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1、第10章引水隧洞混凝土施工(1)第10章 引水隧洞混凝土施工10.1 工程简述本标段发电引水系统引水隧洞、压力钢管二部分组成：一、引水隧洞长8400.047m，为马蹄形断面，开挖洞径4.15m3.90m5.3m5.2m（高宽），主要衬砌断面形式为B型断面，40cmC25混凝土。二、压力钢管采用地下埋管，管径2.6m，分为上平段、上斜段、中平段、下斜段、下平段，其中斜井直段（上斜段和下斜段长之和）长约504.83m，倾角60。上平段中心高程为697.20m，中平段中心高程为480.00m，下平段中心高程为260.00m，洞内埋管长约1428.35m，开挖断面尺寸为4.2m4.2m（宽高，城门洞型
2、）主要衬砌断面形式为D型断面，80cmC20衬砌混凝土及回填混凝土。本次招标隧洞范围为引水隧洞桩号Y+1250Y+9650.047段以及桩号G+000G+1428.353段。主要工程量见下表：项目编号项目名称单位数量2引水隧洞工程2.1.3钢筋混凝土工程2.1.3.1混凝土2.1.3.1.1隧洞衬砌混凝土C25(二级配)W6 60cm厚m313532.1.3.1.2隧洞衬砌混凝土C25(二级配)W6 40cm厚m366142.1.3.1.3隧洞底板混凝土C25（二级配） 20cm厚m342672.1.3.1.4隧洞钢管衬砌混凝土C20(二级配) 80cm厚m34692.1.3.1.5引水隧洞洞
3、内钢管回填素混凝土C20(二级配)80cm厚m3129262.1.3.2钢筋t6772.2地质缺陷处理工程2.2.3钢筋混凝土工程2.2.3.1衬砌混凝土C25(二级配)m34002.2.3.2混凝土回填C20（二级配）m32682.2.3.3钢筋t3210.2 隧洞衬砌总体施工方案及流程10.2.1 隧洞各部位衬砌施工方案见下表隧洞衬砌施工方案一缆表衬砌部位衬砌类型施工方法引水隧洞段B、C型断面边顶拱混凝土采用钢模台车全断面衬砌， 3m3砼搅拌运输车运输（轨道式），HB40B混凝土泵送入仓，人工平仓，插入式振捣器振捣。钢模台车长10m。最后进行底板混凝土施工。压力钢管段D型断面利用压力钢管作
4、为模板分段施工，HB40B混凝土泵送入仓，人工平仓，插入式振捣器振捣。分段长度8m。10.2.2 混凝土施工工艺流程引水隧洞段混凝土施工工艺流程见图。基础岩面和施工缝面处理模板钢筋制作和运输测量放线支立模板钢筋制安、绑扎、焊接止水和埋件安设、仪器安设监理验收混凝土入仓、平仓振捣混凝土养护混凝土施工工艺流程图压力钢管段混凝土施工工艺流程见图，本图中仅包括一个斜井段，即上斜段或下斜段，两个斜井段施工程序相同：清理验收及下水平段施工施工支洞堵塞导轨支墩及导轨安装斜井钢管安装钢管分段安装及砼分段回填斜井钢管混凝土回填灌浆工程下弯段钢管安装及砼回填上弯段钢管安装及砼回填上弯段灌浆工程清理验收及上水平段施
5、工支洞堵塞10.2.3 混凝土施工程序引水隧洞分为引水隧洞段和压力钢管段。为避免开挖和混凝土施工的干扰，每一段混凝土衬砌施工均在开挖全部完成后进行。10.3 混凝土施工方案10.3.1 引水隧洞段混凝土施工方案10.3.1.1 浇筑方式引水隧洞段混凝土边顶拱混凝土采用自制钢模台车全断面衬砌，3m3砼搅拌运输车（轨道式），HB40B混凝土泵送入仓，人工平仓，插入式振捣器振捣。钢模台车长10m。最后进行底板混凝土施工。10.3.1.2 钢筋制安钢筋按设计图纸在加工厂加工，5t平板车运至现场，人工绑扎、焊接安装。10.3.1.3 模板采用自制钢模台车两台。10.3.1.4 入仓方式采用HB40B混凝
6、土输送泵泵送入仓。10.3.1.5 混凝土拌制混凝土由采用拌和站集中拌制，6m3混凝土搅拌车运输至支洞口。（拌和站布置详见施工总平面布置）10.3.1.6 混凝土运输混凝土由3m3砼搅拌运输车（轨道式）运至混凝土泵接料斗内，由HB40B混凝土输送泵送至仓内。10.3.1.7 混凝土浇筑施工时要严格执行监理工程师批准的浇筑分层分块和浇筑程序，按规范要求压面，确保混凝土表面平整度满足设计、规范要求。10.3.1.8 振捣方式混凝土振捣主要采用50mm振捣棒、30mm软轴振捣器和HP-25平板振动器，以确保混凝土浇筑施工质量。10.3.1.9 养护方式混凝土浇筑后12h即应开始洒水养护，并加强覆盖,
7、保持表面湿润，养护时间不少于14天，有特殊要求时适当延长养护时间。10.3.1.10 工作缝处理采取人工凿毛，露出粗骨料，浆缝面冲洗干净，排除积水。新浇混凝土时缝面匀铺一层结合砂浆。10.3.2 压力钢管段混凝土施工方案10.3.2.1 浇筑方式斜井段自下而上分段施工，分仓长度8m。10.3.2.2 模板斜井段以压力钢管为模板；水平段以钢衬为水平模板，堵头模板钢木组合。10.3.2.3 入仓方式斜段混凝土下部采用HB40B混凝土输送泵泵送入仓，上部采用溜槽直接入仓；下平段采用HB40B混凝土输送泵泵送入仓。压力钢管衬砌水平段混凝土入仓方法见图。混凝土搅拌运输车(轨道式)新浇混凝土堵头模板HB4
8、0B混凝土输送泵泵管压力钢管水平段混凝土入仓示意图10.3.2.4 混凝土运输混凝土由3m3砼搅拌运输车（轨道式）运至混凝土泵接料斗内，由HB40B混凝土输送泵送至仓内。10.3.2.5 混凝土浇筑施工时要严格执行监理工程师批准的分段长度和浇筑程序，确保混凝土质量满足设计、规范要求。10.3.2.6 振捣方式混凝土振捣主要采用50mm振捣棒和30mm软轴振捣器，以确保混凝土浇筑施工质量。10.4 施工方法10.4.1 基础岩面和施工缝处理10.4.1.1 基础岩面处理经监理工程师验收后的基础岩面，需先撬挖松动石块，清除浮渣、泥砂和污物，并用压力风、水冲洗干净，排干积水。对易风化的岩石基础，在立
9、模扎筋前，浇筑5cm厚一级配混凝土，以封闭和保护基础岩面不受扰动和污染。因地质原因造成超挖的深坑部位，按设计和监理工程师的要求进行处理。10.4.1.2 施工缝面的处理待混凝土初凝后、终凝前的适当时机，用压力风、水冲去新浇混凝土表面的乳皮和灰浆，直到混凝土表面积水由浑变清，露出粗砂粒或小石，使其表面成毛面，对冲洗后局部效果不好的，再辅以人工凿除，以确保混凝土表面成毛面。在浇筑上一层混凝土前，将经过冲毛和打毛的缝面上认真清除的松动的石子、泥沙和污物，再次用压力水冲洗干净，并排除积水，以充分确保新老混凝土的良好结合。10.4.2 钢筋工程钢筋在厂区钢筋厂加工，5t平板车运至现场，人工现场绑扎。10
10、.4.2.1 钢筋加工钢筋在钢筋加工厂内按设计图纸进行加工。10.4.2.2 钢筋绑扎钢筋采用现场手工绑扎。绑扎时，按设计施工图纸和测量点线进行搭接、分距、摆放、绑扎、固定和点焊。在钢筋架设安装之后，及时加以固定保护，避免发生错动和变形。10.4.2.3 钢筋焊接钢筋采用闪光对焊，接触电渣焊和搭接手工电弧焊等方法焊接。由具有合格资质的电焊工持证上岗，焊接和绑扎应按GB50204-92第四节和第五节的规定和施工图纸要求执行。钢筋焊接长度单面焊接不少于10d，双面焊接不少于5d。10.4.3 预埋件施工埋件包括止水、灌浆管等。埋件安装按照设计图纸要求对埋设位置进行测量放点，埋设应在仓内模板和钢筋已
11、施工完毕后进行，埋设时要利用施工插筋单独焊架固定牢靠。浇筑时专人值班保护，埋件周围大粒径骨料用人工清除，并用小振捣器振捣密实。10.4.4 浇筑准备和清仓验收当每一个浇筑仓号的施工缝面处理、模板支立、钢筋绑扎与焊接、止水安装、埋件埋设等项工序完成后，随即从上到下进行浇筑仓位的清理工作。将模板和钢筋上的粘着泥沙和污物，仓内施工缝面的松动石块、杂物、沉积的砂子等均应清除，冲洗干净并排干积水。基岩面浇筑仓，在浇筑第一层混凝土前，先铺一层23cm厚的与混凝土强度相同的水泥砂浆，以保证混凝土与基岩结合良好。混凝土浇筑准备工作主要包括用于入仓手段的混凝土罐车、混凝土泵和混凝土拌和系统以及其他设备完好到位进
12、行待命，混凝土的组成材料水泥、砂石骨料等备料充足，拌和站处于能够正常运转状态。开仓前在内部严格实行“三检制”。自检合格后再向监理工程师申请组织验收，合格签证后即进行混凝土浇筑。10.4.5 混凝土浇筑10.4.5.1 铺料铺料采用平铺法铺料。混凝土入仓时应保证两边均匀下料。10.4.5.2 平仓主要采用人工手持铁锨配合振捣器进行平仓，但振捣器辅助平仓不能代替振捣。特别是在靠近模板和钢筋较密的地方以及止水、预埋件附近位置采用人工送料填满。10.4.5.3 振捣采用50mm或30mm电动软轴插入式振捣器振捣，振捣由有经验的混凝土工按规范操作，防止过振和漏振。每一位置的振捣时间以混凝土不再显著下沉，
13、不冒气泡，并开始泛浆时为准。在无法使用振捣器的部位，则辅以人工用钢筋捣固钎振捣密实。底板采用插入式振捣器和平板振捣器振捣。10.4.5.4 施工措施 排水混凝土浇筑过程中,隧洞的渗水和清仓的废水，挖集水坑，用污水泵抽取。（详见隧洞开挖的布置） 通风采用用射流风机向洞内送风。（详见隧洞开挖的布置） 防止泵管堵塞混凝土坍落度控制在1214，并在混凝土里填加引气剂，混凝土运输的时间不宜过长。对于不合格料及时处理，以防堵管。10.5 雨季混凝土控制措施合理组织雨季混凝土施工，采用综合措施，如掺外加剂、控制水泥单方用量、选择合理砂率、加强养护等，防止混凝土雨季施工坍落度偏大而影响混凝土质量。对混凝土骨料
14、及拌和站搭设工棚。10.6 混凝土外观质量保证措施10.6.1 组织保证施工过程中以项目部总工程师为核心，进行全员全过程的质量管理，建立和健全质量保证和质量检查体系，对混凝土施工的全过程，特别对特殊过程，进行严格的过程控制，以确保混凝土的外观质量。10.6.2 严格控制模板的制作和安装模板制作的刚度和平整度，严格按规范进行控制。用测量仪器控制模板支立时的位置，以保证设计体型。为了保证每一层模板的接缝处不挂帘、不漏浆，已浇筑混凝土的最上一层模板先不拆除，将上层模板紧贴下层混凝土面，并用螺栓固定后再进行加固和调整。用在仓位里的每一块模板，必须经修整后才能使用。模板支立和加固后，模板面要仔细进行补缝
15、和涂刷高效脱模剂，以保证拆模后混凝土面光洁平整。在支模前，首先根据设计体型进行测量放线，支模时根据测量所放控制点支模。支模完毕后，并由测量进行复核。如有误差，并进行调整，达到施工误差范围，用拉筋加固，以防浇筑时跑模引起变形。10.6.3 混凝土的拌制、运输、入仓及平仓振捣浇筑混凝土前，要详细检查各工序的施工质量，建基面的处理、模板、钢筋、预埋件及止水设施是否符合设计要求，并作好记录。10.6.3.1 混凝土配合比混凝土施工前，由试验室按水工混凝土施工规范（SDJ207-82）要求和水工混凝土试验规程，进行混凝土原材料的试验，按设计要求的混凝土标号，进行混凝土配合比设计，写出混凝土试验报告及各种
16、混凝土标号配合比，报监理工程师审批。10.6.3.2 拌和及运输混凝土拌和前，现场试验人员应根据“开仓单”上的浇筑部位、设计标号等，选用混凝土配合比，并应按现场砂石骨料的含水量、骨料超逊径含量等调整配合比，签发混凝土配比单。拌和站操作人员按配比单进行配料、拌制混凝土。模板、钢筋、止水及各种预埋件安装完毕，首先进行仓位的清理和冲洗工作，经验收合格后，及时开仓浇筑。开仓前，清洗过的基岩面或混凝土面，要保持洁净和湿润，仓内不得有积水。混凝土拌制后，用混凝土搅拌运输车运往施工现场。混凝土入仓的卸料高度（指混凝土自由下落高度），应不大于1.52.0m，以防骨料离析。10.6.3.3 混凝土振捣混凝土入仓
17、采用平铺下料，铺料厚度严格按设计要求控制。混凝土入仓后，使用50或30mm型手持电动插入式软轴振捣器，分层振捣密实。混凝土浇筑应做到随进料随平仓，不得堆积。平仓后要立即振捣，杜绝以平仓代替振捣的现象。振捣次序按梅花型排列布置，振捣间距为振捣器振动作用有效半径的1.5倍。作业时，按间距逐点进行振捣，并应插入下层混凝土约5.010.0cm。每点振捣时间以1520s为宜，以混凝土不再显著下沉、不出现气泡、开始泛浆时为准，要防止漏振、过振。在振捣过程中，不得触动钢筋及预埋件。浇筑混凝土时，严禁在仓内加水。如发现混凝土和易性较差时，必须采取加强振捣等措施，以保证混凝土质量。不合格的混凝土料严禁入仓，已入
18、仓的不合格混凝土必须予以清除。混凝土浇筑要保持连续性。由于混凝土均掺用外加剂和混合材，铺料允许间歇时间，由现场试验确定。10.6.3.4 施工缝处理除设计要求的永久缝面以外，其它临时施工缝的混凝土表面，采用人工凿毛，并用高压水冲洗，经检查达到设计和施工规范要求后，方可进入下道工序施工作业。10.6.3.5 拆模时间拆模时间必须按有关规范，待混凝土达到拆模强度后，再进行拆模。拆模时应配合必要的机具小心进行，拆除的模板进行修整后整齐堆放。10.6.4 混凝土浇筑的过程控制始终重视每一道工序的施工质量，对施工特殊过程采取更加严密的监控措施，对清基交面、模板支立、钢筋绑扎、止水预埋件安装均设专人进行全
19、过程跟踪，上道工序的问题不解决不能转入下道工序施工。加强混凝土水平运输及垂直运输的过程控制，减少倒运次数，缩短运输时间，防止混凝土拌和物在运输过程中泌水、漏浆和离析。控制混凝土卸料高度，避免自由下落过程中产生离析，混凝土浇筑时要逐层均匀上升，加强混凝土入仓后的平仓振捣，严禁不合格的混凝土进入仓内，浇筑混凝土时质检人员进行必要的旁站盯仓。加强混凝土的养护工作，并固定专人养护，分片负责。10.6.5 拆模与养护在混凝土浇筑完毕后1218h内进行养护。本工程养护一般采用洒水或花管喷水养护，混凝土养护天数不少于14d。在干燥、炎热条件下，应延长养护时间28天以上。模板的拆除应根据各部位的特点，按规范规
20、定的混凝土需达到的强度要求，决定模板拆除时间，防止因抢进度提前拆模，从而影响混凝土的外观质量。10.7 混凝土施工主要机械设备表混凝土施工主要机械设备一览表序号设备名称型号及规格单位数量备 注1钢模台车自制台2轨道式2砼搅拌运输车3m3台6轨道式3砼搅拌运输车三菱台36m34混凝土输送泵HB40B台65载重汽车5t辆46平板车5t辆47振捣器50/30mm个248平板振动器HP-25个610.8 洞内止水、排水工程施工（1）施工程序框图洞室开挖及欠挖处理完毕系统喷砼支护下一单元 洞身喷混凝面平整及锚杆头切除边顶拱混凝土浇筑模板及橡胶止水带安装排水管安装钢筋安装（2） 施工工艺及措施1）橡胶止水
21、施工止水安装主要包括止水带及止水条两种。由于止水带均布置在横缝上，且均在边墙及顶拱部位。为保证止水安装及混凝土浇筑质量，采用定型组合钢模板进行施工。橡胶止水带的安装及维护：横缝止水的施工采用混凝土衬砌时所搭设的脚手架作施工平台，在混凝土浇筑前先在预定位置上并采用钢支架固定。止水片附近采用常态混凝土施工，为确保混凝土浇筑振捣质量，对止水片周围混凝土料中的大粒径骨料进行清除，混凝土浇筑时派专人负责看管止水片，该部位的施工指派高级工专人负责。止水带的接头处理：为保正施工质量，止水带需连接的止水带两端削成互相配备的接头，其端面挫毛后用环氧树脂粘贴橡胶双面板粘好，具体做法如下：a按图纸和现场实际要求对照
22、角度裁剪，剪的端面要平直，不得歪斜；b削掉强力筋，强力筋部位用电动砂轮磨毛，打毛面彻底不得漏点，保证其结合；c磨毛面处用汽油或橡胶清洁剂洗刷净，待表面干净后再涂刷环氧树脂，刷胶必须均匀；d表面胶液基本干后按面要拼接，在断面处用环氧树脂拼接粘贴，用滚筒压实使之无气泡，但允许表面有轻微的不平现象。2）软式排水管施工软式排水管在钢筋安装前进行安装。（3）止水防渗工程质量控制1）制定止水防渗材料及其安装或埋设的施工措施，报监理工程师批准后才能实施。2）止水防渗材料的质量要严格按设计、合同要求控制，全部具有出厂合格证，每批进行尺寸及品种规格进货检验。开工前要取样检验其物理力学性能是否符合合同和设计要求。
23、3）止水及防水材料安装验收时要记录安装位置，便于混凝土履盖后检查、评价止水效果。4）排水管的开孔位置和钻孔过程采取测量定位方式进行，测量样点经监理工程师审核后才能实施。5）为确保混凝土浇筑振捣质量，对止水片周围混凝土料中的大粒径骨料进行清除，混凝土浇筑时派专人负责看管止水片，该部位的施工指派高级工专人负责。10.9 施工支洞封堵施工支洞封堵我方将委托具有乙级资质的单位进行封堵设计。引水隧洞各施工支洞封堵设计标准见表。引水隧洞各施工支洞封堵设计标准表施工支洞1#2#3#4#设计水头（m）19.128.135.843.6校核水头（m）25.134.141.849.6备注进人检修门进人检修门注：进人
24、检修门尺寸高宽（0.80.8m）。水击压力升高值取24%。10.9.1 支洞封堵设计10.9.1.1 设计原则堵头属永久建筑物，设计标准严格按照招标文件的要求及水工隧洞设计规范的规定。施工支洞应进行混凝土的回填处理，并在和主洞相交处3倍洞径（施工支洞）长度洞段应对周边围岩进行固结灌浆，灌浆孔深4m,间排距2.5m，进行设计。堵头和围岩均视为刚体，水头推力均匀的作用在堵头的横截面上。封堵砼指标：C25W，F300。堵头长度计算采用等断面封堵体长度公式。考虑封堵工期的要求，封堵段与基岩接触面不进行接缝灌浆。10.9.1.2 堵头长度的计算、计算公式：计算公式采用等断面封堵体长度公式，即：LP（A）
25、式中L：封堵体长度，m；P：封堵体迎水面承受的总水压，MN；：容许剪应力，取0.20.3Mpa；C：封堵体剪切面周长，m；A：接触面面积（m2）；堵头长度计算成果按照上述设计原则和计算公式，根据计算成果计算各支洞堵头长度分别为：2#、4#施工支洞堵头长度选取6m。5#堵头长度选取15m。6#堵头长度选取25m。堵头型式与细部设计体形设计堵头的外形设计为等断面形，堵头采用C25混凝土封堵。灌浆设计1) 回填灌浆：在顶拱90120范围内进行，排距3m，间距4m。灌浆压力0.5Mpa。2) 固结灌浆：灌浆孔深入岩4m，间排距2.5m，梅花型布置，固结灌浆压力为1Mpa。以6#施工支洞堵头为例，其结构
26、设计见图。其它支洞可参照实行。6#施工支洞堵头结构设计图10.9.2 施工支洞的混凝土封堵 分层分块及施工次序施工支洞封堵混凝土按2m一层，分层浇筑。 模板、支撑封堵混凝土采用普通组合钢模板，利用预埋的锚杆加固。 基岩清理基岩清理主要采用人工撬挖的方式进行，同时用高压水将洞壁和要浇筑混凝土的仓位冲洗干净；清洗后的基建面在混凝土浇筑前保持洁净和湿润。 冷却水管埋设封堵属大体积混凝土施工，在施工中遵循大体积混凝土施工的原则，充分考虑混凝土的散热降温，在原材料的选择中，封堵混凝土采用低热水泥拌制混凝土。顶拱设回填灌浆管和灌浆排气管。 施工方法 施工支洞封堵混凝土采用3m3混凝土运输车运料，泵送混凝土，100mm插入式振捣器和50mm软管振捣器振捣密实。混凝土浇筑后，立即进行养护，保持表面湿润；养护至下一层混凝土浇筑为止。封堵时，引水洞内的模板采用定型钢模板，采取在封堵仓内拉撑固定，封堵混凝土后模板不需拆除。10.10 施工强度计算引水隧洞B型断面衬砌，月平均混凝土施工强度525.29m3/月。压力钢管段月平均混凝土施工强度2527m3/月。高峰月开挖强度为3577.58m3/月，高峰施工时段为2010年11月，主要是各个工作面同时施工强度叠加形成。
