引水发电隧洞是为水利工程水库发电服务，一般情况下，需在水库上游建立引水发电隧洞，作为将水流动能转化为电能的主要载体。在引水发电隧洞的施工中，为实现水流动能及电能的有效转化，混凝土衬砌技术在其施工中必不可少。

一、工程概述

某引水发电隧洞由渐变段、上平洞、调压井、斜井弯段、下平洞等组成，属圆形断面。根据实际情况，对引水隧洞进行了混凝土衬砌，经混凝土衬砌施工，衬砌厚度控制在50cm，保证衬后洞径8m。此外，地下水位线除进口段较洞底板低外，其它洞段地下水位线均高于洞身。其中，引水发电隧洞的永久衬砌有两种形式，即砼衬砌、永久锚喷支护。混凝土衬砌厚度0.5m，衬砌后为圆形断面，净空直径6.5m，其余洞段采用系统挂网喷C20混凝土永久支护。

二、引水发电洞混凝土施工难点

1、工程为过水隧洞，混凝土表面受水流冲刷、侵蚀作用强，整个衬砌结构常年处于饱水状态，设计使用寿命长；整个工程穿越多个不良水文地质和工程地质条件地段，隧道所在区有地下水，地表径流、潜水和承压水，特别是几处破碎带更是地下水富集带，大多隧道位于地下水位线下，这就要求混凝土具有良好耐磨性、抗渗性和耐久性。施工中应重点防止蜂窝、麻面等常见质量问题的发生，经合理设计混凝土配合比，采用适当施工工艺控制混凝土裂缝的生成，做好隧道防排水系统的设计及施工，避免渗漏水。

2、因混凝土衬砌台车的封闭结构，台车底部和拱腰处开有若干工作窗，便于振捣，仓内空间小，内层钢筋密集，施工人员无法进入仓内振捣，特别是对顶拱部位振捣难度大，若漏振会导致混凝土结构不密实，影响结构物强度和耐久性，甚至造成隧道内大规模渗水；施工周期长，需长时间连续浇筑混凝土。

3、结构复杂，不规则模板使用量大，施工质量要求高。引水发电隧洞过流面为过流曲线表面，有大量曲面模板，型体复杂，施工工艺质量要求高。

4、薄壁混凝土作业量大，施工困难。引水发电隧洞衬砌属于薄壁结构，空间大、体积小、钢筋密集、模板复杂、浇筑困难。

5、隧洞内交通、材料搬运困难，人员投入大引水发电隧洞和施工支洞内空间有限，车辆频繁聚集，需专人指挥交叉口；同时，隧洞内不能使用起吊设备，混凝土浇筑材料运输需人工搬运，人员投入大。

6、工期紧，施工中存在交叉作业，进水口开挖由于征地和相邻标段施工干扰而严重滞后工期，使引水发电洞上平段混凝土施工必须与进水口混凝土施工交叉作业，施工干扰大。

7、混凝土的施工和压力钢管安装相互影响，施工干扰大。引水发电隧洞下平段混凝土衬砌施工与压力钢管安装同步进行，洞内需钢管与混凝土运输，现场施工干扰大，影响了施工进度。

三、引水发电隧洞混凝土衬砌及支护施工技术

1、隧洞混凝土衬砌施工技术。混凝土衬砌施工前，施工人员必须确保提前准备好施工所需所有材料。其中，对于混凝土的衬砌过程，工作人员必须加强对水泥、砂石料、止水材料等各种原材料的质量控制，确保每种原材料的质量和配比规格符合相应施工要求，并且需检测试验各材料，将试验报告提交给监理部门审核。

①基础面处理、垫层砼浇筑。底板先用反铲基础初清，然后用反铲人工配合细清，人工清撬除松散岩体并用风或水冲洗干净。边顶拱采用钢筋台车人工清撬除松散岩体，超前检查处理局部欠挖。

②钢筋制安。钢筋绑扎安装顺序是：架立筋安装、放样划线、绑扎钢筋、垫撑铁及预留保护层、检查校正钢筋位置、尺寸、固定预埋件等，预先准备好钢筋安装顺序。

③止水及灌浆管安装。在永久缝处设651型橡胶止水带，立堵头模板时，将651型橡胶止水带置于设计位置并用钢筋固定。安装时止水带不得损坏，浇筑时不得移动或折皱止水带。

④模板。隧道底拱混凝土衬砌时，需采用组合拼装针梁钢模，确保模板长度与衬砌混凝土分段长度一致。针梁钢模定位后，施工人员应根据事先测量放样的洞中心线调整针梁钢模位置，以便准确定位钢模台车。钢模台车定位后，施工人员应锁定卡轨器，及时交替启动垂直、侧向油缸，确保模板安装位置与施工设计相匹配。

送浆管埋设工序时，施工人员应加强对混凝土上下接缝的检查和控制，确保其紧密连接。采用斜撑施工方法，确保模板安装稳定性、安全性、准确性，模板安装后，及时下降垂直油缸，使模板与托架分离，以便堵头板的安装和止水，确保堵头板位于岩面上方，并通过斜撑顶紧悬臂端。最后，在安放基脚模板时，使用木撑确保基脚与边墙模板紧密相连，并确保垫木外侧与其下部贴紧。

⑤混凝土运输、下料、浇筑

⑴混凝土拌和。搅拌混凝土时，要确保砂石料符合施工要求，并将其与相应的混凝土原材料配比、设计以及砂石料试验成果提供的相应配料单称量拌和，拌和时严格控制器拌与所用时间，以确保混凝土拌和均匀。

⑵混凝土运输入仓与振捣。一方面，使用自卸车将其运输到混凝土泵机，经泵送入仓。另一方面，使用机械振捣，在底部和顶部用附着式振捣器振捣，并在边墙两侧插入振捣器振捣，以确保混凝土不再下沉，不出现气泡，并开始泛浆。

⑶混凝土浇筑施工。底拱混凝土泵送入仓，人工平仓，插入式振捣。导管先接到底拱中部，进行不立模部位浇筑，自下而上分层浇筑，厚度为30～40cm，上升速度底拱不大于0.5m/h，边墙不大于0.5m/h，顶拱不大于0.4m/h，以避免模板变形或向一侧倾斜。中部浇筑完后，进行两侧浇筑，使混凝土从两侧模板向中部挤压，将泵管调整到中部，将不够的砼量补浇完成，然后调至两侧浇筑。中部浇筑完成后，采用人工抹面刮平，保证其结构体型。边顶拱混凝土用泵送入仓，人工平仓，并用插入式和附着式振捣器振捣。在两侧边拱以下由预留窗口入仓，再入溜槽分送到仓面各部位，根据实现，仓面加挂溜筒，以确保混凝土下料高度小于1.5cm。

⑥脱模、拆模、养护

⑴脱模及拆模。当衬砌混凝土达到拆模强度时，先拆除堵头板与接缝模板伸缩杆，然后拆除侧向千斤顶及其油缸机械锁插销，以及油缸与模板连接，以确保台车与模板完全脱离。顶升托架与模板连接，将侧向油缸与模板连接。拆除模板收拢铰及翻转铰处对接螺栓，收挂翻转模板，下降垂直油缸，将模板与衬砌混凝土完全脱离。

⑵养护。脱模后混凝土必须严格养护，保证抹面平台及时喷水养护。若刚脱模的混凝土表面只有少量气泡及细孔，可用抹子抹平压光，若有麻面可用水泥砂浆抹面修补。

2、支护施工技术

①锚杆施工。锚杆施工采用简易台架、手风钻钻孔、砂浆现场拌制、注浆机注浆、锚杆在钢筋加工厂制作、自卸车运至施工现场、人工安装。锚杆钻孔孔位、角度和深度严格按设计图纸施工，并严格控制质量。锚杆的安装长度与砂浆饱满度必须符合设计要求，锚杆安插用“先注浆后安装锚杆”程序进行。砂浆凝固前，严禁碰撞、摇动锚杆，锚杆达到使用年限后，应按规范要求拉拔试验抽检。

②喷砼及挂网施工。施工前，应根据规范进行喷砼生产试验，以确定喷射作业参数。喷砼材料用早强普硅32.5水泥、硬质中砂或粗砂，细度模数控制在2.2～3.0，料径小于15mm坚硬小卵石，加速凝剂。混凝土配合比由试验室确定，并经监理工程师批准后方可使用。

混凝土喷射作业按分段分片进行，自上而下，先边墙后顶拱，边墙按4～6cm一层施喷，顶拱3～5cm分层施喷，后一层在前一层混凝土终凝后进行，若超过1h再喷射，则先用风和水清洗喷层面。混凝土初喷后，进行锚杆施工和钢筋网安装，安装完后，再分层复喷至设计厚度。

参考文献：

[1]曲明庆.浅谈引水隧洞混凝土衬砌及支护施工技术[J].建筑与工程，2016(01):312-313