带渣浇筑混凝土底板在漫松引水洞中的应用

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1、工程施工东北水利水电2010年第1期[文章编号】1002-0624(2010)Ol一0o46一(】3带渣浇筑混凝土底板在漫松引水洞中的应用张晓光．徐海岩(1．松江河发电厂，吉林抚松134500；2．松辽水环所，吉林长春130021)[摘要]水工隧洞混凝土衬砌施工底板石渣清理施工工序非常繁琐，特别是最后阶段需要人工进行细致清翘、冲洗并排除污水，费时、费力。而且采用钻爆法开挖的隧洞底板普遍存在超挖现象，需要使用混凝土对超挖部位进行回填。增加工程投资。松江河梯级水电站松山引水工程的漫松引水洞工程长12588．52m，为加快工程进度、节省工程投资、降低施工难

2、度．在部分地质条件较好的洞段采用了带渣浇筑混凝土底板的技术，并取得了较好的经济效益和社会效益。本文通过工程实例，对带渣浇筑混凝土底扳在本工程中的实际应用进行了总结和探索。[关键词]隧洞；混凝土衬砌；底板；带渣浇筑[中图分类号]TV544[文献标识码]A1工程概况表1漫松引水洞技施设计村砌类型表松山引水工程位于吉林省抚松县境内．是松江河梯级水电站工程5个枢纽之一．属大II型二等工程。枢纽由面板堆石坝、岸坡式溢洪道、漫松引水洞组成．利用12588．52m的引水隧洞将漫江径流引入位于松江河上的小山水电站，增加小山水电站多年平均发电量1．592x10kW·h

3、。松山引水工程设计最大引用流量58．82mVs．最小引用流量29．41m／s。1992年12月11日，主体工程开工：行边顶拱衬砌，然后衬砌底板。由于隧洞洞线较长，1998年9月15日截流，2002年3月30日蓄水，工作面狭窄，交叉作业较多，混凝土衬砌施工进度2002年5月13日漫松引水洞通水。非常缓慢，尤其底板混凝土衬砌需精细清基，每1O2原设计结构型式m段需要2d左右。这与既定通水时间产生了矛盾。建设各方提出对底板混凝土进行优化的设想，漫松引水洞断面为城门洞型。基本内径尺寸初步确定带渣浇注混凝土底板的思路。为5．2rex4．9rD．(宽x高)，由于

4、各种混凝土衬砌结构形式的不同，上述尺寸略有变化，最大内水压力3分析与论证为O．51MPa。漫松引水洞混凝土底板主要为实现以下功能：技施设计阶段漫松引水洞根据围岩地质条件(1)降低底板糙率，提高输水能力；不同分为五种不同型式衬砌结构，详见表1。(2)保护底部围岩，防止围岩进一部风化或冲蚀；I、II型衬砌结构型式见图1。(3)满足检修人员、设备的通行；．，隧洞衬砌分两部分施工，首先采用轻型台车进2010年第1期东北水利水电工程施工取14个断面28个试坑进行试验。以测定底板石渣的干容重、含水率、颗粒组成、石渣厚度。为确定是否采用带渣浇筑底板混凝土方案及采用

5、部位提08供科学依据。从试验成果中得知．全洞石渣容重最寸大值为22．56kN／m3，最小值为17．66kN／m3。石渣厚度最大值为67cm，最小厚度为7cm，平均值为24cm。试验成果见表2。二二二=二==5900．l●●,5带渣浇筑底板结构型式(a)I型衬砌结构图I钢筋混凝土施工阶段为加快工程进度、降低施工难度、节省投资，在部分地质条件较好的洞段采用了带渣浇筑混凝土底板，详见表3。表3带渣浇筑底板混凝土结构类型表l~53100Qt．(b)II型衬砌结构图图1I、Ⅱ型衬砌结构图带渣浇筑混凝土底板结构型式见图2。(4)作为承载结构的一部分保证围岩稳定(

6、Iv，v类围岩整体式衬砌)。由上述功能和工作状态可以看出，除Iv，v类00t'-围岩整体式衬砌以外，其它部位的混凝土底板没有结构要求。要想采取带渣浇注混凝土底板的方案．需要满足以下条件：(1)混凝土底板自身具有足够的强度、刚度和稳定性，在任何工作状态下都不会被破坏；(a)I型衬砌结构图(2)混凝土底板下部的石渣必须有足够的密I钢筋混凝土实度．保证其在水压力作用下对底板有足够的支撑作用。由于漫松引水洞在全洞设置了排水管，通过加设排水管(孔)的方式，释放外水压力，洞内衬砌衬砌结构基本不承受外水压力。因此混凝土底板下部的石渣只要具有足够的密实度，能够为混凝

7、土底板提供均匀的支撑作用即可。lJs3oo．tlj4底板石渣试验(b)II型衬砌结构图要确定底板石渣是否具有足够的密实度，必图2带渣浇筑混凝土底板结构图须通过现场取样试验。原东北勘测设计研究院(现6抗扬压力补充措施中水东北勘测设计研究有限责任公司)科研院于由于底板也需要布置排水孔释放外水压力．2000年对漫松引水洞底板石渣进行试验，全共抽为防止底板下部的石渣中的细颗粒被水流带出，·47·工程施工东北水利水电2010年第1期造成其密实程度不均匀．不能为混凝土底板提供经济效益：由于采用带渣浇筑混凝土底板的均匀的承载力，底板的排水孔采用了具有透水性结构形式

8、，底板混凝土结构以下的超挖部分不必能的软式排水管，间、排距2m，结构形式见图3。使用混凝土回填。减少混凝土9