浅谈釜山隧洞洞内混凝土衬砌施工质量控制.pdf

第 8 卷O 1 2 0 1 0年 3月 南水北调 与水 利科技 S o u t h t o - No r t h Wa t e r Tr a n s f e r s a n d Wa t e r S c i e n c e& Te c h n o l o g y Vo 1 8 S u p p M a r 201 0 浅谈釜 山隧洞洞 内混凝土衬砌施工质量控 制 贾鹏飞 ， 刘 伟 ， 张 涛。 ( 1 河北省保定市建筑安装工程处， 河北 保定 0 7 1 0 0 0 ； 2 石家庄治河灌区管理处， 河北 鹿泉 0 5 0 2 0 0 ； 3 石家庄市水务局， 石家庄 0 5 0 0 5 1 ) 摘要： 釜山隧洞工程是南水北调中线工程的一座大型建筑物， 采用 4台钢模台车进行洞内边顶拱衬砌， 配合以完善的 质量保证措施 ， 大大缩短了施工时间， 减少了混凝土表面气泡、 气泡外观平整光滑， 为类似工程的隧洞施工积累了一定 的经验。 关键词： 隧洞； 衬砌； 台车 中图分类号： T V5 1 2 文献标识码： B 文章编号： 1 6 7 2 1 6 8 3 ( 2 0 1 0 ) 0 0 1 0 0 3 0 0 3 D i s c u s s i o n o n C o n s t r u c t i o n Qu a i l t y C o n t r o l t o C o n c r e t e L i n i n g i n F ush un T u n n e l J l A P e n g - f e i ， L I U We i ， Z HAN G T a o 。 ( 1 B a o d i n g Ar c h i t e c t u r e a n d I n s t a l l a t i o n E n g i n e e r i n g De p a r t me n t B a o d i n g 0 7 1 0 0 0 ， C h i n a ； 2 S h i j i a z h u a n g Ma n a g e me n t o f Y e h e I r r i g a t i o n Ar e a , S h i j i a z h u a n g 0 5 0 2 0 0 ， C h i n a ； 3 He b e i P r o v i n c i a l S h i j i a z h u a n g Wa t e r Af f a i r o f i c e ， S h i j i a z h u a n g 0 5 0 0 5 1 ， C h i na) Ab s t r a c t ： F u s h a n Tu n n e l i s a l a r g e - s c a l e b u i l d i n g i n t h e Mi d d l e Ro u t e o f t h e S o u t h t o - No r t h Wa t e r Tr a n s f e r P r o j e c t Th e r e a r e 4 s t e e l mo u l d t r o l l e y s for l i n i n g o f t h e s i d e a n d r o o f a r c h i n t h e t u n n e l ， a n d i t a d o p t s a c o n s u mma t e q u a l i t y g u a r a n t e e s y s t e m，w h i c h c o n s u me d l y s h o r t e n c o n s t r u c t i o n t i me ， r e d u c e b u b b l e s o n c o nc r e t e s u r f a c e ， a n d e n s u r e f l a t a n d s mo o t h s u r f a c e I t c a n b e u s e d f o r r e f e r e n c e f o r s i mi l a r t u n n e l c o n s t r u c t i o n s Ke y wo r d s：Tu n n e 1 ； Li n i n g； Tr o l l e y 1 工程概况 釜山隧洞工程是南水北调中线工程的一座大型建筑物， 该工程为I 等工程， 设计流量为 1 0 0 s ， 加大流量 1 2 0 m 3 s ； 工程区域内地震设计烈度为 7 度， 由进 口段、 洞身段、 出口段 三部分组成。 洞身部分全长 2 5 0 9 IT I ， 双洞线 布置方案 ， 两洞之 间岩体 厚度 1 8 m， 洞身采用无压圆拱直墙型断面。根据不同围岩情 况设计采用 B 、 C、 D三种断面衬砌型式 ， 其 中 B型断面衬砌为 边墙底板 2 5 c m厚钢筋混凝土 ， C型断面衬砌 为全 断面 6 0 c m 厚钢筋混凝土， D型断面衬砌为全断面 8 O c m厚钢筋混凝土。 设计衬砌施工的主要项目有： 缝面、 模板、 钢筋、 预埋件、 止水 处理和混凝土浇筑等_ 1 。 2 模板选择 隧洞混凝土衬砌分底板及边顶拱两部分 ， 底板采用 固定 的拼装模板， 边顶拱采用全断面衬砌台车和轻型台车模板。 2 1 台车 的结构组成 台车高度 7 3 1 c m， 轨道间距 4 6 0 c m， 由结构体和机械体 两部分组成。台车结构由门架、 纵横联系梁及操作平台等组 成， 用型钢拼接。台车机械由垂直螺旋千斤顶、 水平支撑以及 行走轮等组成 。 2 2台车 的优 点 该台车具有以下优点 ： 采用 2台齿轮减速电机驱动， 具 有 自动行走功能， 可在 1 人操作下在 A3 F轨道上( 下面铺设 2 0 0 mm 高枕木 ) 以 9 m mi n左右的速度 轻松 到达所 需要 的 位置； 在竖向、 侧向、 水平油缸以及千斤的共同工作下全液 压立模、 拔模， 模板由8 ml T l 钢板与拱板组焊而成， 衬砌表 面光洁度高l 台车各部位采取措施保证了台车的稳定性及 安全性； 台车有双工作平台、 上下扶梯及走道板， 方便操作 和维修。 2 3 模板 台车作业窗1 2 及附着式振捣器布置 作业窗V I 主要为混凝土进料、 混凝土振捣及观察浇筑 情况而设置的， 台车两侧面各布置 6个 0 5 m0 5 m的 作业窗口， 并设活动封板 ； 顶模布置 6个 0 5 mX 0 5 n l 的 作业窗口和 3个 1 3的灌注孔。每片模板用叶轴连接 ， 节 与节之间用螺栓连接。附着式振捣器两侧边墙各布置 2 个 ， 顶板 4个 ， 振捣器功率为 1 5 2 k W， 附着式振捣器可 收稿 日期 ： 2 0 0 9 1 0 2 1 修 回日期 ： 2 0 1 0 0 3 0 8 作者简介： 贾鹏飞( 1 9 7 5 一 ) ， 男， 河北赤城市人 主要从事水利工程建设管理工作。 3 0 贾鹏飞等 浅谈釜 山隧洞洞 内混凝 土衬砌施工质量控 制 联 动 ， 也 可单 独 操作 。 3 施工过程质量控 制 为方便施工， 隧洞开挖支护完成后浇筑 C1 0垫层混凝土 达到设计标高。按照先底板后边顶拱的浇筑顺序进行。底板 连续浇筑一次成型， 边( 顶拱) 连续浇筑次成型， 不再另外分 层。混凝 土设计 等级 C 2 5 F 1 0 0 W4 ， 配 合 比如 下： 水胶 比： 0 5 0 ； 水 ： 1 6 4 k g m3 ； 水泥 ： 2 4 6 k g m3 ； 粉煤 灰 8 2 k g m3 ； 砂 ： 7 7 9 k g m3 ； 小 石 ： 4 4 4 k g m3 ； 中 石 ： 6 6 5 k g m。 ； 泵 送 剂 ： ( U NF - 3 C ) 1 O； 引气剂 ： ( AE ) o 0 0 4 ； 坍落度： 1 6 2 0 c ml 混 凝土初凝时 间： 7 8 h ； 终凝时 间： 1 O l l h 。 3 1 底 板 混凝 土浇 筑 人工配合反铲采用 自上而下的方式清理基岩面， 用压力 水冲洗， 排除积水； 钢筋照设计尺寸下料运输到现场后， 按 照先底板后边顶拱人工绑扎和焊接， 钢筋安装后 ， 人工安装 止水及埋件； 模板采用钢模 台车模板； 挡头模板用建筑钢模 板 现场人工 拼装 和 固定 ； 立模 采 用 “ 先 底 板 后边 顶 拱 ” 的顺 序 ， 经监理 工程 师检查 合 格后 ， 才 能进 行 混 凝 土 浇筑 施 工 。 底 板一 次浇 筑 至 1：1倒 角 以上 5 0 c m左 右 ， 底 板 基 岩 仓 面 浇筑前 均匀 铺 一层 2 3 c m 砂浆 ， 砂 浆水 灰 比较混 凝 土 的水灰 比减少 0 0 3 0 0 5 。由洞外 自动计量拌合站集 中 拌合混凝土 ， 混凝土搅拌运输车运混凝 土至洞 内， 输送泵 运 送混 凝 土入仓 ， 人 工布 料 、 平 仓并 使用 5 0或 7 0型插 入式振捣器振捣密实( 对于止水片周围及钢筋比较密集 的 部 位采 用人 工捣 实 ) ， 对 底 板 抹 角 处 的 混 凝 土 加 强 振 捣 。 浇 筑时 间每 仓控 制 在两小 时左 右 ， 待表 层 混凝 土 初 凝后 进 行 人工 压 面 。浇 筑 完 成 后 ， 达 到 设 计 强 度 1 O O 拆 模 ， 并 进行养护。 3 2边项拱 混凝 土浇 筑 为 防止边顶 拱混 凝 土浇筑 对 浇筑完 底板 混 凝 土造 成 破 坏 ， 边顶拱混凝土在底板混凝土浇筑完成 7 d后进行 。 3 2 1 钢轨铺设及钢筋制安 在 预定衬砌 施 工地 段 ， 按 测 量 中线及 高 程 铺 设 两 道 钢 轨 ， 使衬砌 台 车沿 钢 轨行 走 至 衬砌 地 段 。钢 筋 在 加 工厂 制 作成型， 自卸 车运至洞 内， 根据设计要求人工组装。洞 内 1 4 以上的钢筋采用单面搭接焊接工艺， 声1 4以下钢筋采用 搭接绑扎。侧墙、 底板衬砌 内钢筋必须与锚杆预留锚头焊 接牢固； 钢筋安装时注意钢筋间距、 保护层厚度 ( 受力钢筋 保护层 厚度5 c m) 的控 制 以及 埋设 回填 灌 浆 预 埋 管 和排 水 孔预埋 管 。 灌浆孔的套管按规定位置使用架立筋安装固定 ， 套管一 端和模板贴 紧， 并 采 取 封 闭措 施 ， 套 管 安 装 后 ， 应 防 止 碰撞 变位 。 3 3 2 衬砌 台车就位 与加 固 在以上工作完成 以后 ， 将 衬砌台车行走至准备衬砌地段 ， 按设计 中线及高程伸缩 两侧及 顶拱模 板至设 计位 置 ， 顶 紧各 部位支撑 ， 完成模板 台车就位 ， 模板 台车一端 与已衬砌的混凝 土交替搭接长度为 1 0 c m。台车就位后， 根据操作要求进行 台车加 固， 预防 台车 因弹性变形 而导致 混凝土错台 ， 影响混凝 土外观质量。台车就位后， 除按操作要求上好螺旋千斤顶丝 杆外， 易坍塌地段另用圆木加以辅助支撑 ， 防止台车模板走 样。模板下缘是整个台车受力最集中点， 为了防止混凝土错 台， 另用钢支撑或枕木加固模板下缘。 3 2 3止水 带及 闭孔 泡 沫板 安装 止水带在钢筋 网绑扎成型后安装 。采用纳 米改性橡胶 止 水带 ， 止水带 的各 种交 叉连接点采用厂家 的各种接头配件 ， 止 水带接头采用热压硫化胶合 ， 新粘接接头用钢夹板夹住， 待粘 合剂凝固后取下钢夹板。止水带在按设计所要求的止水带距 临水面距离处安设， 为了使混凝土浇筑时止水带不移位， 挡头 板分两层布置， 下层采用定型钢模板， 上层采用木制模板， 止 水带夹于两层挡头板之 间固定 。为防止止水带 在混凝 土浇筑 过程中上下变位， 埋入混凝土 内的止水带用 8钢筋夹紧焊 于主筋上 ， 施 工中未采用钉子 固定止水带 。 高压聚乙烯低发泡闭孔泡沫塑料板隔缝材料采取现场拼 接 ， 铺设在先 浇块 模板的 内侧 ， 拼接接 头采 用厂家加工好 的榫 式嵌 固， 以保 证接 缝部位的连接严密 。 3 2 4 挡头板支设 在模板台车就位以后， 将两端或一端的挡头板安装。为 了固定环 向止水带 ， 挡头板 分成上 下两层 。下面一 层为定 型 钢模， 高度为止水带距临水面的距离； 上面一层为木模 ， 按断 面形状安设。止水带夹于二层模板之间固定。钢模采用 2 2 螺栓和衬砌台车固定 ； 木模采用 2 2拉筋固定。为了防止跑 模， 外侧用钢支撑或圆木加强支撑。 3 2 5混凝土输送管道联接 混凝土输送管道的布管方式及工人联接管道的熟练程度 是制约混凝土浇筑时间的关键环节。在混凝土浇筑前 ， 每一 层浇筑窗口的管道均提前试拼好再断开放好， 浇筑完一层窗 L I 换管时， 只接一个接头就可开始浇筑， 并且在混凝土浇筑 前， 所有管道均用水冲洗湿润。 3 2 6 混凝土搅拌、 运输 混凝土搅拌站采用 电子 自动计量 系统 ， 机械 供料 。混 凝 土搅拌严格按设计配合 比计量拌合， 混凝土运输采用混凝土 搅拌运输车。混凝土在运输中保持其匀质性， 做到不分层、 不 离析、 不漏浆 ， 并防止雨淋、 受冻和 日晒。搅拌运输车在运输 途中保持 3 6 r mi n的慢速转动， 混凝土运输时间不超过表 1 规定 的时间。 表 1 混 凝土运输 时间表 气温 ( C) 运输时间 分 2 O 3 O 1 0 2 0 5 1 0 4 5 6 O 9 0 3 2 7混凝土浇筑 在泵送混凝土之前， 先在导管内通过 1： 2 水泥砂浆湿润 导管， 开始泵送时， 混凝土泵应处于慢速、 匀速并随时可反泵 的状 态。泵送 速度 ， 应先慢后快 ， 逐步加速 ； 同时 ， 应观察混凝 鬻 譬 n 第 8卷 0 1 南水北调 与水利科技 2 0 1 0年 3月 土泵的压力和各系统的工作情况 ， 待各系统运转顺利后 ， 方可 以正常速度进行泵送 。 混凝土搅拌运输车给混凝土泵喂料前， 中、 高速旋转拌 筒 ， 使混凝土拌合均匀 ； 喂料时 ， 反转卸料应 配合泵送 均匀进 行， 且应使混凝土保持在集料斗内高度标志线以上； 中断喂料 作业时， 应使拌筒低转速搅拌混凝土。 仓面混凝土泵管从下往上由分料器通过模板预留布料 窗进料对称向两侧墙下料， 入仓铺料采用平层浇筑法， 铺料 方向与水流方向平行， 每层铺料厚度 3 O 6 0 c m， 均匀上升； 下料高度控制在 1 5 m以内， 防止骨料分离； 浇筑先远后 近。浇筑混凝土连续进行 ， 不得 间断。边顶拱按照 1 5 2 m h 的速度上升 ， 每仓 浇筑时 间控制在 6 8 h 。拱 顶设 计 三个灌注孔， 人仓采取 自一端向另一端进料的方式由后向 前灌注。为避免拱顶混凝土产生不密实、 灌不满等现象 ， 根 据工程经验， 在拱顶最高位置贴近岩面预埋注浆管。浇筑 至顶拱时， 用泵由中间下料逐渐退至浇筑段端口， 最后在压 力状态下封拱。 仓内混凝土采用插入式振捣器及附着式振捣器相结合的 方式振捣 ； 顶拱无法采用插入式振动棒振捣的部位， 采用附着 式振动器振捣； 对于止水片周围及钢筋比较密集的部位采用 人工捣实 ， 相应 的铺筑层厚度不大于 2 0 c m。 3 2 8 拆模 、 养护 在混凝土衬砌完成 1 2 h ( 或按设计要求) 后， 拆除挡头板， 打开各个工作窗 口， 混凝土衬砌达到强度要求后脱模移动台 车。模板台车移动后， 及时派人对机械设备、 台车模板进行检 修， 刷脱模剂， 以便进行下次混凝土衬砌施工。混凝土拆模后 应连续养护至少 1 4 d 。养护采用饮用水和刷养护剂相结合的 方式 。 ( 上接 第 2 6页) 表 1 各纵梁的实测最大挠度值与计算成果对比 n ”+n 一 规范要求L o 5 0 0 =2 7 5 0 0 5 5 0 =5 0 mm 注： 放水河渡槽纵梁 L o h ：2 7 5 0 0 7 3 0 0 =3 7 6 5 ， 属深受弯构件， 竖向刚度 大 ， 挠度小 。 6 结论 从充水试验检测数据分析， 槽身纵梁裂缝没有变化， 挠度 和混凝土应变变化规律合理 ， 渡槽承载力满足设计和规范要 求， 可以正常使用。 3 2 薹 4 施工质量检验 釜山隧洞工程实行 “ 三检一验制” ， 即班组初验、 工区复 验、 项目部终验、 监理验收。水泥选用河北鹿泉曲寨 p 0 3 2 5 散装水泥、 钢筋采用国家大型钢厂产品， 粉煤灰采用河j E 定州国华电厂一级灰， 砂石料为当地开采， 止水带和聚硫密 封胶均采用有资质的产品， 各原材料均有 出厂合格证。原 材料进厂经过检验合格后才可使用， 本道工序不合格不能 进入下一道工序， 在隧洞混凝土施工中， 把钢筋安装位置、 焊缝质量、 模板台车安装误差 、 台车表面清理等作为浇筑前 质量控制的重点， 混凝土浇筑过程 中， 试验室现场专人监 控 ， 发现不合格料不允许入仓， 监仓人员对混凝土塌落度、 铺料厚度、 振捣时间、 浇注时间等认真监测， 并作好记录， 浇 筑过程中台车变形观测专人负责， 使整个施工过程处在受 控状态 。 5 结语 釜山隧洞洞内混凝土从 2 0 0 6年 3月 2 8日开始施工， 2 0 0 7 年 3 月 2 5日 结束。前期施工一个循环 4 d ， 后期熟练后 3 d 一个循环， 较普通模板浇筑节省时间一半。混凝土表面 水泡、 气泡 基本 消除， 外 观平 整光 滑， 混凝 土优 良率 达 9 5 7 3 ， 经钻孔取芯检查满足要求。 参考文献 ： 1 白喜江， 周涛 套拱联合管棚支护工艺在釜山隧洞施工中的应用 I- j 南水北调与水利科技， 2 0 0 7 ， 5 ( S 1 ) 。 2 2 2 5 E z 严增才， 李振卿 大型渠道现浇混凝土衬砌中的质量控制E J 南 水 E 调与水利科技， 2 0 0 8 ， 6 ( 1 ) ： 4 3 4 5 参考文献： E l i 朱耀台 詹树林 混凝土裂缝成因与防治措施研究E J 材料科学 与工程学报 ， 2 0 0 3 ， ( 0 5 ) ： 2 6 2 7 E 2 唐福亮 高建 混凝土裂缝的主要成因与控制处tE J 安徽水利 水电职业技术学 院学报 ， 2 0 0 6 ， ( O 3 ) ： 3 3 3 5 E 3 G B T 2 1 4 9 0 2 0 0 8 ， 结构加固修复用碳纤维片材 S E 4 何东坡 田玉梅 方其杭 吉林九站松花江特大桥静荷载试验 - j - 东北林业大学学报， 2 O O l ， ( 0 2 ) 2 3 2 5 E 5 张忠林 周吉顺 大吨位静载试验在漕河渡槽桩基检测中的应用 口 南水北凋与水利科技， 2 0 0 6 ， ( 1 3 o 6 ) l 2 2 2 3 E 6 王鹏 混凝土常见裂缝的预防与处理E J 安徽电气工程职业技 术学院学报 ， 2 0 0 4 ， ( 0 3 ) ： 3 2 3 4 E 7 DL TS 1 5 O 2 O O l ， 水工混凝土试验规程 s 1 G B 5 0 2 0 4 2 0 0 2 ， 混凝土结构工程施工质量验收规范E s E 3 G B S O O 0 9 2 0 0 1 ， 建筑结构荷载规范 s E 6 S L T 1 9 1 9 6 ， 水工混凝土结构设计规范 s