贵阳抽水蓄能电站中隧洞转弯段混凝土衬砌质量的控制研究

摘要：水利水电工程中的交通隧道是重要的工程基础设施，隧洞需要满足通行安全需要，确保使用寿命。隧洞转弯段转弯段混凝土衬砌是施工的重难点，如不做好质量控制极易出现混凝土开裂等问题，影响隧洞整体的应力结构，长此以往甚至出现坍塌等不良事件。本文依托贵阳抽水蓄能电站的交通隧道转弯段衬砌施工实践经验，分析转弯段混凝土衬砌质量的控制要点。

关键词：水利水电；交通隧道；转弯段；混凝土衬砌；质量控制

引言：贵阳抽水蓄能电站位于贵州省贵阳市修文县谷堡镇，本标施工区位于电站下水库。工程区距修文县约13km，距贵阳市约60km，交通条件较为便利。主要施工项目包括：进厂交通洞、厂房顶层施工支洞、厂房顶层锚固洞施工支洞、那洒堆积体、那洒堆积体公路、BT2崩塌堆积体、开关站场平及边坡支护、下水库钢索桥和辅助工程以及环保、水保等。隧洞工程地质岩性主要为白云岩及白云质灰岩。根据最新图纸，进厂交通洞Ⅲ类围岩914.82m，Ⅳ类围岩333.34m，Ⅴ类围岩139.32m，该条隧洞是本标最长的一条为1387.48m，且洞径较大，为新建永久隧洞。进厂交通洞三个转弯段，转弯半径最小的为R=50m，转角θ=61°，12m长钢模台车可以通过转弯段；厂房顶层施工支洞两个转弯段，转弯半径为R=35m，转角θ=106.87°，12m长钢模台车不能通过转弯段。

1 衬砌施工方案

厂房顶层施工支洞配备1台12m（两节6m+6m组合）钢模台车，在通过转弯段处时分节通过，直线段时组合使用。厂房顶层施工支洞全长726.97m，断面净尺寸为7.0m×6.0m（宽×高），洞口进口高程为895m，出口高程为830.50m。设计标准为水电场内三级，行车速度20km/h，荷载等级为汽-40级，为临时隧洞。衬砌混凝土衬砌厚度均为40cm，计划厂房顶层施工支洞配置1台钢模台车进行施工作业。

2混凝土温控防裂措施

2.1施工准备阶段的温控防裂措施

施工准备阶段的混凝土温控防裂措施主要从以下几方面进行：（1）合理安排施工程序和进步，在满足施工要求的前提下，尽可能采用薄层、短间歇、均匀上升的浇筑方法，方便层面散热。尽可能选择低温季节和早晚及夜间气温低时段进行浇筑施工；（2）浇筑层厚根据温控、浇筑、结构和立模等条件选定。对于与基础相接部位的强约束区宜为1.5～2.0m，拦污栅墩混凝土浇筑层厚宜为1.5m～3.0m，施工支洞堵头混凝土浇筑层厚2～3.0m。（3）控制上下层浇筑间歇时间5～7d；当上、下浇筑层间歇时间超过28d时，下层混凝土按照老混凝土处理。

2.2原材料准备与配比阶段的温控防裂措施

应从混凝土配比以及原材料温控两方面进行。在混凝土配比阶段，应尽可能优化混凝土配合比，除满足混凝土标号及抗冻、抗渗、极限拉伸值等主要设计指标外，还要满足混凝土匀质性指标提高混凝土抗裂能力，降低水化热温升。在原材料温控环节，应保证原材料温度控制达到控制出机口温度标准，保证水泥进罐前温度不得超过65℃，拌和楼上水泥和粉煤灰进入拌和机前的温度不得超过55℃。同时加大骨料堆料高度，要求成品骨料堆料高度大于6m。成品骨料运输加设隔热保温。

2.3施工阶段的温控防裂措施

首先应该尽可能降低混凝土的入仓温度。避免在浇筑过程中出现热量倒灌，同时应该加快混凝土的运输、吊运和平仓振捣速度。采用罐车保温被覆盖、自卸车搭设5cm厚聚苯乙烯泡沫材料隔热的措施；高温季节运输过程中对吊罐采取保温措施，以减少运输过程中温度回升。浇筑过程中在混凝土振捣密实后立即2cm聚乙烯卷材进行保温，防止外界高温向混凝土倒灌，同时减少水分蒸发。此外，当浇筑仓内温度高于25℃时，采用自动喷雾机进行仓面喷雾，使仓面始终保持湿润，以降低仓面环境温度。

2.4施工完成后的温控防裂措施

首先，在温度观测方面，浇筑块未预埋监测仪器的混凝土内部最高温度临时测量可以采用简易测温管测量。简易测温管可以如下制作：钢管（或钻孔）内布置3～4个电阻温度计，温度计间用隔热材料充填；测温管布置在浇筑块中心附近，插入深度约为4/5浇筑层厚；在上一层混凝土浇筑之前回收管内温度计以便重复使用，同时根据浇筑阶段调整观测频次，开始浇筑～浇后7d，每6h测1次，温度出现高峰期间要加密观测，第7d～上层混凝土覆盖期间，每天测1次。

在表面保温方面，需要做好对天气、气温的监测，日平均气温在2d～3d内连续下降超过6℃，对28天龄期内混凝土表面进行早期表面保温，避免在夜间或气温骤降期间拆模，且在特殊天气应该对混凝土表面进行早期保护，并要求保温材料的等效放热系数满足要求，仓面等临时保温使用2.0cm厚的聚乙烯卷材保温。

再次，在流水降温冷却和表面养护，应在混凝土收仓终凝后进行养护，平面养护应在上一层混凝土前进行持续养护，侧面养护时间则不少于28d。养护用水应保证水中无污染混凝土表面的任何杂质，对于顶部表面混凝土，在混凝土能抵抗水的破坏之后，立即覆上持水材料或用其它有效方法使混凝土表面保持潮湿状态。此外还应该做好洒水养护，当混凝土浇筑12～18h混凝土初凝后，表面即可进行人工洒水养护，对较大的仓位连续浇筑在两个班以上的，对先浇的部位进行洒水，但不能将水流到未初凝的混凝土面上。当先浇的位置浇完12h后，能抵抗自然流水破坏时，进行人工洒水。为避免水量集中，影响正在浇筑的部位，洒水时可在出口处加莲蓬头。仓位收仓后12h，辅以人工洒水或表面流水养护，流水量为16～20L/min。

3整体施工保证措施

3.1重视整个施工过程的综合管理

施工过程的综合管理包括以下几方面：（1）加强施工现场组织和协调，减少施工现场因人为因素造成的停仓和间歇时间过常等事件的发生。合理布置运输和施工机械，提高工效，加快现场倒运过程，减少施工过程中的温度损失。（2）施工期间加强气象预报工作，及时了解雨情和气温情况，妥善安排施工进度，严格遵守有关雨天、大风等的停工规定。（3）在施工过程中，各浇筑块均匀上升；同时加强混凝土拌和、运输、浇捣过程的质量控制及严格控制混凝土强度合格率、离差系数和强度合格率。（4）经常检查温控措施的到位情况，发现问题及时采取补救措施；温控条件发生变化时需随时改变温控措施或增加温控手段。

3.2采取全面的混凝土施工质量保证措施

本次工程采取了全面综合的混凝土施工质量保证措施，具体包括以下几方面：（1）技术保证措施：对每一个新开工作面，编制详细的施工组织设计，报监理人批复后方可实施；对每一个仓号，编写《混凝土工程单元仓号作业指导书》使每一个施工人员明白自己的工作内容、职责和相应的工作标准和方法。测量放线严格按规范和设计要求控制。（2）施工过程的监控：建立建全“三检制”，加强混凝土拌和、运输、浇筑过程的质量控制，控制混凝土的强度合格率不低于85％，离差系数小于0.15。展开全过程的质量控制，并将施工质量的好坏和施工单位的经济效益相结合。（3）不断作好职工的技术培训，使职工始终能掌握较先进的施工管理观念和施工技术及施工方法。（4）在施工过程中，加强现场的施工管理，保证各工序之间的衔接。

结束语

针对贵阳抽水蓄能电站中隧洞转弯段混凝土衬砌施工的整体结构要求，施工环境限制，施工缝搭接难度较大等问题。本次工程在总结相关理论实践经验的基础上，提出了混凝土衬砌质量控制理论，该理论主要从施工前期、施工中期、施工后期三个阶段进行全面的混凝土施工质量保证工作，能有效满足隧道施工的技术要求，缩短施工工期，提高转弯段混凝土衬砌施工的可控性。

参考文献

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