南水北調(diào)中線穿黃工程穿黃隧洞內(nèi)襯邊頂拱施工技術(shù)總結(jié)與啟示-2019年精選文檔

1、南水北調(diào)中線穿黃工程穿黃隧洞內(nèi)襯邊頂拱施工技 術(shù)總結(jié)與啟示一、工程概況穿黃隧洞位于河南省鄭州市以西 30km處孤柏山彎橫穿黃 河。穿黃隧洞由由南、北岸豎井、過河隧洞和邙山隧洞組成。穿 黃隧洞全場4250m北岸豎井井深50.5m,過河隧洞長3450m, 南岸豎井井深39.5m，邙山隧洞水平投影長 800m穿黃隧洞為全圓斷面，內(nèi)徑 7.0m，外徑8.7m。隧洞襯砌由 內(nèi)外兩層組成，內(nèi)、外襯之間設(shè)排水墊層。外襯采用先進的泥水 加壓盾構(gòu)掘進， 7 塊鋼筋混凝土預(yù)制管片錯縫拼裝，采用 C50 高強防水鋼筋混凝土，管片厚 40cm,環(huán)寬1.6m;內(nèi)襯采用現(xiàn)澆 法施工（二次襯砌），為后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土整

2、體結(jié)構(gòu)，采 用C40W12F20預(yù)應(yīng)力混凝土，厚45cm,標(biāo)準(zhǔn)分段長度為9.6m 預(yù)應(yīng)力錨索間距為45cm,每束由12根預(yù)應(yīng)力鋼絞線集束而成。 底部為便于運行期檢修車輛通行,底部設(shè) 3.1m 寬平臺。隧洞內(nèi) 襯共分為 454 段進行澆筑。二、工程難點南水北調(diào)穿黃隧洞內(nèi)襯邊頂拱工程 2011 年 2 月具備施工條 件,但考慮內(nèi)襯邊頂拱為薄壁砼結(jié)構(gòu)且有排水墊層、 21 條波紋 管、21 個預(yù)留槽模板等內(nèi)部構(gòu)件,降低了砼的流動性,進行了 多達8次的地面、地下模型試驗，修改 C40砼級配為一級配，灌 注砼采用頂沖法（考慮能較好排氣），但砼澆筑均未完全成功， 各種質(zhì)量問題仍然存在。 經(jīng)行業(yè)專家及企業(yè)內(nèi)部

3、經(jīng)驗匯總， 放棄 傳統(tǒng)鋼模臺車以附著式振動器振動為主的施工工藝， 改用以“插 入式振搗器振搗為主， 附著式為輔”的施工工藝， 對原有鋼模臺 車進行改裝窗口設(shè)計，最終獲得成功。長距離深埋狹長隧洞豎井垂直吊運、 洞內(nèi)水平交通運輸組織 是施工另一大難點。三、砼澆筑方案確立穿黃隧洞內(nèi)襯施工在技術(shù)難度大、 組織難度大、 施工難度大、 進度壓力大等困難重重下， 2011年 10 月 21 日22 日第 224 段試 驗段澆筑成功。驗證了我部邊頂拱澆筑方案的正確性及可行性。 即采用以“常規(guī)混凝土澆筑方法，從下向上、從中間向兩側(cè)、左 右對稱均衡布料，左右兩側(cè)布料高差不能超過100cm。從底板至高位槽頂采用 5

4、0-60cm/ 層的布料高度”的多窗口布料方式（整 個臺車布置有 45 個進料口）；采用以“腰線以下采用插入式振 搗為主， 附著式振動為輔， 腰線以上以附著式振動為主”的振搗 方式（附著式振動器每側(cè)共設(shè)置 5 排， 16 個，兩側(cè)共計 32 個）。四、排水彈性墊層施工防排水墊層敷設(shè)采用膠粘法將排水墊層粘貼在管片上。 墊層 分塊鋪設(shè)時，搭接處應(yīng)注意格柵連續(xù)，不得斷開，采用綁扎絲連 接牢固。敷設(shè)時，墊層應(yīng)粘貼平順、平整、牢固，并應(yīng)做到無氣 囊、無破損、不下垂、不鼓包，不留空隙。五、鋼筋制安施工 鋼筋安裝：提前測設(shè)高、低位預(yù)留槽位置，并將其四邊用紅 彩筆明顯標(biāo)識，鋼筋安裝順序為：安裝外層鋼筋架力筋f

5、安裝外層分布筋f穿箍筋（大致固定位置）f安裝加固外層主筋f焊接內(nèi)層架力筋f安裝內(nèi)層主筋（穿于箍筋下）f安裝內(nèi)層分布筋f安裝錨具槽自身的主筋、分布筋及加強鋼筋六、模板加固1、堵頭模板加固 根據(jù)分段縫處的設(shè)計結(jié)構(gòu)形式，銅止水將堵頭模板分為內(nèi)、 外（指銅止水至管片部分）兩部分。我部結(jié)合其它工程經(jīng)驗對不 同部位的模板進行不同的加固形式。（1） 止水與管片間的模板：面板采用厚度為10mm竹膠或塑料面板（面板內(nèi)緊貼2cm硬泡沫板用以補縫）。在頂拱范圍（180° 以上）采用對拉外撐的加固方法。 即兩頭采用螺桿焊接在同一根 分布筋上固定外模，外撐采用在管片手孔回填預(yù)埋鋼筋（22間距1.0m,長度50

6、cm）作為底部支撐筋，環(huán)向采用 10x10cm的 方木與支撐筋固定環(huán)向整體受力（見圖四），在面板的側(cè)面經(jīng)由 水平支撐傳遞在環(huán)向方木上。（2） 止水與臺車間的模板：面板采用 10mm的鋼板，端部采 用螺栓與臺車連接， 外側(cè)用角鋼斜撐。 鋼板與鋼板接頭處采用螺 栓連接，環(huán)向圍囹采用兩根 © 22的鋼筋，豎向圍囹采取在臺車上每個模板接頭處焊接4個“U型卡，中插入2根短鋼管加固 模板接頭處。2、預(yù)留槽處模板預(yù)留槽處模板采用我部加固的定型鋼模板， 預(yù)留槽固定應(yīng)牢 固，防止?jié)仓艜r跑模。3、鋼模臺車抗浮及防移位措施 鋼模臺車的浮力與混凝土的塌落度、 澆筑強度及施工方法有密切關(guān)系。本臺車澆筑時間實

7、際為 1518h 內(nèi)，混凝土初凝時間 8h。 鋼模臺車設(shè)計時已考慮抗浮措施即在鋼模臺車的前后有四 個抗浮裝置， 澆筑砼時將這四個抗浮液壓油缸頂升至管片上； 在 腰線以下砼澆筑過程中嚴(yán)格控制砼澆筑速度且對稱均衡下料， 在 鋼模臺車的四個軌輪上設(shè)置楔子阻止鋼模臺車的前后位移。七、砼入倉及振搗1、入倉布料：我部在臺車上布置了 5 排 42 個窗口，頂拱 3 個窗口（見窗口布置圖五）。采取從左到右，從下向上，逐層下 料，隨層振搗的方法。每層砼入倉采用從對應(yīng)窗口進入，從中間 向兩頭分別布料的方式 （根據(jù)布料情況可調(diào)整） 高位槽以下共布 料 5 層，布料層高 5060cm。超過高位槽箍筋密集區(qū)后，砼流動通

8、道較為順暢 , 左右第四 排窗口及頂拱的窗口均從相應(yīng)中間窗口進行布料。封拱時混凝土泵在一定時間內(nèi) （通過觀察端頭模板上漏漿情況判斷，當(dāng)頂拱處模板漿液充分外流時，判定已澆筑密實，及總 方量法控制）應(yīng)保持一定壓力（不大于8MPa，連續(xù)泵入砼，使混凝土充填密實。2、振搗方式：在第三排窗口以下， 每層按照布料窗口順序下料后利用軟軸 振搗器振搗。特別是鋼筋密集區(qū)、止水及錨具槽位置，采用© 35 型軟軸振搗棒振搗， 混凝土振搗時間以混凝土表面不再顯著下沉 不出現(xiàn)氣泡并開始泛漿時為準(zhǔn)；其它部位采用 © 50 型軟軸振搗 棒振搗。振搗上層混凝土?xí)r應(yīng)將振搗器插入下層混凝土 5 厘米左 右以加

9、強上下層砼的結(jié)合。待每層窗口關(guān)閉后立即啟動高頻振搗器（第一、二、三層振 動器）振動，時間為30s。第四排窗口范圍內(nèi)采用低頻振動器， 分兩次振動，共振動 100s。從頂拱中間泵口下料，當(dāng)剩余15m3時（頂拱至兩側(cè)1.7m范 圍），振動了 90s。當(dāng)封拱完畢時，再振動180s，澆筑完畢。模板上安裝的附著式振動器布置位置見附圖六， 開啟順序為 同排附著式振動器同時開啟。八、砼拆模及養(yǎng)護澆筑完砼后， 1518 小時后拆端頭模板， 24 小時后脫掉鋼模 臺車，脫模后用高壓水槍進行噴濕養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為7d。十、啟示1、內(nèi)襯施工圖設(shè)計工作至關(guān)重要，要抓住細節(jié)及考慮施工 環(huán)境。 1）設(shè)計方案中關(guān)于彈性排水墊層中由于當(dāng)初未考慮施工 操作及安全等原因，造成工期嚴(yán)重滯后（約 350 天）及較大的經(jīng) 濟損失； 2）設(shè)計方案中分段縫的設(shè)置距離端部預(yù)留槽過近（僅 14cm）,當(dāng)初方案考慮欠妥，后期施工難度很大。此處設(shè)計無法 變更，此薄弱環(huán)節(jié)存在后期隱患。 3）設(shè)計分段縫處用銅止水全 圓焊接進行止水， 施工中較橡膠止水帶難度大， 建議以后設(shè)計采 用橡膠止水帶。2、長距離預(yù)應(yīng)力砼隧洞內(nèi)襯施工工序循環(huán)多，洞內(nèi)交叉作 業(yè)多，工期較長，施工組織和洞內(nèi)運輸調(diào)度是關(guān)鍵， 其中材料（鋼 筋、砼等）運輸是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，各工序有效快速銜接是保證進 度的根本。3、內(nèi)襯施工鋼模板臺車周轉(zhuǎn)次