雙氣囊封端施工工藝在輸水隧洞襯砌施工中的運(yùn)用探析

永泰長榮

為防止二次襯砌施工縫在使用期產(chǎn)生滲漏，文章運(yùn)用雙氣囊封端施工工藝對(duì)輸水隧洞襯砌進(jìn)行施工，工藝應(yīng)用結(jié)果表明，在輸水隧洞襯砌施工中運(yùn)用雙氣囊封端施工工藝，改善了傳統(tǒng)工藝的弊病，保障了用水安全，節(jié)約了大量維修成本。關(guān)鍵詞：輸水隧洞；襯砌施工；雙氣囊封端

近年來我國水工隧洞建設(shè)事業(yè)取得 突破性進(jìn)展，但在后續(xù)運(yùn)營過程中部分 水工隧洞仍在施工縫處暴露出滲水的弊 病，為隧洞運(yùn)營埋下質(zhì)量隱患。雙氣囊 封端襯砌施工工藝具有成型質(zhì)量好、操 作便捷度高、成本低廉等性能優(yōu)勢(shì)，在此 類工程項(xiàng)目中具有良好應(yīng)用價(jià)值。
1  工程概況
以某輸水隧洞襯砌施工項(xiàng)目為例， 該項(xiàng)目中泄洪洞設(shè)計(jì)全長為505m, 縱  坡為0.0159。隧洞起點(diǎn)與進(jìn)水口放水 塔連接，中心標(biāo)高為867.4 m;至樁號(hào)泄  0+031 .695m 段為明渠段，中心標(biāo)高為  864.068m; 樁號(hào)泄0+031.695m～0+   065.448m 段為龍?zhí)ь^段，中心標(biāo)高為  853.003m; 樁號(hào)泄0+163.986m 處轉(zhuǎn)彎  至泄0+300.121m 段為平曲線段，半徑  為150m;至樁號(hào)泄0+處出口，中心標(biāo)高  為  845.400 m 。 該  隧 洞  采 用  C35F6200W6  混凝土襯砌，襯后直徑長  6.8m, 鋼筋混凝土襯砌厚度為0.8m,工  程量統(tǒng)計(jì)結(jié)果如右表所示。
2  雙氣囊封端施工工藝在隧洞襯
砌施工中的具體應(yīng)用
2.1工藝原理
以往在水工隧洞襯砌施工環(huán)節(jié)，主 要采用安裝環(huán)向中埋式橡膠止水帶的施 工工法，用于在相鄰兩模襯砌的施工縫處進(jìn)行封閉處理，防范出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象"。 但該工藝在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)易留下較多板  縫，增加施工縫滲水與混凝土漏漿概率， 并且需將止水帶進(jìn)行90°彎折，易引發(fā)  止水帶變形、位移甚至破損問題。對(duì)  此施工方采用雙氣囊封堵襯砌施工技術(shù)  取代原有工藝，引入一種隧洞二次襯砌 施工雙氣囊堵頭裝置(裝置立面如下圖  所示)。該裝置主體部分由橡膠氣囊這  一彈性材料組成密閉體，在氣囊內(nèi)部存  有一定量的壓縮空氣用于抵抗混凝土壓  力，便于與接觸體的不規(guī)則表面實(shí)現(xiàn)有  效契合，防范出現(xiàn)混凝土漏漿問題。在  鄰近內(nèi)側(cè)氣囊處設(shè)有擋板起到固定作  用，待向氣囊內(nèi)部充氣后實(shí)現(xiàn)對(duì)襯砌端  頭的封閉處理，隨后澆筑混凝土，待混凝  土凝結(jié)后將氣囊內(nèi)部氣體放出，實(shí)現(xiàn)二
主要工程量統(tǒng)計(jì)

項(xiàng)目名稱	具體數(shù)量
C35混凝土襯砌 C15外包回填混凝土	11335m
一級(jí)鋼制安	19.202t
二級(jí)鋼制安	959.9t
回填灌漿	4169m
隧道固結(jié)灌漿	4710m
止水帶	4364m
止水銅片	224m

橡膠氣囊封端立面圖

者脫離，完成襯砌施工。
2.2施工準(zhǔn)備
在施工前做好材料與設(shè)備的管理工 作，運(yùn)用新工藝所需使用的原材料包含 厚12mm  的651B 型橡膠止水帶，在中 心變形型止水帶的各翼板上分別設(shè)有至 少2個(gè)帶肋，封端在靠近臺(tái)車、貼圍巖兩 處分別使用方形、圓形橡膠氣囊，搭配夾 具式槽鋼擋板，完成一體矩形鋼管夾具 套的焊接，并插入8#槽鋼、安裝緊固螺 母及螺釘，完成夾具整體組裝。在施工 設(shè)備配置上，包含1臺(tái)HBT-80  混凝土 輸送泵、3輛9m3混凝土罐車、1套9m全 圓液壓針梁式鋼模臺(tái)車、8臺(tái)GPZW-150附著式振搗器、3套φ70插入式振搗棒以及1臺(tái)ZW0 .08/7 空壓機(jī)。在正式 施工前，結(jié)合泄洪洞的洞身斷面特征、洞 內(nèi)平曲線段半徑尺寸等參數(shù)，由施工方 預(yù)先完成一套一模9m長的全圓針梁式 組合鋼模臺(tái)車的加工制作，在洞開挖完 成前將臺(tái)車進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行組拼與試運(yùn)行，為 后續(xù)施工的順利實(shí)施提供保障。
2.3施工技術(shù)要點(diǎn)
2.3.1臺(tái)車進(jìn)場(chǎng)就位
將施工前期制作安裝的臺(tái)車運(yùn)送至
施工現(xiàn)場(chǎng)，借助行走系統(tǒng)將臺(tái)車移動(dòng)至 襯砌施工處，分別利用水平、豎直兩個(gè)方 向上的支撐腳進(jìn)行針梁、套梁的固定處  理，將臺(tái)車兩端底座支撐起來，調(diào)整兩側(cè) 邊模與頂模位置，并利用全站儀進(jìn)行泄 洪洞軸線的測(cè)定，選用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程 的測(cè)設(shè)，完成模板斷面的逐步調(diào)整，借助 千斤頂將針梁頂緊，保證獲得良好的支 撐效果。隨后利用行走機(jī)械進(jìn)行臺(tái)車位 置的調(diào)整，采用千斤頂調(diào)整臺(tái)車兩側(cè) 3cm 以內(nèi)部分，針對(duì)其余部分可適當(dāng)調(diào) 整軌道位置，通過調(diào)節(jié)垂直油缸實(shí)現(xiàn)對(duì) 模板高度的調(diào)平，待觀察到模板就位后 及時(shí)架設(shè)支撐絲杠，利用銷子和螺栓進(jìn) 行邊模、底模的定位與緊固處理，防止結(jié) 構(gòu)產(chǎn)生位移。待完成臺(tái)車位置的調(diào)整 后，需根據(jù)預(yù)先測(cè)放的控制點(diǎn)進(jìn)行臺(tái)車 整體結(jié)構(gòu)與位置的檢查，確保中心、高 程、襯砌坡度等指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，且 鋼筋定位精度、保護(hù)層厚度等指標(biāo)均達(dá)

標(biāo) 。
2.3.2止水帶固定安裝
待臺(tái)車進(jìn)場(chǎng)就位后，由現(xiàn)場(chǎng)施工人 員選用q8 鋼筋制成彎曲鋼筋卡，鋼筋卡 兩端呈 U 型、全長為600mm, 用于將止 水帶進(jìn)行固定。在止水帶安裝環(huán)節(jié)，先 以襯砌鋼筋骨架為基準(zhǔn)，將鋼筋卡的一 端與鋼筋骨架進(jìn)行固定連接，隨后將橡 膠止水帶插入鋼筋卡的中部位置，使鋼 筋卡的另一端恰好位于兩氣囊之間，完 成止水帶的安裝。在安裝過程中，施工 人員應(yīng)確保嚴(yán)格遵循《水工建筑物止水 帶技術(shù)規(guī)范》(DL/T5215-2005) 文件要 求，控制好輪廓線的順直度，將止水帶搭 接寬度至少設(shè)為10cm, 選用熱壓硫化 膠進(jìn)行接頭部位的連接處理，確保其抗 拉強(qiáng)度至少為母材的90%,并且注意檢 查止水帶的外觀質(zhì)量，做好劃傷、破損部 位的修補(bǔ)叫。
2.3.3橡膠氣囊安裝
依據(jù)“先內(nèi)后外”的順序進(jìn)行橡膠氣 囊的安裝，選取臺(tái)車鋼模端的環(huán)向支架  進(jìn)行內(nèi)側(cè)氣囊的安裝，將氣囊平放在指  定位置，向氣囊內(nèi)充入適量的壓縮氣體， 選取混凝土強(qiáng)度等級(jí)一致的墊塊與襯砌

鋼筋進(jìn)行牢固綁扎，起到防護(hù)氣囊、避免  刺穿作用。待內(nèi)側(cè)氣囊安裝就位后，及  時(shí)調(diào)整止水帶，確保其環(huán)向輪廓的圓滑  順直，使止水帶平整固定在內(nèi)側(cè)橡膠氣  囊上。在外側(cè)氣囊安裝環(huán)節(jié)，選取中埋  式橡膠止水帶、圍巖間隔部位進(jìn)行外側(cè)  氣囊的安裝，在安放氣囊的過程中，選取  8#槽鋼擋板插入位于臺(tái)車頂部的矩形鋼  管夾具套中，使擋板外觀與圍巖面實(shí)現(xiàn)  緊密貼合，并選用螺釘進(jìn)行連接緊固處  理，完成外側(cè)橡膠氣囊的安裝。待完成  內(nèi)外兩側(cè)氣囊的安裝后，開啟進(jìn)氣閥門， 借助空壓機(jī)向氣囊內(nèi)部充入壓縮空氣， 在充氣過程中注意及時(shí)觀測(cè)壓力表的氣
壓值數(shù)據(jù)變化情況，待氣壓值達(dá)到使用 壓力條件后，將進(jìn)氣閥門關(guān)閉，完成充氣 作 業(yè) ：
2.3.4混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)
在澆筑作業(yè)前，借助混凝土罐車將  混凝土運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用泵送模式  保證混凝土的連續(xù)足量供應(yīng)。以臺(tái)車上  預(yù)留的各工作窗口為基準(zhǔn)，將混凝土入  模，依照30m2/h的速度沿輸水隧洞兩側(cè)  同時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)，在澆筑過程  中注意隨時(shí)觀察混凝土液面的上升速  度，并且依據(jù)40cm 的厚度進(jìn)行混凝土  的分層振搗，控制好振搗棒的插入速度  與深度，將振搗時(shí)間控制在30s 左右，堅(jiān)  持快插慢拔原則，防止出現(xiàn)漏振問題。 待觀察到混凝土液面靠近拱腰處時(shí)，應(yīng)  適當(dāng)減緩澆筑速度，避免引發(fā)臺(tái)車模板  上浮錯(cuò)位問題，將混凝土灌注高度差控  制在0.5m以內(nèi)。在拆模環(huán)節(jié)，施工人員  需明確允許拆模強(qiáng)度指標(biāo)，依據(jù)5.0MPa   的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拆模作業(yè)，先將橡膠氣

囊內(nèi)的氣體釋放出，取下?lián)醢?、使氣囊?離；再將螺旋支撐千斤頂松開，啟動(dòng)液壓 系統(tǒng)，使頂模有效脫離；接下來將側(cè)向千 斤頂、收縮側(cè)向液壓油缸分別拆除，使側(cè) 模脫離，與此同時(shí)將垂直油缸降下，促使 模板完全脫離襯砌混凝土。待完成混凝 土澆筑與拆模作業(yè)后，要求施工人員在 混凝土初凝前進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，選用半自 動(dòng)噴淋系統(tǒng)將混凝土表面灑水潤濕，確 保養(yǎng)護(hù)時(shí)長至少為28d。
2.4質(zhì)量控制措施
在該項(xiàng)目中使用到雙氣囊封堵襯砌 施工技術(shù)，需重點(diǎn)做好氣囊質(zhì)量的控制 工作，在使用氣囊時(shí)將其伸開平放，在鋼 筋綁扎、焊接環(huán)節(jié)注意做好周圍氣囊的 保護(hù)工作，防止因氣囊被劃傷造成后續(xù) 澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)的混凝土泄漏問題。
3  結(jié) 語
總體來看，通過將雙氣囊封堵襯砌  施工工藝應(yīng)用于輸水隧洞襯砌施工中， 能夠有效改善傳統(tǒng)工藝弊病，拆模后可  觀察到封端部位的混凝土表面平整、施  工縫部位的混凝土均勻密實(shí)，并且有效  規(guī)避滲漏水問題的發(fā)生，為同類型隧洞  工程襯砌施工作業(yè)提供寶貴借鑒經(jīng)驗(yàn)。



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