简论水工隧洞衬砌施工方法

简论水工隧洞衬砌施工方法

２００７年１１月

ＳＨＡＮＸＩＨＹＤＲＯＴＥＣＨＮＩＣＳ

Ｎｏ．４ＴｏｔａｌＮ０．１６６Ｓｅｐ．２００７

（２００７）０４－３４－０２１００６－８１３９

简论水工隧洞衬砌施工方法

郭天明

（水利部山西水利水电勘测设计研究院，太原０３００２４）

摘

要：水工隧洞衬砌的施工方法，应根据施工单位拥有的机械设备、施工成本、施工进度

要求等因素，合理安排施工，满足业主对工程的需要，文中以具体的工程实例为基础，论述了施工方法的多样性和灵活性。关键词：隧洞；衬砌；混凝土；浇筑中图分类号：ＴＶ５５４

文献标识码：Ｂ

１泵站工程简介

山西省万家寨引黄工程总干线三级泵站是总干线上三

左支洞

Ｄ３．８

交叉段

１２８．４１

右支洞

座泵站中唯一的一座地面泵站，位于山西省偏关县岩头寺村东约８００ｍ的偏关河右岸阶地上。

泵站总装机１０台单机单吸离心泵（其中２台备用），总装机容量６．５万ｋＷ，设计流量４８ｍ３／ｓ，一期装机３台。单机

３４＋００７．４８５９

６３．４８

１０９．４２Ｒ１２

４５°

２８．１２

主平洞Ｄ５．２钢衬段

钢筋混凝土衬砌段

３４＋０７０．９６５９

３４＋０８０．９６５９３４＋０９５．１９３９３４＋１０９．３３５９３４＋１１７．３３５９

有：主厂房、副厂房、进水埋涵、进水池、出水平洞、出水竖井、出水池、出水消力池、弃水侧槽、ＧＩＳ室等。

２出水平洞设计

出水平洞属于泵站出水系统的一部分，为圆形断面压力隧

图１出水平洞平面布置图

三小节管通过自动焊加工成６ｍ长一节管，经除锈防腐后，由自制平板车运至支洞口，支洞最里边的两节（６ｍ／节），即（１２ｍ），由自制的有轨运输第１、２节，在洞口对焊成一大节平台车运输进洞，定位并固定好后撤走平台车，拆除下部轨（１２ｍ）在洞道，以后各节均在洞内与前节对焊，一般每２节内对焊好后即回填外部素混凝土。

洞，由左支洞、右支洞和主平洞组成，地层岩性为灰岩、白云岩，桩号为３４＋００７．４８５９～３４＋２３７．７４５９，出水平洞总长３５０．４５ｍ。

范围内Ｒ＝２．６ｍ，底左、右支洞设计开挖半径：顶拱２７０°范围内Ｒ＝２．５ｍ，衬砌后的工作洞径Ｄ＝３．８ｍ，两支洞部９０°

进口段（３４＋００７．４８５９～３４＋０７０．９６５９）６３．４８ｍ范围内为钢衬（外填混凝土５７．６ｃｍ厚），钢衬为２４ｍｍ厚钢板，其余均为钢筋混凝土衬砌（厚６０ｃｍ）。

主平洞设计开挖半径：顶拱２７０°范围内Ｒ＝３．３ｍ，底部范围内Ｒ＝３．２ｍ，衬砌后的工作洞径Ｄ＝５．２ｍ，均为钢筋９０°

混凝土衬砌（厚６０ｃｍ）。

鉴于开挖揭露的围岩整体性好，岩体稳定，工程地质条件良好，原设计在顶拱２７０°范围内喷射１０ｃｍ混凝土代之以

３．１．２钢衬外回填混凝土的浇筑

钢衬段外侧回填混凝土采用全断面浇筑法，不设纵向施工缝，一般１２ｍ进行一次，并留够与下节管的施焊距离和便于堵头模板封堵（一般为１ｍ，在钢管加劲环处封堵）。每段混凝土施工缝采用凿毛处理。

先进行施工缝混凝土凿毛和岩面的清洗工作，然后堵上堵头模板，即可进行混凝土的浇筑。

出水平洞的全部混凝土拌制均采用ＨＺ×６０型搅拌站，该套设备配有强制式搅拌机（立轴）１台，容量１０００Ｌ，生产能力６０ｍ３／ｈ，总功率１０１ｋＷ，７５ｔ水泥罐２个，７５ｔ粉煤灰罐１个，皮带上料机１套。外加剂的掺加采用人工，粗、细骨料采用ＺＬ４０型装载机从料堆铲料加入皮带机喂料斗。搅拌站的加料、出料均采用自动控制。

钢衬段回填混凝土为泵送混凝土，混凝土特性及每１ｍ３

混凝土中材料用量见表１、表２。

其中ＳＬ－ＬＢＰ为微膨胀剂，是一种外加剂又作为胶凝材料，使混凝土具有微膨胀，避免或减少裂缝的出现，具有引气

１０ｃｍ模筑混凝土。出水平洞自里向外设计纵坡为３‰。

出水平洞平面布置见图１。

３出水平洞衬砌施工

根据目前施工进展情况，仅就左支洞、主平洞的衬砌施

工予以叙述。

３．１３．１．１

左支洞钢衬段的施工钢衬的施工

钢衬为Ｄ＝３．８ｍ，壁厚２４ｍｍ的钢管，根据钢板宽度，钢

板在加工厂通过自动卷扳机被加工成２ｍ长一小节管，再由