南水北调中线穿黄工程穿黄隧洞内衬边顶拱施工技术总结与启示
南水北调中线穿黄工程穿黄隧洞内衬边顶拱施工技术总结与启示 摘要:南水北调中线穿黄工程穿黄隧洞内衬边顶拱正在紧张有序的施工之中,它所解决的各种施工技术难题对陕西省正在实施的引汉济渭工程具有十分重要的借鉴意义,引汉济渭工程工程号称“陕西省的南水北调工程”,它的建设可缓解关中地区严重缺水制约经济发展的瓶颈问题,因此类比研究南水北调中线下穿黄河隧洞的施工技术,具有重要的现实意义和指导意义。
关键词:南水北调 穿黄隧道 施工 技术 总结
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一、工程概况
穿黄隧洞位于河南省郑州市以西30km处孤柏山弯横穿黄河。穿黄隧洞由由南、北岸竖井、过河隧洞和邙山隧洞组成。穿黄隧洞全场4250m。北岸竖井井深50.5m,过河隧洞长3450m,南岸竖井井深39.5m,邙山隧洞水平投影长800m。
穿黄隧洞为全圆断面,内径7.0m,外径8.7m。隧洞衬砌由内外两层组成,内、外衬之间设排水垫层。外衬采用先进的泥水加压盾构掘进, 7块钢筋混凝土预制管片错缝拼装,采用C50高强防水钢筋混凝土,管片厚40cm,环宽1.6m;内衬采用现浇法施工(二次衬砌),为后张法预应力钢筋混凝土整体结构,采用C40W12F200预应力混凝土,厚45cm,标准分段长度为9.6m。预应力锚索间距为45cm,每束由12根预应力钢绞线集束而成。底部为便于运行期检修车辆通行,底部设3.1m宽平台。隧洞内衬共分为454段进行浇筑。
二、工程难点
南水北调穿黄隧洞内衬边顶拱工程2011年2月具备施工条件,但考虑内衬边顶拱为薄壁砼结构且有排水垫层、21条波纹管、21个预留槽模板等内部构件,降低了砼的流动性,进行了多达8次的地面、地下模型试验,修改C40砼级配为一级配,灌注砼采用顶冲法(考虑能较好排气),但砼浇筑均未完全成功,各种质量问题仍然存在。经行业专家及企业内部经验汇总,放弃传统钢模台车以附着式振动器振动为主的施工工艺,改用以“插入式振捣器振捣为主,附着式为辅”的施工工艺,对原有钢模台车进行改装窗口设计,最终获得成功。
长距离深埋狭长隧洞竖井垂直吊运、洞内水平交通运输组织是施工另一大难点。
三、砼浇筑方案确立
穿黄隧洞内衬施工在技术难度大、组织难度大、施工难度大、进度压力大等困难重重下,2011年10月21日~22日第224段试验段浇筑成功。验证了我部边顶拱浇筑方案的正确性及可行性。即采用以“常规混凝土浇筑方法,从下向上、从中间向两侧、左右对称均衡布料,左右两侧布料高差不能超过100cm。从底板至高位槽顶采用50-60cm/层的布料高度”的多窗口布料方式(整个台车布置有45
个进料口);采用以“腰线以下采用插入式振捣为主,附着式振动为辅,腰线以上以附着式振动为主”的振捣方式(附着式振动器每侧共设置5排,16个,两侧共计32个)。
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四、 排水弹性垫层施工
防排水垫层敷设采用胶粘法将排水垫层粘贴在管片上。垫层分块铺设时,搭接处应注意格栅连续,不得断开,采用绑扎丝连接牢固。敷设时,垫层应粘贴平顺、平整、牢固,并应做到无气囊、无破损、不下垂、不鼓包,不留空隙。
五、钢筋制安施工
钢筋安装:提前测设高、低位预留槽位置,并将其四边用红彩笔明显标识,钢筋安装顺序为:
安装外层钢筋架力筋→安装外层分布筋→穿箍筋(大致固定位置)→安装加固外层主筋→焊接内层架力筋→安装内层主筋(穿于箍筋下)→安装内层分布筋→安装锚具槽自身的主筋、分布筋及加强钢筋
六、模板加固
1、堵头模板加固
根据分段缝处的设计结构形式,铜止水将堵头模板分为内、外(指铜止水至