组合钢模板在隧洞砼衬砌施工中的运用
2012-02-24 来源：中国百科网
1、工程概况
云南保山苏帕河流域乌泥河水电站引水隧洞工程位于龙陵县象达乡朝阳村，隧洞全长2475m。开挖为马蹄形状，混凝土衬砌根据不同围岩类别分A、B、C、D四种断面，衬砌厚度分30cm、40cm、50cm、60cm，衬砌成形后洞径均为3.6ｍ。II类围岩A型断面衬砌时施工缝不设止水，且施工缝不做凿毛处理；在III类围岩B型断面衬砌、IV类围岩C型断面衬砌及V类围岩D型断面衬砌时，均设橡胶止水，伸缩缝填料采用三油两毡。隧洞内钢筋均不过仓缝；钢筋接头为焊接，单面焊10d，双面焊5d。
2、施工工作面和主要施工资源布置
隧洞洞身总长2475ｍ，单工作面最长为720m。为了使工程尽早完工、发挥效益，要求混凝土衬砌在三个月内全部完成。如果采用钢模台车，不但需要多套，而且每套成本至少需要40多万元，安装、调试钢模台车需花费大量时间（至少需要15天），时间进度不易保证。经过多方论证讨论，引水隧洞全部采用组合钢模板进行混凝土衬砌，每套（12m长）10万元左右。每个工作面视长度配备两套或三套组合钢模板，可以跳仓浇筑，并有利于结构混凝土散热，避免温度裂缝。每个工作面布设一台HBT60型拖式混凝土输送泵。该泵水平输送距离为1500ｍ，垂直输送距离为350ｍ，理论输送量为60ｍ3/ｈ。
3、测量放样与基础面处理
测量人员根据施工详图经测量放出结构物边线，测量重点把握衬砌底板高程，腰线位置，作为立设模板的依据；放样架立钢筋控制位置，便于准确地绑扎钢筋；所有放样点均采用不易被擦掉并且鲜艳显眼的记号标识。
在基础面处理之前，先通过测量确定洞室两侧腰线位置，一般每10m测量定出腰线位置，然后用喷漆作标记，标出桩号和高程位置，拉线绳定中心（见图1），用与洞室同半径的竹竿绕中心旋转一周，检查洞壁是否存在欠挖的部位，如存在大面积欠挖，用手风钻钻孔，进行爆破处理。如存在个别点欠挖，用风镐进行处理，以保证满足设计衬砌厚度，底板是否欠挖可以自制标尺参照腰线点量测。此项工序做到位，方可进入基础面处理工序。将仓号内岩石表面的积水、泥浆、岩屑、油污等用高压水冲洗，其他有害的附着物和松散物、半松散的或风化的岩块等杂物人工清理干净。如地下水比较丰富，采取妥善引排。
4、组合钢模板的施工
乌泥河引水隧洞砼衬砌采用组合钢模，每12ｍ为一仓（视模板长度而定）。
4.1布设支撑架立筋（以P3015模板为例，见图2）
为了防止支撑架立筋施工完后露筋，可在架立筋与模板接触位置布设混凝土垫块。
4.2钢拱架试拼
钢拱架共分为四片，其中三片为等同大小，弧长L=3.56ｍ，另一片L=0.316ｍ，作为楔子，方便拆模而设置的，放在顶部位置。在使用钢拱架之前，可在洞外采用架子管进行拼装，必须保证拼成的圆形拱架周长为10.996ｍ（直径ｄ＝3.5ｍ），并用喷漆编号，以备配套使用。（钢拱架见图3）。
4.3安装模板
以P3015和P2015圆弧模板为例。拼成11.3ｍ圆弧（直径3.6m）需37块P3015圆弧模板和1块P2015圆弧模板。安装模板前，要将模板面清理干净，并涂刷脱模剂。在安装模板时，先安装底部模板，要注意模板定位，以隧洞中心底板架立筋为分界点，中心位置为一块P3015圆弧模板，然后再安装其两侧模板，每侧安装6块P3015模板，然后将整个仓号的底模安装好后，再安装钢拱架。在安装钢拱架时，必要时可通过使用手拉葫芦，使钢拱架与模板紧贴，然后，用铅丝将拱架和模板连为整体。仓号内模板安装完毕后，要使用架子管将钢拱架连为整体。
4.4设置抗偏移和抗浮装置
为了保证成形混凝土满足设计要求。抗偏移锚杆装置要和底板架立模板钢筋在同一位置，抗浮设置要在模板安装完后设置，其位置要在钢拱架上面，受力面积要大，要做到每一榀钢拱架上都要设置抗浮装置。如果有千斤顶，最好使用千斤顶，它可以重复利用，操作简单，减少了材料投入。另外为了防止底部和腰部抗浮筋在结构面出现露筋问题，可在抗浮筋和模板接触处采用混凝土垫块形式。
4.5设置进料口
在模板上留进料口，供混凝土泵管进入以便输送混凝土，其布置位置首先要满足浇筑混凝土自由跌落高度不超过1.5ｍ，满足振捣要求，保证振捣密实；其次为振捣人员提供便于平仓振捣的作业空间，可采用间隔预留一块P3015模板为后装模板。进料口设置如图5所示。
4.6安装堵头模板
由于开挖轮廓不规则，所以堵头采用木模，现场量取距开挖边线的距离，然后截取相应的木板安装，加固采用设圆弧箍筋，在洞壁打插筋固定的施工工艺。
5、钢筋制安
根据洞室砼浇筑分多个工作面，施工点分散的特点，各施工队根据自己的月施工计划，
将钢筋计划报工程部，经工程部审核后，由工程部统一报送物资部。钢筋运至各施工点进行加工。加工好的钢筋在施工现场安装时，可能出现钢筋保护层过小或紧贴模板的现象，要用预制的砼垫块将其紧贴模板的钢筋垫好。
6、止水带安装
由于洞挖边线超挖，止水带安装困难，采用止水带以内作成固定模板，止水带以外现场拼装，做到既方便施工，又不至于漏浆。止水带安装要求比较高，如果止水带固定不好，在浇筑过程中发生卷曲或移位，可能出现安装止水带处漏水的质量事故。为此，在安装止水带的同时，要用钢筋卡子将止水带固定好。
7、混凝土浇筑
根据引水隧洞砼衬砌采用组合钢模施工的特点，为了加快施工进度，防止人员窝工，采用跳仓浇筑法。即：先1、3、5….仓后2、4、6…仓。同时为了防止在浇筑2、4、6…仓时，在最后封仓时浇筑不满，需在2和3、4和5仓交接处设置排气管。如果单工作面采用三套模板，则先1、4、7仓后2、5、8仓，依此类推。
施工工艺要求：
（1）基岩面和新老混凝土施工缝面在浇筑第一层砼前，可铺水泥砂浆，厚度不大于3cm，均匀平整，无漏铺，以保证新砼与基岩或新老混凝土施工缝面结合良好。
（2）为保证混凝土质量，砼采用泵送入仓，自由跌落（垂直或倾斜地）距离不应大于1.2m，严禁采用导致骨料分离的方式浇筑混凝土，入仓后人工平仓。仓号内若有粗骨料堆叠时，应均匀地分布至砂浆较多处，但不得用水泥砂浆覆盖，以免造成蜂窝。
（3）砼浇筑应先平仓后振捣，严禁以振捣代替平仓。振捣时间以砼粗骨料不再显著下沉，并开始泛浆为准，应避免欠振或过振。振捣时，应将振捣器插入下层砼5cm左右，严禁振捣器直接碰撞模板、钢筋及预埋件。
（4）在砼浇筑过程中，严禁在砼泵车或仓内加水；砼和易性较差时，必须采取加强振捣等措施；仓内的泌水必须及时排除；应避免外来水进入仓内，严禁在模板上开孔赶水，带走灰浆。
（5）混凝土浇筑应保持连续性，如因故超过允许间歇时间，但混凝土能重塑者，可继续浇筑，如局部初凝，但未超过允许面积，则在初凝部位铺水泥砂浆后可继续浇筑。当混凝土已出现较严重初凝时应视为施工缝处理。
（6）砼振捣：底板和边墙及顶拱空腔较大部分均采用φ50软轴振捣棒振捣，顶部主要采用附着式振捣设备进行振捣。边墙和顶拱砼浇筑时应两侧对称下料，混凝土铺料厚度每层50cm，保持砼面均匀上升，顶拱砼采用退管法或垂直法封拱。施工中要做好温控措施。
（7）拆模、养护：砼浇筑完毕后10～20h，人工洒水养护，一般连续养护7～14天时间，拆模时间要在砼浇筑完毕等24小时后方可进行。
8、结束语
乌泥河引水隧洞混凝土衬砌采用组合钢模板，每月单工作面两套模板最高可施工192m，2475ｍ引水隧洞仅仅用了3个月。在小断面的隧洞混凝土衬砌施工中，特别是工期要求很紧的情况下，使用组合钢模板是最理想的，不但成本低，易于操作，而且有利于加快施工进度，减少结构混凝土温度裂缝。
