引水隧洞工程设计与施工

引水系统进/出水口段长68m，进/出水口至闸门井前引水隧洞长80.08m，闸门井段长28.14m，闸门井至调压井前1号隧洞长438.04m，2号隧洞长434.94m，调压井段长28.4m，隧洞段总长1号隧洞长574.66m，2号隧洞长571.56m。

（1）开挖与支护工程。

引水隧洞为圆形断面，开挖直径7.4m，分为上、下两部分进行开挖，底部预留1.4m。上部开挖采用自制造孔台车，手风钻造孔，非电毫秒起爆网络，掏槽采用楔形掏槽，周边采用光面爆破。开挖程序为：引水上支洞施工完成→下游段上半洞洞挖→上游段上半洞洞挖→下半洞开挖。上半洞开挖断面为7.3m×5.9m（宽×高），全部开挖完毕后，反向进行下半洞开挖。对于上半洞，Ⅱ、Ⅲ类围岩采用全断面钻爆掘进，系统支护滞后开挖断面10～15m进行，Ⅳ、Ⅴ类围岩采用全断面短进尺开挖，并及时进行支护。造孔采用自制钻孔台车，手风钻造孔，非电管毫秒微差爆破，开挖石渣采用ZLC40装载机装车，15t自卸车运输至渣场。对于下半洞，采用保护层法（水平预裂）进行施工，下半洞开挖石渣采用反铲装车，15t自卸车运输至渣场。单循环进尺Ⅱ、Ⅲ类围岩情况下循环进尺2.5m，Ⅳ、Ⅴ类围岩循环进尺1.8m。上半洞全断面爆破参数为：手风钻钻光爆孔孔深1.6～3.0m，孔径42mm，孔间距0.5～0.6m，线装药密度120～150g/m；掏槽采用斜眼掏槽，掏槽孔孔深1.8～3.3m，孔径42mm，孔间距0.6m；主爆孔孔深1.6～3.0m，孔径42mm，孔间距0.8m，排间距1.0m。爆破网络采用由内至外逐圈起爆，底孔预裂爆破，顶孔、侧墙孔光面爆破。下半洞爆破参数为：手风钻钻光爆孔孔深4.0m，孔径42mm，孔间距0.6m，线装药密度120～150g/m；主爆孔孔深4.0m，孔径42mm，孔间距1.2m。爆破网络采用底孔光面爆破，主爆孔微差爆破。根据实际开挖进度统计，1号引水隧洞开挖平均开挖日进尺2.2m，2号引水隧洞开挖平均开挖日进尺2.7m。

（2）混凝土浇筑。

1号引水隧洞混凝土在上支洞上游侧采用针梁式钢模台车，在上支洞下游侧采用拱架组合模板施工。主要采用一台针梁式钢模台车施工，钢模台车自重约52.5t，针梁长19.5m，分为5个标准节，每节长3.9m，由螺栓连接，以便于在洞内运输。模板长9.1m，分为5节，每节长1.8m，端头节增加100mm翻沿，模板面板为6mm厚钢板，肋板为8mm厚钢板，各节由螺栓拼连成整体。针梁与模板通过梁套相连，其间为滑动穿行。针梁两端分别设两个钢支腿，每个钢支腿内设一个25t液压缸，以负责台车的升降，模板收拢与打开由8个5t液压缸操作。为了减少基础的清理难度及防止基岩风化，在开挖交面后随即进行岩石清理，浇筑垫层混凝土，垫层混凝土浇筑面低于底拱衬砌线2～3cm。安装完成后的引水隧洞针梁式钢模台车就位如图6.2.1所示。

图6.2.1　引水隧洞针梁式钢模台车就位

针梁式钢模台车操作程序如下：缩回针梁两端钢支腿→拉出针梁上的卷扬机钢丝绳，绕过前端支腿上的滑轮与模板相连，启动针梁上的卷扬机牵引针梁至下一衬砌段→伸出钢支腿并调整针梁，使针梁中线与洞轴线相重合，并使支腿受力可靠→拆除模板加固丝杠及底部楔模→依次回缩模板上的8个液压缸，从而依次完成底模、侧模脱模→收缩钢支腿使针梁下降，同时带动模板下落，而使顶模在自重作用下脱模→启动针梁上的卷扬机牵引模板移动到下一浇筑段→升降钢支腿，使顶模板达到设计高程后，再依次打开底模、侧模至设计半径，并进行测量监测→安装及调整各加固丝杠→搭设脚手架支立端头模板。钢模台车在洞内闸门井渐变段部位安装，安装顺序为：针梁→钢支腿→顶模→侧模→底模→液压系统→调试及试运行。(www.xing528.com)

混凝土入仓采取搅拌运输车运至施工部位后，再由混凝土泵从进料口泵送入仓，进料口同时兼作振捣窗口，视混凝土上升高度将其逐层关闭，浇筑时左右两侧均衡上升，高差控制在0.5m以内。封底拱时从一侧下料另一侧引料，并加强振捣以保证气泡排出充分。拱顶混凝土采用预埋管进料，进料由里向外进行，并且通过堵头模板上开设的监视窗口实时监视混凝土的入仓情况，既要保证最大限度地浇满仓号，又要防止“爆仓”。对拱顶部位有较大深度超挖的，在此处及其他部位预埋通气管及检查管，以保证能最大限度地浇满仓号。混凝土振捣以φ100插入式振捣棒振捣为主，局部采用φ50软轴振捣棒，台车模板辅以附着式振捣器，防止出现漏振。在混凝土浇筑过程中派专人加强模板的变形观测、防止钢模发生上浮及侧移，并随时注意堵头模板的情况，对模板与岩面间出现的砂浆漏失及时封堵，以保证施工质量。混凝土下料时在仓内用橡胶软管接泵管，人工拖动橡胶软管向左右方向调整，以避免出现下料集中。顶拱下料时泵管从顶拱水平进入仓内用90°弯管向两边分岔，泵管布置于外层钢筋上。采用退管法进行下料浇筑施工，仓内的泵管采用1m左右的短管，以便于拆、接。

2号引水隧洞衬砌混凝土在上支洞上游侧采用钢模台车浇筑，在上支洞下游侧采用拱架组合模板施工。钢模台车浇筑部分引水隧洞衬砌混凝土分两层施工，第一层采用拉模先浇底拱90°范围（图6.2.2），底部54°范围不立模，安装活动样架抹光成型，两侧各18°范围用多块50cm×120cm的单元弧形小模板组合立模，每块小模板可单独拆除；第二层边顶拱，采用钢模台车浇筑（图6.2.3）。

图6.2.2　引水隧洞底拱90°范围浇筑剖面示意图（单位：mm）

图6.2.3　引水隧洞钢模台车浇筑剖面示意图（单位：mm）

钢模台车按9.3m制作，分3节制成，节间用螺栓连接，6m段施工时，去掉一节模板。底拱拉模体面板由4mm厚的热轧钢板制作，面板之间采用“U”形卡连接，面板与桁架采用勾头螺栓连接，桁架主要采用[10、[5槽钢制作，桁架榀中间剪刀撑采用50mm等边角钢制作。行走轮布置于桁架上悬杆两端，单边布置3个行走轮，轨道采用10号工字钢组焊钢条制作，分成3m一段便于装拆，轨道横担采用75mm等边角钢锚固入基岩，再采取斜向钢支撑增加稳固性。现场备方木置于桁架下部采用钢丝绑定牢固形成模面平台，用卷扬机（或手拉葫芦、电动葫芦）作为牵引装置，最小牵引力10tf。钢模台车面板采用4mm厚的热轧钢板制作，单块尺寸为1500mm×475mm×55mm，模板压底拱老混凝土面100mm左右，个别面板上开振捣口，单块模板重46kg。钢拱架采用8号槽钢和φ48钢管组合焊接制作，与面板之间采用勾头螺栓进行连接，1.5m长度方向共布置3榀钢拱架，单榀钢拱架重量60kg。模板支撑采用钢桁架，间距1.5m，桁架之间设剪刀撑。为便于人工装拆，桁架各杆件之间采用螺栓连接，顶拱模板系统采用可调顶托支撑在钢桁架上，侧模系统采用可调丝杆支撑在钢桁架上。

钢模台车的循环时间计划约为5天（钢模台车就位、堵头模板安装18h，混凝土浇筑24h，混凝土等强72h，拆模清理等6h，合计约120h）。根据引水隧洞衬砌混凝土浇筑工期统计，1号引水隧洞共53个浇筑段，平均7.5天浇筑一段；2号引水隧洞共53个浇筑段，平均8.2天浇筑一段。