐及配套灌區(qū)工程位于西藏自治區(qū)日喀則市西部雅魯藏布江以南薩迦縣，是雅魯藏布江右岸一級(jí)支流夏布曲干流上的控制性工程，工程位于海拔高程4300m地區(qū)，高寒缺氧。拉洛水庫總庫容2.965億m3，正常蓄水位4298.0m，配套灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積3.026萬hm2，為大(2)型水利工程。工程主要任務(wù)為灌溉，兼顧供水、發(fā)電和防洪，并促進(jìn)改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

德羅引水隧洞為無壓引水，斷面為馬蹄形，斷面腰線寬度4.30m，高4.05m，襯砌厚度為40cm。進(jìn)口高程4283.50m，出口高程4280.00m，隧洞洞長7520.76m，縱坡0.466，隧洞出口接壓力前池。隧洞二襯中最長工作面為1410m，最短工作面為1200m，總體和單工作任務(wù)均較重。

3 施工面臨的難題

德羅隧洞二襯施工主要由墊層混凝土、底板鋼筋混凝土、邊頂拱鋼筋混凝土施工組成。墊層混凝土施工是因德羅隧洞特殊地質(zhì)情況造成的，其圍巖主要為J2z、J1r鈣質(zhì)頁巖，含泥質(zhì)、炭質(zhì)，夾薄層狀砂巖、極薄層狀板理化細(xì)晶灰?guī)r。圍巖巖性較軟弱，遇水易軟化、泥化。德羅隧洞整體出現(xiàn)不同程度的滲水情況，局部滲水嚴(yán)重，造成底板軟化、泥化加劇，影響隧洞底板鋼筋混凝土的進(jìn)度。隧洞常規(guī)的二襯施工方式為：先底板鋼筋混凝土后進(jìn)行邊頂拱鋼筋混凝土施工。但因其圍巖易泥化、軟化無法直接進(jìn)行底板鋼筋混凝土施工及先底板后邊頂拱工期將大大延遲，施工進(jìn)度無法達(dá)到要求。主要問題如下：

(1)德羅隧洞二襯施工地處高原，因高原反應(yīng)、施工環(huán)境等因素，施工人員穩(wěn)定性極差。并且因地理位置，高質(zhì)量的作業(yè)班組不易尋找及穩(wěn)定，造成二襯施工班組技術(shù)能力有限，使德羅隧洞二襯施工進(jìn)度受到極大的影響。

(2)德羅隧洞受圍巖、工期影響，墊層與底板混凝土無法同時(shí)施工，而墊層、底板、邊頂拱又無法跟進(jìn)施工，其綜合影響二襯施工進(jìn)度。

(3)德羅隧洞整體工期緊，按照常規(guī)施工方式其效率不能達(dá)到施工節(jié)點(diǎn)要求，需要對施工方案進(jìn)行巨大調(diào)整，保證施工方案與設(shè)備配套，以達(dá)到預(yù)期的施工進(jìn)度。

(4)二襯施工中細(xì)節(jié)較多，如何調(diào)整施工方式提高施工質(zhì)量加快施工進(jìn)度。

(5)德羅引水隧洞的開挖分兩部分進(jìn)行，其前序承包隊(duì)施工中因地質(zhì)、施工方式、施工停滯等因素造成頻繁的塌方和變形情況，特別是局部洞段欠挖嚴(yán)重，大大影響我部的施工進(jìn)度及施工安全。并且德羅隧洞整體圍巖較差、滲水點(diǎn)面較多、巖體結(jié)構(gòu)面頻出，其圍巖強(qiáng)度、穩(wěn)定性、整體性較差。特別是圍巖遇水軟化、泥化情況，嚴(yán)重影響圍巖的穩(wěn)定性，施工過程中多次發(fā)生不同程度的塌方情況，直接影響二襯施工進(jìn)度。

4 施工技術(shù)創(chuàng)新

針對德羅引水隧洞二襯施工中的問題及施工進(jìn)度的要求，通過對“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個(gè)要因進(jìn)行分析和調(diào)整，尋求解決問題的方法。

4.1 穩(wěn)定施工人員、提高技術(shù)能力

(1)對進(jìn)場施工人員優(yōu)先考慮有在西藏或高海拔務(wù)工經(jīng)驗(yàn)的人員，避免身體不適帶來的人員頻繁流動(dòng)及流失；

(2)加強(qiáng)對現(xiàn)場施工作業(yè)人員的培訓(xùn)和技術(shù)交底，從最根本施工作業(yè)工序進(jìn)行跟班指導(dǎo)，保證施工質(zhì)量要求，避免反復(fù)整改而影響正常施工時(shí)間；

(3)作業(yè)班組更換中，保留前批作業(yè)班組中優(yōu)秀施工人員，并加強(qiáng)項(xiàng)目部的現(xiàn)場管理，保證施工進(jìn)度及質(zhì)量要求；

(4)協(xié)調(diào)其他施工正常工作面的主要施工及管理人員進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)、交流、交底，增加施工人員技術(shù)熟練度；

(5)開展施工技能競賽活動(dòng)，加強(qiáng)施工工序施工的交流，找出最合理的施工方式方法，保證施工質(zhì)量及進(jìn)度；

(6)采取周進(jìn)度獎(jiǎng)勵(lì)措施，對施工周進(jìn)度達(dá)到一定要求的進(jìn)行周獎(jiǎng)勵(lì)，以加強(qiáng)施工人員的積極性、主動(dòng)性。

4.2 施工設(shè)備調(diào)整

(1)針對德羅隧洞通水工期節(jié)點(diǎn)要求，采取增加二襯臺(tái)車的方式保證施工進(jìn)度，對每個(gè)二襯工作面的自行式臺(tái)車增加至2個(gè)；

(2)調(diào)整優(yōu)質(zhì)混凝土地泵，保證雙臺(tái)車交叉作業(yè)的施工要求；

(3)增加二襯施工中對應(yīng)混凝土罐車數(shù)量，保證施工進(jìn)度要求；

(4)加強(qiáng)設(shè)備保養(yǎng)及維護(hù)工作，保證設(shè)備使用率，避免因設(shè)備故障而影響正常施工。

4.3 施工材料的保障

德羅隧洞地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，施工中各種材料均采用預(yù)報(bào)、預(yù)存等方式保證施工，避免施工中因材料、設(shè)備配件等原因影響正常施工。

4.4 施工方案及方法調(diào)整

(2)針對施工過程易受鋼筋保護(hù)層厚度的問題造成返工影響施工進(jìn)度，經(jīng)過施工現(xiàn)場檢查和分析，原施工測量方式為“測量→架立筋施工→主體鋼筋施工”，其主要為先測量放點(diǎn)再進(jìn)行邊墻各部位架立筋和主體鋼筋施工。該施工方式是使用同一點(diǎn)進(jìn)行架立筋和主體鋼筋的施工，極易造成嚴(yán)重的施工誤差和累積誤差。針對出現(xiàn)的問題，對施工方式進(jìn)行了更改調(diào)整，采用“架立筋施工→測量(測量至架立筋上)→主體鋼筋施工”，使其施工誤差及累積誤差僅在主體鋼筋安裝過程一次中發(fā)生，其相對于規(guī)范中“±1/4保護(hù)層厚度”要求是不易發(fā)生問題的，施工方式更改后效果明顯。

(3)根據(jù)德羅隧洞通水施工節(jié)點(diǎn)要求，其二襯施工不適宜采用先底板后邊頂拱的方式進(jìn)行施工，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，施工方式更改為：底板和邊頂拱鋼筋混凝土跟進(jìn)施工，其底板與邊頂拱跟進(jìn)施工方式分析如表1。

表1 底板與邊頂拱跟施工方式對比

綜合各種因素選擇跳3倉，其中第1個(gè)臺(tái)車先澆筑第1倉，第2個(gè)臺(tái)車澆筑第2、3倉，其中2個(gè)臺(tái)車綜合施工效率基本相等，能滿足同步進(jìn)行施工要求，保證施工進(jìn)度。

(4)德羅引水隧洞施工分兩部分進(jìn)行，其前序承包隊(duì)施工中因地質(zhì)、施工方式、施工停滯等因素造成頻繁的塌方和變形情況，特別是局部出現(xiàn)嚴(yán)重欠挖情況，嚴(yán)重影響我部的施工進(jìn)度及施工安全。針對此情況采取施工間歇期對欠挖部位進(jìn)行處理，并調(diào)整二襯工作面，先進(jìn)行常規(guī)段的二襯施工，再進(jìn)行“嚴(yán)重欠挖段”的處理及二襯工作，盡量降低前序施工遺留缺陷對我部二襯施工的影響。

4.5 施工環(huán)境的調(diào)整

(1)隧洞施工中因柴油地泵、罐車、裝載機(jī)、挖掘機(jī)、電焊機(jī)等眾多設(shè)備施工運(yùn)轉(zhuǎn)，易造成局部施工廢氣嚴(yán)重，特別是因塌方封閉的部位排風(fēng)更加困難。較重的施工廢氣嚴(yán)重影響施工環(huán)境，影響作業(yè)人員效率和健康。采取增加洞內(nèi)排風(fēng)設(shè)備、調(diào)整主要制造煙霧設(shè)備使用時(shí)間的方式進(jìn)行解決，盡量交錯(cuò)施工并減少施工時(shí)長，在需要長時(shí)間使用排煙設(shè)備時(shí)，盡量調(diào)整施工時(shí)間，與現(xiàn)場施工人員交錯(cuò)施工。

(2)施工工作面增加吸氧設(shè)備和應(yīng)急設(shè)施，保證施工人員應(yīng)急需求及施工安全。

5 施工成果

德羅隧洞二襯施工通過“人、機(jī)、料、法、環(huán)”幾個(gè)方面的調(diào)整后，施工效率提升明顯。其中德羅隧洞進(jìn)口工作面在受前序施工缺陷影響較小的9月份施工進(jìn)度達(dá)到395.7m/月，其施工效率提升效果明顯。德羅隧洞進(jìn)口二襯工作面施工初期、調(diào)整后施工進(jìn)度對比見圖1。

圖1 德羅隧洞進(jìn)口二襯工作面施工初期與調(diào)整后施工進(jìn)度對比

6 結(jié)語

德羅隧洞二襯施工受“人、機(jī)、料、法、環(huán)”影響極大，通過對施工中的問題進(jìn)行分析、尋找問題的根源，在解決問題中發(fā)現(xiàn)：施工人員的穩(wěn)定性、技術(shù)能力是隧洞二襯施工的基礎(chǔ)，通過人員調(diào)整、加強(qiáng)培訓(xùn)、開展獎(jiǎng)勵(lì)等措施能保證人員的穩(wěn)定性和施工積極性。施工機(jī)械設(shè)備數(shù)量、型號(hào)、完好率是二襯施工的關(guān)鍵，特別是臺(tái)車的數(shù)量和混凝土地泵施工性能直接影響二襯施工綜合效率。施工材料是二襯施工的必要條件，特別是持續(xù)保證隧洞的正常有效施工。施工方案是二襯施工效率的重要保障，其中根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況積極調(diào)整施工方案、施工程序、施工方式、各工序施工細(xì)節(jié)，并對施工中出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行針對性地解決，能有效提高施工效率。特別是底板邊頂拱跟進(jìn)施工、鋼筋保護(hù)層等施工方法的調(diào)整能有效提高其施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。施工環(huán)境是正常二襯施工的先決條件，其施工環(huán)境影響施工人員的穩(wěn)定性、現(xiàn)場施工效率。綜合“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五大要素的綜合調(diào)整，能有效提高小型斷面隧洞二襯施工效率。