引水发电洞砼衬砌施工方案

河南省河口水库ZT2 标水电站引水发电工程（合同编号： HKCSK-ZTSG-02）引水遂洞砼衬砌施工措施批准：审核：校核：编制：中国水利水电第十工程局有限公司河口水库 ZT2 标水电站项目部二 0 一二年二月十六日引水隧道砼衬砌施工技术措施一、编制依据1、根据设计图纸【编号：河口电( 施)ZT2-GJ-FDD-01、 02、03、04；号】；2、根据国家及有关部委颁发的现行水工混凝土规范、水利水电工程模板施工规范、混凝土结构工程施工质量验收规范和混凝土质量控制标准( 编号 :DL/T 5144-2001；DL/ T 5110-2000；GB50204-2002；GB50164-2011) 3、根据节点工期目标编制；4、根据我局已建引水隧洞工程砼衬砌应用钢模台车施工的成功经验编制。二、工程概况2-1 概述河口水库水电站引水隧洞工程位于济源市河口村，引水隧洞全长 749.922m，设计坡比 i=0.006，主洞型为圆型断面。混凝土衬砌根据不同开挖半径分 A 、B、C、 D 四种断面， A 型衬砌厚度为 70cm，桩号（引 0+042.15引 0+089.939）； B型衬砌厚度为50cm，桩号（引 0+089.939引 0+624.710），A 、 B 型衬砌形成后洞径为3.5m。C 型洞型桩号（引0+624.710引 0+632.710）；D 型洞桩号（引0+638.710引 0+699.702），C、D 洞型安装压力钢管道回填混凝土。岔洞根据不同开挖半径分为 E、F 两种断面， E 型衬砌厚度为 50cm，桩号（岔 0+000.000 岔 0+018.000），衬砌成形后洞泾为 1.8m。 F 型洞安装压力钢管，桩号（岔0+018.000岔 0+047.396）。洞身砼衬砌结构伸缩缝分段长度为 812m。伸缩缝中均设铜止水片。引水主洞连接大厂房， 由上平段、斜井段和下平段组成。 岔洞从引水主洞上平段（引 0+557.960）桩号分出，连接小电站厂房。岔洞长 65.035m，洞径 1.8m，设计底坡 i=0.004。引水发电洞混凝土施工主要工程量为：混凝土5440m3，固结灌浆 4677m，回填灌浆 4004m2，接触灌浆 372m2，钢筋 393t，铜止水片1110m 。2-2 工程地质引水发电洞主洞洞径 3.5m，全部在太古界登封群变质岩体中通过，隧洞经过的地段没有大的断层发育。 根据勘察资料， 考虑到 F11 断层断距不大， 倾角较缓，预测大厂房引水发电洞桩号 0+035.150+050 洞段为类围岩 （断层带为类），其余以类围岩为主（局部小断层、节理裂隙发育段为类） 。引水发电洞岔洞洞径 1.8m，全部在太古界登封群变质岩中通过，隧洞经过区域没有大的断层发育。 根据水利水电围岩分类标准， 考虑发电洞出口段较靠近地表位于中等风化卸荷带内，预测桩号 0+062.8930+075.393 为类围岩，其余洞段以类围岩为主（局部小断层、节理裂隙发育段为类） 。三、施工方案3-1 施工顺序及衬砌形式引水发电洞砼衬砌主要分两个作业面进行。 作业面一：以砼衬砌分标桩号（引 0+42.15）开始，从上至下逐段浇筑施工，至岔洞（引 0+554.96）结束。作业面二：以主洞钢管衬砌桩号（引 0+624.71）开始，从下至上逐段浇筑斜井，至岔洞（引 0+564.96）结束。1、上平段（引 0+042.15引 0+554.96）总长约 512.8m。此段砼衬砌顺序采用从上至下逐段浇筑施工。其中转弯段（引0+042.15引 0+089.939）长约 48m，采用组合钢模衬砌。此段砼衬砌程序为：先底拱，后边顶拱。上平段（引 0+089.939引 0+554.96）长约 465m，此段砼浇筑采用针梁式钢模台车全断面衬砌。当砼衬砌至岔洞（引 0+554.96）时，引水隧洞上平段砼衬砌结束，拆除钢模台车。2、斜井段（引0+564.96引 0+624.71）总长约78m。此段砼衬砌顺序采用从下至上逐段浇筑施工，分6m 一仓，采用组合钢模全断面衬砌。由于斜井段倾斜角度过大，钢模板安装的时，所需模板、钢筋不易搬运，应在斜井上弯段顶部处安装两个定滑轮，方便材料运输。砼浇筑时，应保持砼和洞轴线平行，直至最后一仓封堵衬砌完成，当砼衬砌至岔洞段（引0+564.96）时，斜井段砼衬砌施工结束。3、岔洞段（引 0+554.96引 0+564.96， 岔 0+000岔 0+008）长度 10m。此段为引水隧洞主洞最后衬砌的一段。 此段采用组合钢模衬砌， 砼施工顺序为： 先底拱，后边顶拱。4、岔洞水平段（岔 0+008岔 0+018）长度 10m。此段采用组合钢模全断面一次性衬砌施工。5、钢衬段（大电站引 0+624.71引 0+711.952， 小电站岔 0+018岔0+061.444）长度约 87+43m。此段待压力钢管安装后， 从洞内到洞外逐段浇筑砼。3-2 施工用风、用水、用电布置施工用风：供风管路利用原隧洞开挖时布置的风管系统，采用80 供风管供风，布置在隧洞左侧腰线上，随隧洞混凝土衬砌完成，逐段拆除。供风主要用于清基处理。施工用水：引水发电洞混凝土衬砌供水由主洞洞口外布置的供水池接入，采用 30 供水管供水，布置于隧洞左侧腰线上，延伸至衬砌断面。供水主要用于砼养护。施工用电：在大小厂房附近布置一台630KVA 变压器，供电线路由施工岔洞及洞口供电系统引入。洞内施工供电线路布设高度距地2.53.0m，严禁使用裸导线。在浇筑面安装配电板以满足其它用电器的使用，施工面采用 3 盏 1000w碘钨灯照明。浇筑仓内照明采用带防护罩的行灯照明，行灯电压不得超过36V。3-3 通讯系统在工作面和交通岔洞洞口各配置一部对讲机，便于联系后勤补给。3-4 拌和系统采用厂房混凝土施工的拌和系统：采用 1 台 JS750A 拌合机，每小时生产能力为 1215 m3/h，月生产能力 5184 m3/月，保证系数 2.1，完全满足砼施工。3-5 施工道路及运输施工道路通过现有厂房和遂洞开挖时的施工道路。混凝土运输采用3m3砼运输车从砼拌合站接料运输至洞内工作面。砼运输车安排23 辆，能够满足砼浇筑强度。四、组合钢模板的施工河口村水库发电引水隧洞（引 0+089.939引 0+042.15）长约 48m，其中直线段 23m，转弯段 25m。此段砼衬砌采用组合钢模， 分五段进行砼浇筑。 前 7.5m 为一段，后三段为 10.5m，第五段为 9m。岔洞段（引 0+554.96引 0+564.96）长度 10m，分为一段进行砼浇筑。此段砼衬砌采用组合钢模施工。为保证砼的衬砌质量，上述六段砼均采用先底拱，后边顶拱浇筑施工方法。底拱浇筑分缝中心角为120 度（参见附图一）。41 施工程序施工程序为：清基绑扎钢筋架立底拱模板安装铜止水、预埋灌浆管底拱砼浇筑安装边顶拱模板安装铜止水、预埋灌浆管边顶拱砼浇筑脱模砼养护下一循环42 建基面清理引水隧洞开挖完成后，立即进行建基面的清理和欠挖检查，凡不符合质量要求的要立即进行处理。建基面清理要逐段进行，清理一段，验收一段，浇筑一段。清基要求建基面无松动块石，之后用高压风水枪清理至无积渣杂物和积水。废渣由人工配合扒渣机、 农用车运出洞外。 底板清理完成后组织进行基础面验收工作。建基面验收合格后，进行下一工序。43 拱架设计与制作引水隧洞为圆形结构， 内径 3.5m。采用组合模板衬砌， 必须事先制作好拱架，在立模时便于进行组合安装。 为了使组合钢模板在砼浇筑时具有很好的整体性和稳定性，重量又便于人工搬运和操作。 因此我们在圆形断面上将拱架设计成三榀独立和相同的拱架（参见附图二）。拱架在营地制作，材料采用 50 的钢架管。单榀拱架结构形式见附图一。拱架制作时要选择好钢管，壁厚不少于 4mm。拱架结点处采用电焊焊接，焊接处必须结实牢靠。拱架制作好后，要进行试组装，保证拱架的制作质量，有问题要及时处理或返工。44 模板安装1、浇筑段钢筋绑扎好后，即可进行组合钢模板的安装工作。安装前测量人员要放出高程点、 中心点等控制点线， 在转弯段要加密控制点。 安装人员根据控制点用架管或 2832 钢筋按现场焊接支撑架 ，支撑架必须与锚筋焊接牢固，避免变形移位，影响砼衬砌质量。2、在支撑架上安装底部拱架（底拱），拱架间距为 7075cm 一榀。钢模板采用 P3015 和 P2015 标准钢模板，安装时用扣件或铁丝将钢模板固定在底部拱架上，使钢拱架与模板紧贴，形成整体。仓号内模板安装完毕后，要使用架子管将钢拱架连为整体， 同时用架管或木枋从底拱支撑至围岩顶部和侧部， 避免砼浇筑时产生左右位移和上浮。安装模板前，要将模板面清理干净，并涂刷脱模剂。底拱模板安装校正后，经验收合格，即可浇筑底拱砼。3、底拱砼浇筑完成后，马上安装上部拱架和钢模板。在顶拱两侧预留砼进料孔和振捣孔。拱顶安装进料泵管，泵管间距控制在5m 以内。 模板安装完毕后，要使用架子管将钢拱架连为整体。最后进行模板安装校正，经验收合格，即可浇筑边顶拱砼。4、由于开挖轮廓不规则， 端模封堵可采用木模板， 与安装止水片同时进行。端头封堵面要平整、牢固、密实，浇筑砼时不漏浆，满足伸缩缝质量要求。五、钢模台车的施工引水隧洞（引0+089.939引 0+554.960）长约 465m，此段采用全断面针粱式钢模台车从上至下逐段浇筑。此段共分为52 段，前 51 段衬砌长度为 9m，最后一段衬砌长度为6m。51 施工程序施工程序为：清基绑扎钢筋钢模台车安装、 就位安装铜止水、预埋灌浆管、端头封堵砼浇筑脱模砼养护下一循环5 2 钢模台车制作钢模台车由选定的专业生产商制造。根据隧洞设计图纸和施工特点，钢模台车模板外圆直径为3.5m，长度为 9.2m。现初步选定的生产制造商为洛阳强力机械有限公司。钢模台车的设计结构即运行原理参见附图二。5 3 钢模台车组装钢模台车组装在洞内进行。在引水发电洞（引0+100引 0+112）长 12m 段进行扩挖，形成台车安装间。组装，在顶拱上打天锚，用定滑轮进行钢模台车模板升降，方便钢模台车圆弧模板进行安装调试。1、 在台车安装间扩挖底拱， 深度至少 5060cm。同时在顶拱打三排锚杆，顶拱中心一根，两侧（相距 1.5m 左右）各一根，排距 2m 左右。锚杆 25，孔深 2.5m，焊弯钩于锚杆外端部，安装台车时用于吊升台车组件。2、台车安装由厂家负责，项目部派人参与配合。3、台车安装完成后，要进行试运行检查验收。要检查钢模关闭时是否严密，各结点运动是否灵活，针梁运行是否平稳，卷扬机运行是否稳定等。验收合格，即可进行钢模台车浇筑砼工作52 台车就位先浇筑钢模台车衬砌第一段，即（引0+89.939引 0+98.939）。利用台车上卷扬机系统， 将针梁缓慢伸出， 伸出长度约 10m，将针梁的末端伸至已浇筑好的砼底拱上（引0+89.939），此时利用针梁的支撑腿将针梁固定在已测量好的中心点上。再次利用卷扬机系统将模板整体延针梁移至浇筑段就位。台车就位后， 根据测量中心线和高程点利用千斤顶进行上下左右整体校正。最后利用木模板封堵端头，安装止水片和预埋灌浆管，即可进行混凝土浇筑施工。53 台车前移砼在浇筑完毕后，经过1218 小时待凝，即可进行脱模工作。利用钢模千斤顶先收缩第一块钢模， 待第一块钢模完全脱离砼后， 再利用第二块钢模千斤顶收缩第二块钢模，依此进行，将钢模台车全部脱离砼。此时，利用台车上卷扬机系统，将针梁缓慢向下一段伸出，针梁末端支撑不动，将前端支撑固定好后，再利用卷扬机系统将模板整体延针梁移至浇筑段就位，继续下一循环的作业。六、钢筋制安引水发电洞钢筋制安工程量为393t。61 钢筋制作1、钢筋的加工制作在营地加工场内完成。钢筋加工工艺流程见下框图。2、钢筋加工前，认真阅读设计文件和施工详图，以仓位为单元，编制钢筋放样加工单，经复核后转入制作工序；以放样单的规格、型号选取原材料。依据有关的规范规定进行加工制作； 成品、半成品经质检员及时检查验收； 合格品转入成品区，分类堆放、标识。3、钢筋出厂前，依据放样单，逐项清点，确认无误后，用5t 自卸汽车运至现场，由施工人员现场安扎。62 钢筋绑扎1、绑扎时根据设计图纸，测放出中线、高程等控制点，根据控制点，对照设计图纸，利用预埋锚筋，布设好钢筋网骨架。钢筋网骨架设置核对无误后，铺设分布钢筋。 钢筋采用人工绑扎， 绑扎时使用扎丝梅花形间隔扎结，钢筋结构和保护层调整好后垫设预制混凝土块，并用电焊加固骨架确保牢固。 钢筋搭接采用电焊搭接，单面焊10d，双面焊 5d。2、钢筋的绑扎要有足够的稳定性。在浇筑过程中， 安排值班人员盯仓检查，发现问题及时处理。七、铜止水片、预埋灌浆管施工7 1 铜止水片制安1、铜止水片在营地加工制作。根据设计图纸要求，先自制一个压制铜止水片的加工台。加工台要制作精确，以保证压出的止水片满足设计要求。2、铜止水片采用卷材，宽度与厚度必须符合设计要求。3、为了便于洞内安装止水片，加工止水片的长度不宜过短及过长。过短焊接头太多，浪费太大。过长不不宜运输和安装。按隧洞断面将止水片分为三块，每块长度约 4.2m。4、 铜片止水安装时需要注意保持平整度，表面的浮皮、锈污、油漆、油渍均应清除干净。如有砂眼、钉孔，应予焊补。焊接部位按照要求保证搭接方式和搭接长度。一般采用双面焊接，焊接材料采用铜焊条，搭接长度为2cm。5、铜止水片安装应准确、 牢固，其鼻子中心线与接缝中心线偏差为5mm。定位后应在鼻子空腔内嵌填氯丁橡胶棒材料。6、止水带安装应由模板夹紧定位，支撑牢固，避免砼浇筑过程中移位。72 预埋灌浆管施工1、引水隧洞砼衬砌后，需进行回填灌浆和固结灌浆。根据设计要求，在砼浇筑前，要预埋灌浆管。其目的是避免在衬砌好的砼上钻灌浆孔时，打断钢筋。2、灌浆管采用 PVC 管，直径 50mm，每根灌浆管长度50cm。3、按设计图纸要求的间排距布置灌浆管位置。安装灌浆管时，用铁丝将灌浆管牢牢邦在钢筋上， 并在组合模板上用红油漆做好标示。脱模后，根据油漆印记找到灌浆管。 灌浆前，再用手风钻疏通灌浆孔。 预埋灌浆管时与安装组合钢模板同时进行。4、钢模台车衬砌段预埋灌浆管的做法是：1）、在制作钢模台车时， 在钢模上根据设计要求布置预留孔。孔径 60mm，以利 PVC 管插入。钢模上共布置三排预留孔。第一排距台车端口为1.5m，其余间距为 3m。预留孔为梅花形布置。2）、台车就位后，在预留孔中插入PVC 管，并进行绑扎固定。3）、台车脱模时，将露出台车内的PVC 管打掉即可。八、砼施工措施81 砼制备砼拌和由营地内设置的搅拌站生产，产量每小时 12 15m3。砼制备时，必须严格按照当前砼仓号的配料单称量、 拌和。各种材料的投放， 均采用自动称料控制系统。砼的各种原材料和搅拌时间必须满足相应规范规定。82 砼运输砼的水平运输采用3m3 砼搅拌运输车， 直接从拌和站出料口接料， 运输至洞内或洞口卸料。8 3 砼入仓采用 HB 60 砼泵泵送入仓。砼泵布置在洞内，距浇筑仓号不大于30m。浇筑钢管衬砌段和斜井下弯段时，砼泵布置在洞口处。 砼制备时要严格控制骨料的最大粒径和砼的塌落度， 防止砼在泵送入仓时出现堵管现象。砼浇筑时要连续进行，避免出现施工冷缝。斜井段砼浇筑采用溜槽或溜筒入仓。在上弯段处布置一集料槽，砼运输车卸料后，人工控制下料速度，使砼缓慢流入仓内。84 平仓振捣砼入仓后由人工手持2“插入式软轴振捣器振捣密实。 另为使所浇筑的砼内实外光，在模板顶部和侧部布置一定数量的附壁式振捣器振捣。振捣时均匀移动振捣器，移动间距不大于振捣器的影响半径。振捣上一层砼时， 应将振捣器插入下一层砼 15cm，避免漏振。浇筑时两侧墙要控制进料速度和对称下料，均匀上升，以免砼对模板产生过高的侧压力，引起模板变形，影响浇筑正常进行。85 模板拆除和砼养护拆模：砼浇筑完毕后 1218h，砼达到自稳凝固后方可进行脱模， 拆模板时，应根据锚固情况， 分批拆除锚固连接件， 防止大片模板坠落。 拆除应使用专门工具，以减少混凝土及模板的损坏。养护：脱模后应及时进行人工洒水养护， 一般连续养护 714 天时间，保持混凝土表面湿润。 有特殊要求的部位宜适当延长养护时间。 混凝土养护应有专人负责，并应作好养护记录。九、进度计划安排参见附表三十、混凝土施工质量保证措施1、合理科学调配各种资源，尽量缩短混凝土运输及等待卸料时间，入仓后要及时进行平仓振捣，加快覆盖速度，缩短混凝土的暴露时间。2、进料要求：混凝土应按一定厚度（一般3050cm左右）、次序、方向分层进料入仓；3、平仓要求：混凝土入仓后要及时平仓振捣，不得堆积，仓内如有粗骨料堆积时，应均匀分布于砂浆较多处，绝对禁止用水泥砂浆覆盖。在予埋件、止水片以及排水设施周围浇筑混凝土时，应人工铺料，加强振捣，混凝土均衡上升，并做好保护，保证予埋件等不受损，不移位，不变形。4、振捣要求：仓内混凝土振捣必须按顺序由外到内（先模板边再中间）依次振捣，振捣器前后两次插入混凝土的间距，应不超过振捣器有效半径的1.5倍，防止漏振和超振，振捣器应快进慢出，每一位置的振捣时间，以混凝土不再显著下沉，不出现大气泡， 并开始泛浆为准。 振捣上层混凝土时振捣器应插入下层混凝土 15cm左右，加强层间结合。 如发现混凝土和易性较差时，应加强振捣，保证混凝土的质量；5、台车操作人员与泵机运转工要求必须为专业人员，需要的相关协作人员必须通过专业培训才能上岗，以确保质量进度要求。6、加强砼试验检测、以及拌和质量控制，具体如下：、混凝土拌和均匀性：定时在出机口对一盘料按出料先后各取一个试样，测定砂浆容重，其差值不大于30kg/m3。用筛分法测定粗骨料在混凝土中所占百分比，其差值不大于10%。、根据气候条件定时测定砂石骨料含水量（尤其是沙子的含水量） ，在雨季相应的增加测定次数，以便随时调整混凝土的加水量，使砂石骨料的含水量基本稳定。如混凝土配合比由于外界影响而有变动时，及时检查。、在拌和场设磅秤和计量容器， 保证配料称量准确。 拌和程序和拌和时间按规范操作，在出料口和浇筑仓号对混凝土按规定进行取样。检查混凝土组成材料的质量，每班至少两次。检查混凝土在拌制及浇筑地点的坍落度，每班至少两次。混凝土的搅拌时间随时检查。加强混凝土施工过程监控，每一个施工步骤都在可控制的情况下施工。每一个施工环节都经过监理验收后再进行下一环节。7、止水、伸缩缝施工、止水的结构形式、 尺寸、埋设和材料的品种规格符合工程设计图纸的规定，金属止水平整、干净、无沙眼和钉孔。止水的搭接长度不小于 20mm，气焊双面焊接。、伸缩缝砼表面平整、 干净，割除外露铁件。 当砼表面有蜂窝麻面等缺陷时，按规范和监利工程师的指示进行处理。8、优化混凝土配合比，降低混凝土水化热，控制混凝土出机口温度，加强混凝土运输过程中的保温措施；9、混凝土浇筑完毕后 ,1218h 小时内开始进行喷水养护，其养护时间不少于 14 天。要加强表面养护，始终保持混凝土表面湿润。十一、施工安全保证措施严格贯彻执行合同条款的规定，始终坚持“安全第一、预防为主”的方针：1、凡参加施工的人员必须身体健康，并持上岗证上岗操作。2、技术负责人、安全人员、专职安全员和兼职安全员经常深入工地检查安全技术措施实施情况， 并纠正不安全行为； 对安全技术措施的执行情况，建立详细的奖惩制度。3、要求所有参加施工人员熟知本工种的安全技术操作规程。并在工程施工之前，组织所有员工进行安全生产教育，使员工明确“安全生产、重在预防”，树立牢固安全生产意识。4、给所有员工按规定配齐劳保用品。要求所有进入施工现场人员必须配戴安全帽。5、操作各种机械设备时应符合安全操作规范。6、每星期至少进行一次安全生产大检查，积极查找事故隐患，并针对查出的事故隐患制定整改措施。十二、施工投入资源设备12-1 施工机械设备配置根据本工程量施工特点，拟投入以下设备以满足施工质量和工期要求：主要施工机具配置表机械设备名称规格、型号单位数量备注钢模台车自制台套1砼搅拌运输车3台23m振捣器2 软轴式台20拌和系统JS750A座1装载机1台1水 泵2.2KW台1手风钻YT-28台41 台备用机械设备名称规格、型号单位数量备注自卸汽车8t台电焊机BBX-500台62 台备用砼泵机HB60台21 台备用断筋机QJ40 3台1钢筋弯曲机GW640B台1钢筋调直机QJ40 3台1锚杆注浆机UH4.8台1鼓风机11Kw台312-2 劳动力配置根据施工强度及方法，其主要劳动力配置表如下表所示。劳动力配置计划表序号工种类别单位数量备注1生产主管人22工程师人2质检、技术各1 人3技术员人44测量员人35质检员人4含兼职6安全员人27电工技师人2序号工种类别单位数量备注8空压机运转工人29台车操作工人210泵机运转工人211机械操作工人1212钻 工人813支护工人1514钢筋工人10一个班 8人15浇筑工人20一个班 12 人16电焊工人6一个班 4人17气焊工人118杂 工人25