圆形断面水工隧洞衬砌混凝土施工安全防护要点

周万昌 陈伟民

摘要： 水电工程中的大型水工隧洞一般包括导流洞、引水洞及泄洪洞，大多采用钢筋混凝土衬砌。由于断面大，且为高空作业，施工安全风险突出。结合巴基斯坦卡洛特水电站导流洞衬砌混凝土施工，重点从台车吊装、钢筋制安及混凝土浇筑等方面对大断面水工隧洞衬砌混凝土施工安全防护方案进行总结，以期对后续大型水工隧洞衬砌混凝土施工安全防护提供参考。

关键词：衬砌混凝土;水工隧洞;导流洞;安全防护;卡洛特水电站;巴基斯坦

中图法分类号：TV513文献标志码：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2020.03.018

1 概 述

卡洛特水电站被誉为“一带一路”的“旗舰项目”，是巴基斯坦境内吉拉姆河（Jhelum）规划的5个梯级电站的第四级，西距伊斯兰堡直线距离约55 km。该电站水工隧洞主要包括3条导流洞和4条引水隧洞，均为特大型圆形断面水工隧洞，采用钢筋混凝土进行全断面衬砌。

根据水工隧洞分类标准，卡洛特水电站导流洞开挖断面为直径14.2～19.02 m的圆形断面，引水隧洞开挖断面为等效直径9.9～15.1 m的圆形断面。导流洞衬砌混凝土施工于2018年7月完成，9月顺利实现过流。本文结合该电站导流洞衬砌混凝土施工，阐述了大型水工隧洞衬砌混凝土施工安全防护要点。

2 衬砌混凝土施工方案

卡洛特水电站导流洞衬砌混凝土分为底拱和边顶拱，分别进行衬砌混凝土施工。底拱（90°范围内）采用3015和1015散装钢模板拼装模板，采用翻模浇筑工艺进行混凝土施工，见图1。边顶拱（270°范围内）采用定制的钢模台车（L=12 m）进行衬砌混凝土施工，见图2。

具体施工方案如下：①底拱混凝土衬砌施工，浇筑中两侧预埋台车轨道螺栓（预埋孔位由测量进行精准放样）;②台车轨道安装;③钢筋台车安装;④边顶拱钢筋制安;⑤钢模台车和钢筋台车均在导流洞出口消力池区域组装，通过轨道进洞;⑥钢模台车就位后封端头模板，采用地泵浇筑混凝土。

3 安全管控重难点及应对措施

3.1 台车吊装

导流洞衬砌混凝土施工中有两部台车：钢筋制安台车（见图3）和衬砌混凝土钢模台车（见圖4）。钢筋台车采用I20和I16工字钢作为框架焊接组装而成，钢模台车从国内专业台车厂家定制，框架及模板均采用螺栓连接。

3.1.1 安全管控重难点

（1）台车轨道安装的精度要求较高;

（2）钢筋制安与混凝土浇筑穿插进行，台车中部需预留行车通道;

（3）钢筋台车采用型钢焊接而成，在日常运行中易发生扭曲变形。

3.1.2 应对措施

（1）台车运行轨道的螺栓孔一般在底拱浇筑时预埋，孔位须测量精准放样。浇筑混凝土时，应严禁扰动台车;安装前对孔位进行复核，不合格孔位应废弃并重新打孔。轨道安装后必须保持水平，由测量进行复核并出具报告，复核合格方可进行台车吊装。

（2）钢筋制安台车框架主梁须采用整条型钢制作，不允许进行焊接加长。型钢的焊接须由具有焊工资质的人员操作，焊接完成后，须检查所有焊缝，主要包括其饱满度、焊缝长度、宽度是否满足焊接规范要求。在运行过程中，也应定期（每半个月）对台车焊缝、型钢外观进行检查，若发现焊缝脱落、型钢破裂等，应及时进行补焊或更换型钢。

（3）钢筋制安台车和钢模台车的各作业平台层须全封闭，不允许有任何缝隙存在，防止高空落物伤人。导流洞台车操作层采用满铺木板，木板结合部位采用铁皮封闭的方式进行全封闭。台车两端必须设置安全护栏，临边侧加设安全立网封闭。

（4）台车内空通道周边必须粘贴反光条，保持内空区域照明充足，防止运输材料车辆及混凝土罐车运行时碰撞台车。

（5）台车就位后两侧须采用刚度较好的卡夹式限位器固定牢靠，严禁采用木楔子固定，以保证台车的稳定性。

3.2 钢筋制安

导流洞衬砌混凝土设置双层钢筋，主筋设计为Φ25@20 cm，分布筋设计为Φ12@20 cm。根据不同的围岩类别，衬砌混凝土厚度为70～100 cm，钢筋保护层为10 cm，双层钢筋间距50～80 cm。由于巴基斯坦市场是按照美标生产的钢筋，钢筋采用绑扎方式固定。

3.2.1 安全管控重难点

（1）各层操作平台必须可伸缩以满足双层钢筋网的安装;

（2）钢筋制安属于高空作业，作业人员需系挂安全带，但安全带应可移动，以满足施工需求。

3.2.2 管控措施

（1）根据双层钢筋安装需要，钢筋制安台车各操作层设置可伸缩式操作平台。主要采用在型钢上焊接钢套管，里面穿插钢管作为平台支撑，从而保证操作平台可伸缩。

（2）在各操作层设置可移动式安全带悬挂装置。导流洞施工中在台车操作层顶部焊接钢管作为安全带悬挂处，使安全带易悬挂，同时安全带应可移动，便于施工。严禁将安全带悬挂在钢筋上。

（3）钢筋制安过程中，严禁在钢筋上攀爬。钢筋安装作业人员必须配备手套，钢筋打磨除锈时，应佩戴防尘口罩。

（4）钢筋制安中需移动台车时，台车上所有作业人员须全部撤离，台车就位锁定后方可安排人员进行作业。

（5）钢筋制安过程中，须保证所有操作层照明充足，台车底部安排专人警戒。

（6）台车通道区域周边粘贴反光条，防止运输车辆及机械设备行车中碰撞台车。

3.3 混凝土浇筑

导流洞边顶拱衬砌混凝土浇筑采用混凝土地泵泵送混凝土入仓，混凝土坍落度160～200 mm，混凝土初凝时间8～12 h等。混凝土采用分层浇筑，两侧对称浇筑，为保证浇筑密实，要求振捣人员入仓振捣。

3.3.1 安全管控重难点

（1）罐车运输安全风险高;

（2）混凝土浇筑时，须保证钢模台车的稳定;

（3）為保证浇筑质量，浇筑过程中人员需入仓振捣，仓内为密闭空间，通风条件差。

3.3.2 应对措施

（1）罐车一般倒退进洞，浇筑过程中，混凝土罐车洞内运输时控制行车速度不大于5 m/min，安排专人指挥行车。罐车车尾应装置警示灯，运输过程中遇行人应停车避让。

（2）为保证浇筑过程中台车的稳定，需确保：①严格按照两侧对称浇筑的方式进行混凝土浇筑;②仓号内两侧设置混凝土溜筒，防止混凝土入仓过程中撞击台车;③混凝土泵管须固定牢靠，浇筑过程中不允许泵管发生晃动。

（3）入仓振捣人员须佩戴绝缘手套。考虑到仓号内通风条件差，振捣人员连续作业4h应更换休息，在台车上加设风扇等通风设备。由于仓内空间相对封闭，振捣人员须佩戴耳塞。

4 结 语

巴基斯坦卡洛特水电站完成导流洞衬砌混凝土浇筑，历时1 a。通过参建各方的共同努力，严格落实各级安全检查制度和台车验收制度，严格落实班前会，定期进行作业人员安全教育培训，现场施工中严查安全隐患，发现安全隐患及时督促整改，确保了导流洞衬砌混凝土施工安全零事故。

（编辑：唐湘茜）

Key points of safety protection in lining concrete construction of hydraulic circular tunnel

ZHOU Wanchang， CHEN Weimin

（Yangtze Three Gorges Technology and Economy Development Co.，Ltd.，Beijing 100038， China）

Abstract： In hydropower projects， large hydraulic tunnels generally include diversion tunnel， headrace tunnel and flood discharge tunnel and most of them are lined with reinforced concrete. Due to large cross-section， high-altitude operation， the lining construction safety risk of large cross-section hydraulic tunnel is prominent. In the light of the concrete lining construction of diversion tunnel of Karot hydropower station in Pakistan， this paper mainly summarizes the construction scheme of lining concrete of large cross-section hydraulic tunnel from the three aspects of crane hoisting， steel bar processing and installation and concrete pouring to provide a good guidance for the safety protection of concrete lining construction of large cross-section hydraulic tunnel.

Key words： lining concrete; hydraulic tunnel; diversion tunnel; safety protection; Karot Hydropower Station; Pakistan