河口村水库导流洞衬砌施工技术探讨

□毛永生（河南天地工程咨询有限公司）

一、工程概况

沁河河口村水库位于黄河一级支流沁河最后一段峡谷出口处，下距五龙口水文站约9km，属河南省济源市克井镇，是控制沁河洪水的关键工程，也是黄河下游防洪工程体系的重要组成部分。河口村水库导流洞工程布置在水库的左岸，分进口段、闸室段、洞身段和出口段4部分。进口高程177.0m，出口高程169.8m，进口明渠段长141.56m，闸室段23.5m。洞身长720m，纵坡1%。导流洞衬砌后断面尺寸为9.0m×13.5m，采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度8.0～2.0m。导流洞穿越的地层从进口到出口依次为：太古界登封群（Ard）、中元古界汝阳群（Pt2r）、寒武系馒头组（∈1m）。

二、总体思路

导流洞混凝土衬砌采用全断面钢模台车衬砌，钢模台车采用全液压自动行走衬砌台车。钢模台车安装时先安装轨道，然后进行模板安装校正。全液压自动行走衬砌台车设计为整体钢模板，液压油缸脱立模,施工中靠丝杆千斤支撑,电动减速机自动行走或油缸步进式自动行走,混凝土全部采用混凝土输送泵车灌注。

三、施工工艺

（一）钢模台车清理

钢模台车就位之前先进行模板的清理和刷油。为使模板清理及刷油操作方便，绑扎钢筋时在分缝部位留出1.0m不绑扎，主筋先固定在已绑扎的钢筋上，待模板就位后恢复。脱模后，台车先往前移动1m，施工人员沿所留1m空间下游侧钢筋上按间距2m环向而站，进行钢模板的清理，同时将脱模剂装入小胶皮桶中，人工手持毛刷将脱模剂均匀涂刷在钢模台车面板上。清刷完1m后台车再往前移动1m，如此周而复始清理和刷油，直至钢模全部清理干净、刷完脱模油，钢模才能就位。

（二）钢模台车就位及脱模

1.安装钢模台车时应注意两侧走行轨的铺设高差≯1%,否则将造成丝杆千斤和顶升油缸变形。因导流洞有1%的坡道，导流洞衬砌时,为了调整衬砌标高,会造成台车前后端的高差、模板端面与门架端面不平行,将使模板与门架之间形成很大的水平分力,造成模板与门架之间的支撑丝杆千斤错位,导致千斤、油缸损坏。因此在设计时,应充分考虑前后高差造成水平分力的约束结构或调整系统。在定位立模时必须安装卡轨器,旋紧基础丝杆千斤、门架顶地千斤和模板顶地千斤,使门架受力尽可能小,防止跑模和门架变形。

2.钢模台车沿轨道通过自行设备移动至待浇仓位，调节横送油缸使模板与导流洞中心对齐，然后起升顶模油缸，顶模到位后把侧模用油缸调整到位，并把手动螺旋千斤顶及撑杆安装、上紧。

3.施工前先测量放点，作为台车起升、张开控制点。钢模台车校正时，先将顶拱部分的柔性搭接与上一仓混凝土搭接严密锁定，再进行下游模板的校正。下游模板采用全站仪及垂线法进行校正。安装好钢模后，检查钢模台车周边与已浇筑混凝土的搭接处是否吻合，并用木楔将模板撑紧，使钢模台车周边与已浇筑混凝土的搭接严密，避免漏浆和错台。

4.钢模台车直段设计浇筑长度为10m，模板面由9.85m的硬边和25cm的柔边组成。正常浇筑段包括9.85m的硬边和15cm的柔边，设计搭接长度为10cm。

5.侧模底脚20cm缝隙用与缝隙较为匹配的方木封堵，内衬PVC板以使混凝土表面光滑。铺钉PVC板时，必须从一边向另一边推进，PVC板板间不允许有搭接台阶出现，只允许对接或拼接，如果拼接时PVC板相互重叠，则应将上面的一层切除。拼接后，及时用钉子将PVC板与方木严密钉实。底脚模板的固定采用丝杆撑在钢轨上，丝杆间距1m。并在两侧各均匀布置12个底脚螺旋千斤顶做垂直支撑，防止浇筑时侧模下塌。

6.脱模时拆去手动螺旋千斤顶及撑杆，侧模下段先用撑杆脱开，后换用手拉葫芦回收，再用侧模油缸脱模，并将底脚千斤顶升起，然后降下顶模油缸，完成脱模。

（三）校模、堵头模安装及补缝

1.钢模台车按测量点就位后，通知测量队进行校、验模板，模板合格以后才能进行堵头模板封堵。由于侧模两边均由3个油缸控制，中间油缸与上下游油缸运行速度和伸出长度不一致，也会致使模板中部发生变形，为此在钢模台车上纵向拉线，上、下吊线来控制模板平整度。每边边模吊3根线，中部和上、下游各一根。纵向拉3根线，起拱处下1.5m开始，间距5m，即在边模油缸正对位置附近。这样就可以避免中间部位由于全站仪无法检测、难以控制的问题。

2.封堵头模前先将仓面冲洗干净，采用3cm木板，10cm×10cm方木作为背枋及背档。在钢模台车模板端部焊制钢筋套环，将10cm×10cm背枋穿入钢筋套环固定在钢模台车上，另一端用拉筋固定，使整个堵头模板稳固。堵头模板采用φ12拉筋固定，拉筋沿周圈布置两排，排距约0.5m，间距≯0.6m；拉筋应焊在牢固锚杆或钢筋上，若焊在钢筋上时，此钢筋要求和周围的结构钢筋在上下游方向至少各有5个焊点，以形成稳固的钢筋网。拉筋不够长时可以焊接一端带弯钩的φ12钢筋作为连接筋，连接筋一端与拉筋焊接，焊缝长度≮12cm，另一端与锚杆底部或结构钢筋焊接。

3.为防止漏浆产生质量问题，堵头模应拼接严密，靠岩石侧的缝隙需堵塞严密，采用木条密封；靠模板边的缝隙采用双面胶带密封。钢模台车模板间绞接部位一般存在缝隙，对此缝用双面胶带密封。堵头模板先封边墙部分，然后可以开始浇筑，在浇筑边墙的过程中，将顶拱堵头模封堵完毕。

（四）混凝土衬砌

1.测量放样

（1）中线控制：导流洞开挖结束后，利用原有控制点对导流洞的中线进行校正和放样，导流洞中线由距离最远的两个控制点进行控制。为方便钢筋和模板的放样，用全站仪将校正后的中线标在导流洞顶部，每5m标一个点。

（2）腰线控制：利用洞内水准点，用高程放样的方法，将导流洞腰线用一寸水泥钉控制在导流洞两侧侧墙上，每5m～8m一个。高程放样精度控制在15mm之内。

2.混凝土衬砌

导流隧洞洞身横断面分垫层、底板、边顶拱(边墙)施工，先将垫层混凝土浇筑至设计建基面高程。

（1）仓位准备及验收

施工通道及下料口：钢模台车底板以上5m及11m的两侧模上各开3个窗口，用于进人、观察及振捣；边墙下料口设置于拱顶上靠近拱脚的地方，两边及中部各开一个孔；拱顶中心线两侧1.5m处各开3个孔，相互错列布置，用于顶拱振捣。在堵头模板顶拱最高处开一个宽60cm，高度≮50cm的通道孔。通道孔主要作为浇筑用材料设备和人员等进出仓面的施工通道，在浇筑到顶拱封仓后，再封堵。

混凝土输送泵及泵管布设：边顶混凝土浇筑配置两台混凝土输送泵，每边一台，钢模台车上的竖向泵管预先架设，相对固定，用圆钢牢牢焊接固定在台车架上；在台车上部平台处设置泵管弯头，以备连接边墙泵管及顶拱泵管。

边墙下料采用两拱脚的开口，泵管进仓后用每节1.5m的连接软管进行下料，软管用铅丝加固，人工两边拖动，软管随混凝土的上升而逐节拆除。下料口距混凝土面高度不超过2.0m。导管架设要尽量缩短泵送距离，靠近泵车的导管要尽量用新管，减少爆管和堵管的可能。

清仓冲洗、设备就位：混凝土浇筑前将仓面内的木屑等垃圾清理干净。并将浇筑设备准备到位。振捣设备为手提式振捣棒，在开仓前每边墙放置3台振捣棒，并准备好2台备用，配电盘在钢模台车上设置。仓内照明采用36V低压，仓外照明用220V电压，动力电源装配漏电保护器。堵头处及泵管沿线、混凝土泵车、支撑处等设置照明设施。对混凝土浇筑时仓面与泵车送料联系用对讲机进行。

准备就绪后，将导管和泵车出料管连接，并在泵车接料口后搭设上料平台。

（2）混凝土浇筑

配合比控制：混凝土采用二级配泵送混凝土，配料单由试验室通过试验取得。为缓解仓面的泌水状况及尽量减少干缩裂缝的产生，需要对混凝土坍落度进行严格控制。

浇筑顺序：洞内混凝土浇筑时，先浇筑洞内底板，底板浇筑完成并达到混凝土设计强度的75%后，铺设边顶拱钢模台车行走轨道。边顶拱钢模台车是通过铺设于底板混凝土上的轨道行走实现钢模台车的移动

下料及平仓：混凝土浇筑时必须先铺一层2～3cm的同标号水泥砂浆或≮10cm厚的同标号一级配混凝土，竖向浇筑速度控制在1.0m/h以下，两边墙混凝土上升应均衡，浇筑高差＜0.8m。

边墙混凝土衬砌下料采用橡胶软管接泵管，每节橡胶软管长度为1.5m，为避免下料点集中，人工用绳子拴住橡胶软管，拖动橡胶软管向左右方向调整，随着浇筑高度上升，将橡胶软管逐段拆除。为便于排水，每层混凝土亦可由中部向两边分坡或一边向另一边放坡，仓内混凝土高差以≯1.0m为原则。

顶拱混凝土衬砌下料时，将混凝土泵管从顶拱水平进入仓内用90°弯管向两边分叉，混凝土泵管布置于外层钢筋上。泵管用φ48钢管搭设三角架支撑泵管体，仓内的泵管应采用1m左右的短管，以便于拆、接。混凝土浇筑采用退管法下料浇筑施工，顶拱封拱时通过加大输送压力使混凝土灌满顶拱空间。振捣设备为手提式振捣棒，辅以附着式振捣器进行振捣。

振捣：混凝土浇筑应先平仓后振捣，严禁以振捣代替平仓。浇筑混凝土应使振捣器振实到可能的最大密实度，振捣形式采用梅花形或方格形，振捣时间以混凝土表面不再显著下沉，并开始泛浆为准，应避免欠振或过振。混凝土浇筑层厚按40cm～45cm控制，混凝土浇筑时两边墙和上下游之间上升速度要均匀，边墙混凝土上升高差不超过一层浇筑厚度，上升速度不超过1.0m/h；人工拖动软管均匀下料，混凝土层布料应均匀，避免用振捣器平仓，防止过振。仓内混凝土应安排专人边浇边平仓，不得堆积。仓内若有骨料堆积时，应均匀散布于砂浆较多处，但不得用砂浆覆盖，以免造成内部蜂窝，人工平仓距离不应＞1.5m，采用三角耙或钉耙进行。下料口距离混凝土面高差≯2.0m，在下料口5.0m范围的钢模表面临时挂一块5m长、1.5宽彩条布，防止下料时水泥浆溅到模板上，引起拉毛现象。浇筑过程中如有骨料堆积用人工均匀散料。