輸水隧洞仰拱襯砌快速封閉施工技術(shù)研究

蔡賢俊，何俊明

（四川港航建設(shè)工程有限公司，四川成都 610041）

0 前言

由于輸水隧洞結(jié)構(gòu)斷面小，通常施工中會(huì)遇到施工設(shè)備、施工技術(shù)制約，降低仰拱襯砌的施工質(zhì)量，并延長(zhǎng)其施工工期，影響后續(xù)施工工序的施工進(jìn)度，進(jìn)而對(duì)整個(gè)工程的進(jìn)度造成影響，為了解決上述問題，基于依托工程對(duì)輸水隧洞仰拱施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，采用自行式仰拱棧橋，仰拱鋼筋籠綁扎懸掛式定型化胎架，仰拱定型化支模體系，取得了較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。

1 隧洞工程概況

岷江犍為航電樞紐犍為庫區(qū)塘壩鄉(xiāng)防護(hù)工程，主要包括防洪堤工程和排澇工程。排澇工程采用排水隧洞自排結(jié)合泵站抽排的形式。排水隧洞進(jìn)口位于瓦窯溪沖溝350m 高程處，隧洞進(jìn)口采用底格柵壩的形式取水，隧洞全長(zhǎng)約1.53km，采用門洞型斷面，凈空尺寸約4m×6m，設(shè)計(jì)排水流量為98m3/s。排澇泵站的設(shè)計(jì)流量為19m3/s，設(shè)置了4 臺(tái)水泵，其裝機(jī)容量為2×1250+2×400=3300kW。

2 隧洞工程地質(zhì)條件

隧洞工程位于構(gòu)造剝蝕低山丘陵侵蝕堆積地貌。其地質(zhì)構(gòu)造處于粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾中～薄層泥巖地層之上，壩址區(qū)構(gòu)造主要以層面、節(jié)理裂為主。工程區(qū)植被發(fā)育，物理地質(zhì)現(xiàn)象以巖石風(fēng)化、階地及星崩塌為主，其他物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。

隧洞工程區(qū)巖層產(chǎn)狀 N2°E，SE∠6°～8°，主要發(fā)育 3 組陡傾節(jié)理裂隙：①N30°W，SW∠80°，1～2 條/m，面平直，張開寬 2～5mm，局部為2cm，泥夾巖屑充填，延伸長(zhǎng)大于10m；②S75°W，SE∠85°，1～1.5 條/m，面平直，張開寬 1～5mm，巖屑夾泥充填，巖屑已經(jīng)泥化，延伸長(zhǎng)大于 8m；③S45°E，SW∠80°，2～3 條/m，面波狀起伏，張開寬2～7mm，巖屑夾泥充填，巖屑已經(jīng)泥化，延伸長(zhǎng)大于9m。

3 工藝原理

本技術(shù)針對(duì)輸水隧洞仰拱襯砌施工，采用自行式仰拱棧橋，支座設(shè)置減震措施及下置安全防護(hù)網(wǎng)，滑軌主承易鎖自行式棧橋，仰拱兩端面下掛防護(hù)及防落渣裝置，仰拱兩端面下掛式對(duì)撐裝置。采用仰拱鋼筋籠綁扎懸掛式定型化胎架，帶下置防護(hù)板懸吊式鋼筋籠綁扎胎架，下掛式可移動(dòng)人工操作平臺(tái)，下置式可拆鋼筋籠綁扎底撐架，鋼筋吊運(yùn)裝置。采用仰拱定型化支模體系，可移動(dòng)型鋼架吊掛可調(diào)式弧形模板下掛可移動(dòng)式人工操作平臺(tái)，弧形模板快速導(dǎo)向連接，采用大塊組合鋼模板，仰拱中部不設(shè)模板，混凝土由中間向兩邊澆筑，在設(shè)計(jì)位置混凝土改由仰拱兩側(cè)的頂部入模，如果澆筑混凝土浮力較大時(shí)采用仰拱模板分倉囊袋注水配重，使仰拱混凝土一次澆筑完成，見圖1～圖2。

圖1 輸水隧洞仰拱襯砌快速封閉結(jié)構(gòu)

圖2 輸水隧洞仰拱襯砌快速封閉結(jié)構(gòu)模板安裝

4 工藝流程及主要操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

輸水隧洞仰拱襯砌快速封閉施工工藝流程見圖3。

圖3 輸水隧洞仰拱襯砌快速封閉施工工藝流程

4.2 主要操作要點(diǎn)

4.2.1 施工準(zhǔn)備

進(jìn)行施工前培訓(xùn)工作，相關(guān)施工設(shè)施滿足施工要求，并保證道路暢通，以及相關(guān)的應(yīng)急準(zhǔn)備工作。

4.2.2 構(gòu)件定制及加工

加工剛性骨架、仰拱端頭鋼模板、快拼組合式鋼模板等。

4.2.3 自行式仰拱棧橋安裝

自行式仰拱棧橋由下掛式可移動(dòng)式人工操作平臺(tái)、懸吊式鋼筋籠胎架、移動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)、支撐、擴(kuò)大底板、后引橋、防護(hù)及防落渣裝置、牽引鋼絲繩、軌道小車、吊運(yùn)裝置、軌道、可調(diào)式螺桿、護(hù)欄、前引橋、升降式走輪等組成，自行式仰拱棧橋兩端前引橋和后引橋懸掛掛防護(hù)及防落渣裝置，自行式仰拱棧橋移動(dòng)時(shí)前、后引橋收起，調(diào)整升降式走輪，啟動(dòng)移動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)。

4.2.4 仰拱鋼筋籠綁扎

仰拱鋼筋籠在懸吊式鋼筋籠胎架上綁扎，工人在下掛式可移動(dòng)式人工操作平臺(tái)上；吊運(yùn)裝置可以運(yùn)輸鋼筋、大塊組合鋼模板等；軌道小車上的可調(diào)式螺桿與懸吊式鋼筋籠胎架連接，通過調(diào)整可調(diào)式螺桿實(shí)現(xiàn)懸吊式鋼筋籠胎架上下移動(dòng)。

4.2.5 輸水隧洞仰拱模板安裝

大塊組合鋼模板通過吊運(yùn)裝置先安裝端頭鋼模板和鋼模板快速導(dǎo)向連接鋼板，端頭鋼模板設(shè)置可調(diào)節(jié)式支柱，通過可調(diào)節(jié)式支柱調(diào)整端頭鋼模板標(biāo)高；大塊組合鋼模板間采用樞紐連接，通常采用翻折方式安裝以及后期拆除，如圖4 所示。

圖4 仰拱模板安裝

4.2.6 澆筑仰拱混凝土

仰拱中部不設(shè)模板，混凝土由中間向兩邊澆筑，在設(shè)計(jì)位置混凝土改由仰拱兩側(cè)的頂部入模，采用仰拱模板分倉囊袋注水配重，使仰拱混凝土一次澆筑完成。

4.2.7 仰拱模板拆除

利用軌道小車上的吊運(yùn)裝置拉起模板翻折到剛性骨架上，并拆除端頭鋼模板和定型化支架。

4.2.8 下一施工段施工

仰拱模板拆除完成后，自行式仰拱棧橋移動(dòng)下一施工段，進(jìn)行下一仰拱施工段施工。

5 結(jié)論

（1）采用自行式仰拱棧橋，支座設(shè)置減震措施及下置安全防護(hù)網(wǎng)，滑軌主承易鎖自行式棧橋，該仰拱棧橋拼裝、行走、移動(dòng)較為方便，加快了施工速度。

（2）采用仰拱鋼筋籠綁扎懸掛式定型化胎架，帶下置防護(hù)板懸吊式鋼筋籠綁扎胎架，下掛式可移動(dòng)人工操作平臺(tái)，鋼筋吊運(yùn)裝置等，加快鋼筋籠的施工速度。

（3）采用仰拱定型化支模體系，可移動(dòng)型鋼架吊掛可調(diào)式弧形模板下掛可移動(dòng)式人工操作平臺(tái)，弧形模板快速導(dǎo)向連接，仰拱模架分倉囊袋注水配重，加快了支模速度，節(jié)約了施工成本。