发布时间：2021-01-27所属分类：工程师职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要：隧洞工程是引水工程的重要组成部分，尤其为过水压力隧洞,需要混凝土具有较强的抗渗性和耐久性。设计时需要共同考虑围岩和衬砌共同承压,做好隧洞的防水措施,对衬砌混凝土的施工质量起着重要的作用。而对隧洞进行全圆一次成型衬砌,避免施工缝或冷缝的产
摘要：隧洞工程是引水工程的重要组成部分，尤其为过水压力隧洞,需要混凝土具有较强的抗渗性和耐久性。设计时需要共同考虑围岩和衬砌共同承压,做好隧洞的防水措施,对衬砌混凝土的施工质量起着重要的作用。而对隧洞进行全圆一次成型衬砌,避免施工缝或冷缝的产生,是防止隧洞衬砌渗漏水的一项重要措施。
关键词：自密实混凝土 小断面 压力隧洞 应用
一、概 况
某工程隧洞长2638.36m，成型断面为圆形，洞身直径为2m，出口加强段直径为1.3m，比降1/18，该隧洞断面较小、纵坡坡比较大，钢筋及钢衬安装空间最小间距为29cm，由于空间较小钢衬段安装钢筋后在安装钢管难度较大，且混凝土无法进行振捣，混凝土浇筑质量无法保证。为了确保隧洞混凝土浇筑质量，该隧洞钢管段采用自密实混凝土进行施工。
二、自密实混凝土优点及性能参数
自密实混凝土以其新拌阶段独特的工作性区别于普通混凝土，能够无需振捣而依靠自重成型。自密实能力包括3个方面:填充能力、穿越能力、稳定性(抗离析能力)。自密实混凝土的填充能力，也称流动性，是自密实混凝土的重要特点，即在没有振捣的情况下，填充到模板的各个角落，在水平和垂直方向流淌且在混凝土内部和表面不会引入多余气泡的能力，其动力主要来自混凝土的自重和浇注时的能量。
自密实混凝土优点为：自密实混凝土主要用于地下暗挖、密筋、形状复杂等无法浇筑或浇筑困难的部位。由于浇筑时不需要振捣，混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，所需要的施工人员数量减少，可大幅度提高生产效率，缩短建设工期，延长建筑物使用寿命。同时自密实混凝土可良好地自行密实，保证了隧洞衬砌的施工质量。
三、自密实混凝土施工技术
3.1施工工艺流程
施工准备 配合比试验 工艺性试验 基础面处理 钢筋绑扎、止水、预埋件安装 钢管安装、焊接 堵头模板加固 砼浇筑
拆模
3.2现场工艺性试验
试验地点选择试验地点根工程现场先择施工干扰较小，较为平坦开阔的地点做为生产性试验场地，具体地点根据现场实际情况灵活布置。由于隧洞出口场地相对较为宽敞，故将试验地点选择在隧洞出口拌合站前平地处。
模型选定模型制作以反映现场实际工况，体型适当简化，以具体部位实际体型为原型，按一定的比例制作模型。照此原则进行模型布置如下：①以该隧洞钢衬段顺水流向15m钢衬段Ⅲ类围岩底部120°范围体型为原型，按2:1的比例制作模型，试验坡比为1/18;②模型为"U"形槽状，长3m，宽1.3m，高0.4m，内弧面直径1.0m，圆心角为120°;③由于该隧洞钢衬段Ⅲ类围岩设计配筋为靠钢管侧布置一层钢筋网，环向主筋φ20@200mm，纵向分布筋φ12@200mm，而混凝土衬砌厚度确厚0.15m，该段混凝土配筋率较大，钢筋对混凝土的阻力较大，故试验模型需要配筋。
自密实混凝土浇筑成型，并按照要求养护21天后，质检站对浇筑模型采用钻芯取样法进行取样，共取得3组试块，在实验室通过现场同条件养护7天后，通过对3组试块强度分别进行检验，其抗压强度分别为32.64MPa、33.96MPa、32.73MPa，平均抗压强度为33.1MPa。
经过对混凝土配合比多次调整后，试验时采用的混凝土拌合物塌落度、塌落扩展度、V型漏斗通过时间及28天抗压强度等均满足设计要求，完全适用于该隧洞出口钢衬段混凝土浇筑施工。
3.3施工方法
该隧洞钢衬段洞身伸缩缝为15m一道，按照《自密实混凝土应用技术规程》要求，计划每6m在钢管顶部布设一个布料点用于浇筑混凝土，并在最高的布料点处预埋2个Ф40钢管，其作用为浇筑时做为排气管。技术规程7.3.12第2条要求钢管自密实混凝土结构浇筑时混凝土最大倾落高度不宜大于9m，该隧洞比降为1/18，最大倾落高度按Ⅴ类围岩计算为4.7m，满足规程要求。
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钢衬段混凝土采用C25W6自密实混凝土。混凝土计划在该隧洞出口进行拌制，1m3混凝土罐车拉运至施工面，采用混凝土泵泵送入仓，钢管挡头模板采用木模板。根据设计图纸要求钢筋采用Φ12、Φ14、Φ18、Φ20为HRB400级钢筋，根据设计图纸Ⅲ类围岩为单层钢筋，其余围岩为双层钢筋。双层钢筋靠近岩石面在隧洞内进行绑扎安装，靠近钢管侧钢筋我部计划在隧洞外与钢管一次性绑扎成型。每仓伸缩缝内填充2cm厚沥青衫板，并设紫铜片止水。混凝土挡头模板采用木模板;混凝土洞内运输采用1m3罐车运输，入仓采用泵送入仓。
3.3.1钢筋及止水施工
(1)钢筋施工
钢筋按照要求在洞外统一加工，隧洞靠近岩石面外侧钢筋由三轮运输车运输至施工面进行绑扎安装，隧洞IV、V类围岩段根据测量控制点先绑扎外层环向定位筋，浆纵向钢筋浆定位筋连接，外层钢筋网片 每隔50cm布置5cm厚砂浆垫块，确保5cm后的外层钢筋保护层厚度。靠近钢管内侧钢筋在洞外和钢管一次性绑扎成型，采用3cm砂浆垫块，确保混凝土浇筑后钢筋保护层厚度。
(2)铜止水施工
按照设计图纸的要求和现场具体施工情况，每隔 15m设置一横向永久变形缝，并设置铜片止水。 由于止水安装的特殊性，必要时设置一些简易的托架、 夹具将止水片固定在设计位置上，止水片凹槽一定要安放在缝面中间，且使其与模板结合严密。铜止水的衔接， 根据其厚度分别采用折叠咬接、 搭接或对缝焊接， 搭接长度不小于 20mm，咬接、搭接后采用双面焊接，无法双面焊接的部位加长搭接长度。
3.3.2模板制安
端头模板采用木模板进行人工拼装封堵，封堵结束后检查堵头模板接缝处是否堵塞密实，以免漏浆。在混凝土浇筑前，确认仓号内无虚渣、积水及其他杂物，并应采取排水措施，浇筑混凝土前以及浇筑过程中应对堵头模板、支架、钢筋骨架、预埋件等进行检查。
3.3.3自密实混凝土衬砌施工
按照《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T283-2012中7.3.8条要求自密实混凝土浇筑最大水平流动距离不宜超过7m，每6m在钢管顶部布设一个布料点用于浇筑混凝土，并在最高的布料点处预埋2个Ф40钢管，其作用为浇筑时做为排气管。混凝土在该隧洞出口拌合站拌制，采用1m3混凝土罐车运输至施工面，混凝土泵泵送入仓。
3.3.4钢管开孔后修复
钢衬混凝土浇筑完成后，在钢管顶部开孔的进料口、回填灌浆孔、排气孔进行恢复焊接。先焊钢管外壁，内壁清根后进行焊接，由焊工对称施焊，焊接时一定要严格控制每层焊道厚度不能大于5mm，管内施焊单面焊双面成型进行焊接，严格按焊接工艺评定流程进行施工，确保焊接每道工序合格，保证焊缝焊接质量。
四、应用效果
(1)本工程隧洞断面较小、纵坡坡比较大，钢筋及钢衬安装空间狭小，混凝土在施工过程中依靠人工无法进行振捣，不能满足工程的实际需求，自密实混凝土良好的技术性能完全能彻底解决上述施工过程的难题，提高工程施工效率。
(2)自密实混凝土的应用不仅可以缓解熟练工人日益短缺的危机,减弱了工人的劳动强度，提高了文明施工和现代化施工管理水平。同时由于自密实混凝土良好的流动性,大大减少了对于混凝土输送泵等设备的磨损,提高了设备的使率,加快了施工进度。
(3)由于自密实混凝土良好的技术特性,毋须振捣即能密实成型,能够在自重作用下自动穿越钢筋密集处并且仍保持混凝土拌合物的均匀性,避免了混凝土在施工振捣过程的加水、振捣不实或过度振捣的现象,使传统混凝土的施工技术产生质的飞跃
五、结束语
综上所述，在引水隧洞混凝土衬砌施工期间，相关人员一定要结合工程施工环境特点与技术要求，加强对混凝土衬砌施工重点、难点的整体分析，合理选择施工原材料与设备设施，编制切实可行的施工方案，进而保证混凝土衬砌施工与工程质量、进度与经济等要求间的相符性。——论文作者：魏文平
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