小型断面隧洞快速衬砌施工的方法

工程技术　ＳＣＩＥＮＯＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬ００Ｙ　．　匪圆　小型断面隧洞快速衬砌施工的方法①　周长春　（葛洲坝集团第五工程有限公司　湖北宜昌４４３００２）　摘要：本文通过湖北省云龙河水电站工程引水隧洞衬砌施工的亲身体验，对小断面隧洞的砼衬砌施工的方法进行总结和分析，为相同条　件下的工程施工提供参考依。　关键词：小断面隧洞　快速　衬砌施工　中图分类号：Ｕ４５　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７２－－３７９１（２ｏ１　３）１１（ｂ）一００４７—０２　１工程概况　云龙河三级电站引水系统长全长４ｌＯ５．　由于进水口段的洞口位于悬崖上，无　成形施工道路，进水口段混凝土浇筑采用　第一循环单元备仓全部完成后，即进　行第二循环单元的备仓工作，为　与第一　３４　ｍ，其中引水隧洞长２４９０．７４　ｍ（至压力钢　自卸汽车运输，通过真空溜槽进入储料斗，　循环单元最后一个仓位发生干扰，第二循　管起点），纵坡为８％ｏ，断面直径为３．５　ｍ。设　由出料口卸至混凝土搅拌车。　环单元先进行１Ｉ一１、Ⅱ一２…Ⅱ一６仓位的钢　计引水隧洞开挖直径为４．０　ｍ，衬砌厚度　３．１．２混凝土水平运输　筋安装和下部模板安装，施工步骤同第一　２５　ｃｍ。根据开挖围岩揭露情况，引水隧洞　混凝土拌合物卸至混凝土搅拌车内，　循环单元。　以Ⅲ类围岩为主。　混凝土搅拌车运至混凝土泵，由混凝土泵　依次类推，按每循环单元顺序施工直　根据设计，引水隧洞Ｙ０＋００～Ｙ２＋４９０．７４　泵送至仓内。　至该作业面衬砌全部完成。　为全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌后断面直　３．１．３施工方法　３．２下游段混凝土浇筑　径均为３．５　ｍ。在开挖过程中，为便于施工，　由于进水口段引水隧洞衬砌工期紧、　３．２．１混凝土水平运输　在引水隧洞桩号Ｙ　１＋ｌ　３０　７．６　８（１＃）和　任务繁重、作业面狭小、作业面少，故拟采　受地形条件限制，下游段设置拌合站　Ｙ２＋６４３．０５（２＃）处各开挖了一条施工支　取四部衬砌台车全断面分两次衬砌的施工　距离浇筑仓位较远，配置混凝土搅拌车３　洞，其中１＃施工支洞由于进场道路极其险　方案，第一次先浇筑下部１／３的部分，再浇　台，不间断的运至混凝土泵，由混凝土泵泵　恶，衬砌时各种设备、材料均无法进场，故　筑上部２／３的部分（如图１）。　送至仓内。洞内无成形道路，故铺设碎石细　只能采用进水口和２＃施工支洞作为衬砌　由于洞径较小，且是底部为圆形，施工　砂拌合物作为混凝土搅拌车运输道路。　设备和材料入口，引水隧洞衬砌也采用进　车辆无法行走。因此在底部混凝土衬砌完　３．２．２混凝土浇筑　水口＊ｎ２＃施工支洞两个作业面同时施工。　成６小时后铺设碎石细砂混合料作为路面，　受经济条件影响，下游段混凝土模板　铺设厚度４８　ｃｍ，宽２．４　ｍ，刚好用于３Ｍ３的　采用自己加工而成的异形模板（如图２）。　２施工条件　混凝土搅拌车的进洞道路。　模板支撑件材料采用中４８的脚手架钢　（１）隧洞开挖于２００８年ｌ　２月底完成，业　衬砌时，每个作业面均采用跳跃式浇　管制作，模板采用３０　Ｘ　ｌ　５０、１　５×１　５０、６０　Ｘ　主要求衬砌于次年４月底完工，隧洞固结及　筑方法（如图１）。　ｌ　５Ｏ三种型号模板混合而成，既保证了混凝　回填灌浆于５月底完工！　衬砌时，每ｌ２０　ｍ作为一个循环单元，每　土的成形，也保证了混凝土浇筑的强度要　（２）整个工程在隧洞进口外０．５　ｋｍ处和　一单元先同时进行三个仓位（同一作业面，　求。由于混凝土厚度较薄，模版支撑件间距　２＃支洞出口外１　ｋｍ处各设有一个拌和站，　下同）的钢筋安装和模板安装。如上图所　保持在４５～５５　ｃｍ。　均布置有一台ＪＳ５００的拌和站，用于隧洞砼　示，在第一个循环单元作业时，先进行Ｉ一　混凝土浇筑仓位１２　ｍ／段，三段同时间　衬砌。　１、Ｉ一２、Ｉ一３…Ｉ一６仓位的钢筋安装和模　隔浇筑。拆除模板时先拆除下部模板，再拆　（３）施工用风、水、电。施工开挖时，施工　板安装，每个仓位长为ｌ２　ｍ，钢筋安装采用　除上部模板。混凝土待凝时间清除掉洞内　用的风、水、电全部铺设完成，可以满足洞　全断面一次完成，第一次浇筑时模板先安　道路弃渣，准备下一仓位浇筑。如此反复进　内混凝土浇筑施工的需要。　装下部的２／３部分　待Ｉ一６下部备仓完成　行。　（４）由于２＃支洞承担着压力管道的浇　后，立即进行Ⅱ一１、Ⅱ一２…Ⅱ６仓位的钢　３．３洞内钢筋材料运输　筑施工任务，因此，进水口段承担２０００　ｍ的　筋安装和下部模板安装。以上仓位每仓备　进水口段钢筋材料运输：进水口段钢　浇筑任务，引水洞下游部分的４９０　ｍ由２＃　好后立即进行浇筑。　筋由塔吊吊至洞口，水平运输至洞内加工　支洞进行浇筑。　Ⅱ一６下部仓位备好后，立即进行Ｉ—ｌ、　车间。由于洞径较小，无法运加工成形的钢　Ｉ－２、…Ｉ一６仓位上部的立模，Ｉ一６仓位　筋至作业面，钢筋必须在洞内加工。　３实际施工时采取的技术及组织措施　上部立模完成后即进行Ⅱ一ｌ、Ⅱ一２…Ⅱ一６　洞内每１５０～２００　ＩＴ１设置错车道一处，此　３．１进水口段混凝土浇筑　仓位上部立模工作，同样，以上仓位每仓备　处既可作为运输出渣的错车位置，也可作　３．１．１混凝垂直平运输　好后立即进行浇筑。　为移动钢筋加工场所，随着混凝土浇筑进　次浇筑区域　第　次浇筑区域　第１一ｌ段　第Ⅱ…１殴　第１　２段　第Ⅱ一２段　旃Ｉ一３段　图１　（下转４９页）　①作者简介：周长春（１９８３，ｌ２一），男，助理工程师，就职于葛洲坝集团第五工程有限公司，主要从事水利工程施工技术工作。　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　４７　工程技术　ＳＣＩＥＮｅＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ００Ｙ　皿圆　挖不能紧贴时，要喷射混凝土找平洞壁。仰　凝土采用ＴＫ一９６１型混凝土湿喷机输送，　ＣＡＴ－９６６Ｆ型侧卸式装载机或ＰＣ４００—６正　拱段主要集中在进出口段ＩＶ类、ｖ类，洞挖　ＴＫ一９６１混凝土湿喷机喷混凝土时，由操　铲装１　５ｔ自卸汽车运输至碴场卸碴。下层梯　底板时应随结构线一起挖除，清基后浇筑　作工在ＰＳ型双臂机械手上二个工作面同时　段爆破参数见表１　与衬砌同时施工。　３．３断层破碎带处理　在导流洞上层开挖经过断层带时，按　操作喷射。喷射时将受喷面清理干净，并掌　握好喷头角度，喷头与受面的距离，喷射接　４结语　头处的连接，并采用自下而上螺旋式喷射，　一从工程实践表明，本水电站左岸导流　先两侧导洞领进，后中部岩柱扩挖的方式。　两侧导洞的开挖仍采用Ｈ１　７８三臂台车钻　次喷厚５～７　ｔｉｎ。挂网施工的钢筋网拟采　洞最大开挖断面约２７０　ｍ　，开挖分为上、下　用人工在平台车上现场绑扎．焊接制作而　二层（实际上是两层半），其上部开挖的断面　孔，浅孔、少药量毫秒微差挤压爆破。钻孔　成，安装钢筋尽量贴近岩石面，喷混凝土至　都在１２０　ｍ　以上，顶拱的跨度达到１７　ｍ以　爆破前，用台车在拱部打两排超前锚杆和　少覆盖钢筋厚度５　ｃｍ以上。所有锚杆施工　上，为了保证隧洞成型良好、围岩稳定和施　排水孔，梅花型布置。爆破断层出露后再实　的钻孔采用锚杆台车和Ｈ１７８台车相结合实　工安全，需要采取分部开挖、及时支护等方　施挂网喷锚支护，最后再扩挖，整个施工程　施，锚杆人工制作，现场在平台上安装，然　法施工。同时对于Ⅳ、Ｖ类围岩段进行隧洞　掘进时，除了分部开挖外，还必须遵循“短　序如下：台车钻超前锚杆孔、排水孔一制安　后采用注浆机注浆。　药卷锚杆一导洞光爆（孔深１．５～２．０　ｍ，周　边眼间距３Ｏ　ｃｍ）￣ＴＫ－９６１第一次及时封闭　两侧边拱（喷厚５　ｃｍ）一出渣一第二次喷混　凝土５　ｃｍ厚一左右侧逐步向中部扩挖一出　露断层后支护一扩挖处理结束（必要时，采　用钢支撑支护）一下～循环导洞钻进。　３．４导流洞上层的锚喷混凝土施工　３．５导流洞下层洞挖施工　待导流洞上层开挖、支护施工结束后　即可进行下层开挖。下层开挖计划于２００６　进尺、弱爆破、强支护、勤监测”的原则，稳　扎稳打，确保围岩稳定及施工安全。　年ｌ１月上旬开始，利用进、出口下支洞在主　参考文献　洞内分别向上、下游１　０％爬坡至第一层底　【１】王丽影，牛贝贝，郭玲燕．溪洛渡大断面　面，完成导流洞下部第一层的开挖。　下层采用ＣＭ３５ｌ高风压钻钻与Ｄ７液压　水工隧洞开挖支护方案与数值模拟分　析［Ｊ】．陕西水利，２０ｌ　３（４）：２６－２９．　２】田洪，吴俊，叶家付．长河坝电站特大涌　导流洞上部顶拱的喷混凝土支护，主一　钻联合作业，利用ＣＭ３５　ｌ高风压潜孔钻机钻　［要是临时支护，临时锚喷支护随开挖进尺　设预裂孔，ＣＭ３５１潜孔钻与Ｄ７型独臂钻造主　水条件下大断面隧洞开挖施工［Ｊ］．四川　跟进，上、下游工作面喷混凝土错开进行，　减少洞内粉尘及施工干扰。喷锚支护均采　爆孔，孔径为中８０１７１１７１，孔距２．０～２．５　ｍ，排距　１．５～２．０　ｍ，单耗药量为０．４０～０．６０　ｋｇ／ｍ　，　水力发电，２００９（８）：２６－２９．　［３］王健．哈斯特地区大断面水工隧洞开挖　施Ｔ［Ｊ】．山西建筑，２０ｌ１，６５（１）：３５－４２．　用湿喷法施工工艺，并加以ＤＳ－１型喷混凝　土粘接剂以减少回弹。喷混凝土施工时，在　人工装药，非电毫秒梯段雷管引爆，微差挤　压爆破。每一施工段长度１　２　ｍ，爆破系数根　喷混凝土拌和站拌好喷混凝土料，６　ｍ３混凝　据实际进行调整。若爆碴过大，采用ＹＴ－２８　土搅拌运输车从拌和站运料进洞内，喷混　手风钻解小，以利出碴。施工出碴采用　（上接４７页）　斗车水平运至洞外。　４结论　经过我部精心组织施工，引水洞的混　凝土浇筑及灌浆工程于６月中旬顺利完工，　单月平均浇筑隧洞约计４５０　ｍ，也满足了云　龙河电站的顺利下闸蓄水要求，保证了业　主的工期要求。　本文通过云龙河水电站引水隧洞施工　的实际案例，详细的介绍了小型断面隧洞　施工有效技术措施及施工方法，可为相关　的技术及管理人员参考借鉴。　参考文献　Ｆ部模板钢管样架　图２　［１］混凝土质量控制标准ＧＢ５０１６４—９２［Ｓ］．　［２】水利水电工程技术术语标准ＳＬ２６－９２［Ｓ］．　［３］水工建筑物滑动模板施工技术规范　由于时间紧迫，作业面有限，我部投入　ＳＬ２５－９２［Ｓ】．　［４】水利水电工程钻孔压水试验规程　ＧＢ５００８６—２００ｌ［Ｓ】．　［５］锚杆喷射混凝土支护技术规范　ＧＢ儿０７—８７［Ｓ】．　［Ｓ］．　行，钢筋加工站不断前移。　３．４洞内超欠挖处理　求，洞内围岩欠挖控制在１０　ｃｍ以内，以致　混凝土浇筑时还要处理洞内欠挖岩石。受　大量的人力、机具及小型设备进行灌浆、弃　段清理，随灌随清，分段负责的制度。　灌浆及清理共分为五段，每段长约计　根据技术规范及业主指导性文件要　渣及路面清理。洞内灌浆实行分段灌浆，分　洞内环境限制，不能进行爆破作业。我部配　５００　ｍ。路面及灌浆弃渣清理每段配置小型　［６】砼强度检验评定标准ＧＢ／Ｔ１９００１—２００８　置３立方的移动空压机两台，采用风镐处理　移动时皮带机一台，翻斗车三部，小型皮带　土搅拌车路面弃渣，铺设于洞内。　局部欠挖。进水口段处理的洞渣作为混凝　机的长度大约在８　ｍ左右，整机总宽皮带宽　［７】质量管理体系要求ＳＬ７３—９５［Ｓ］．　０．６　ｍ，皮带机的下面安装车轱辘，可以随　［８］水工建筑物水泥灌浆施工技术规范　时移动。清渣卸至小型机动翻斗车内，由翻　ＳＬ６２－９４［Ｓ］．　３．５洞内灌浆及弃渣清理　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＯＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　４９