<摘要：筆者在結合多年的工作經驗，對阿萊瓦水電站導流洞襯砌混凝土施工中所遇到一些問題進行了論述。
　　關鍵詞：水電站；導流洞；施工
　　一、工程概況
　　阿萊瓦水電站位于巴基斯坦西北邊境省Mansehra西部行政區境內，電站裝機容量121MW(60.5MW×2)，電站業主為巴基斯坦水利電力開發署，中國東方電氣集團公司和廣西水電工程局組成的聯營體承擔了該項目的土建和金屬結構標。
　　阿萊瓦水電站導流洞洞身段全長295.832m（進口樁號STA.0+014.729m、出口樁號STA.0+310.561m，不包括進出口喇叭口和出口明洞段），開挖襯砌為馬蹄型，開挖一次支護后上班洞半徑為4.5m。從進口樁號STA.0+14.729m到STA.0+48.737m，洞子為直線段；從樁號STA.0+48.737m洞子開始轉彎，轉彎半徑75m，至STA.0+126.743m止；樁號STA.0+126.743m至出口樁號STA.0+310.561m，洞子為直線段。
　　二、主要施工特點及對策
　　導流洞混凝土襯砌具有施工工期緊、施工強度高、施工難度大、制約因素多、質量要求高等特點。
　　(1)施工工期緊。導流洞原設計只有進口30m和出口20m需混凝土襯砌，在更改為全洞混凝土襯砌后，在保證按計劃節流的情況下，從國內訂購鋼模臺車在時間上已不允許，且鋼模臺車成本較大，在考慮工期的需要和經濟性后，決定全洞采用鋼桁架施工。針對工期緊張的情況,施工要求做到組織精細、周密,各工序銜接緊密,混凝土生產、運輸、泵送、澆筑等快捷、順暢。
　　(2)制約因素多。根據工期要求,導流洞開挖結束前,混凝土澆筑必須開始,兩者不可避免地存在相互干擾;多段同時采用鋼桁架施工，相互間也存在較大的施工干擾。針對上述制約因素,采取的主要措施是:①合理安排各段的施工順序;②在主要交通部位預留通道,最后依次施工。
　　(3)施工強度大。按照導流洞洞身混凝土襯砌施工進度計劃,總襯砌施工工期為3個月，平均為100m/月。為適應此施工強度,在優化施工技術的基礎上,投入了與之相匹配的人力和設備資源。
　　(4)質量要求高。導流洞屬高速水流沖刷建筑物,對混凝土表面的平整度、光潔度等外觀質量都有極高的要求。為此,在施工工藝上必須嚴格、精細,確保混凝土的外觀質量。
　　三、導流洞混凝土襯砌施工措施
　　按施工圖紙和施工的實際，導流洞混凝土襯砌分段進行，每段長度為10m。鋼筋綁扎分兩次完成，第一次綁扎底板和側墻鋼筋，第二次綁扎頂拱鋼筋；混凝土澆筑分三次進行，第一次澆筑底板混凝土，第二次澆筑側墻混凝土，第三次澆筑頂拱混凝土；故模板安裝分兩次完成，第一次安裝側墻模板，第二次安裝頂拱模板。
　　頂拱施工重力由架于蛇形柱和兩側墻混凝土上的槽鋼組合梁承擔，因槽鋼組合梁較重，架設時由起重機械配合，故必須在底板綁扎鋼筋前進行。其施工工序如下：施工放樣（含蛇形柱位置）→立蛇形柱（保證蛇形柱的頂高程）→架設鋼組合梁→綁扎底板和側墻鋼筋（含焊接）→澆筑底板混凝土→安裝側墻模板→澆筑側墻混凝土（含搭設澆筑混凝土的倉面平臺）→立頂拱支撐排架（含搭設綁扎鋼筋和立模的倉面平臺）→綁扎頂拱鋼筋（含焊接）→安裝頂拱模板→澆筑頂拱混凝土→拆除側墻模板→拆除頂拱模板→拆除槽鋼組合梁和蛇形柱→本施工段工作完成。
　　因混凝土澆筑前，蛇形柱和組合鋼梁已架設安裝好，故采用泵機進行混凝土進倉。
　　單個施工段施工進度計劃分析附后,從該施工進度計劃可以看出,導流洞單段施工可分為兩個施工區,進行流水作業。按單區施工人員的最大需求量來按排人員進場。總施工進度由拱頂施工速度制約，故計算拱頂施工工期作為導流洞混凝土的襯砌工期。
　　四、導流洞砼襯砌施工方案計算
　　依據設計，襯砌混凝土時模板的支撐結構為桁架、排架管、架立在兩側邊墻已澆筑混凝土上的槽鋼梁及槽鋼梁下部的蛇形柱。該支撐結構間隔0.75m設置，槽鋼梁采用兩根槽鋼焊合成箱式結構，以作為上部頂拱的支撐平臺，槽鋼梁下部用蛇形柱支撐。因此，可根據0.75m范圍內的受力情況來核算槽鋼梁和蛇形柱的剛度、強度，驗算這種支撐型式的穩定性。
　　1、受力情況分析
　　（1）頂拱混凝土重量
　　每米長頂拱混凝土方量為6.68m3，取混凝土容重2.5t/m3，則混凝土重量為16.7t（50cm襯砌），則每0.75m長砼重為12.53t。
　　（2）鋼模板重量
　　每塊鋼模板重取15kg，面積為1.5×0.3=0.45m2
　　10.5m范圍內頂拱面需鋼模板面積為10.5×12.566=131.94m2
　　則共需模板數量為131.94/0.45=294塊
　　鋼模板總重為294×15=4.41t
　　則每0.75m長范圍內鋼模板重量為4.41×0.75/10.5=0.32t
　　（3）桁架重量
　　每塊鋼模板由兩榀桁架支撐，10.5范圍內需14榀桁架。每榀桁架重為0.12t（其中φ16mm螺紋鋼每米重量為1.57Kg，φ48mm壁厚3.5mm鋼管每米重量為3.82Kg，每榀桁架需φ16mm螺紋鋼18m，φ48mm鋼管24m），則每0.75m范圍內桁架重量為0.12t。
　　（4）排架管（鋼管）
　　10.5m范圍內用于立模支撐的排架管總長度為1030m，總計重量為1030×3.82=3.93t，則每0.75m范圍內排架管重量為0.28t。
　　（5）活動荷載
　　澆筑混凝土時的活動荷載包括施工人員（10～15人），振動設備重量及泵送混凝土時的沖擊力，取總計重量為2.0t。平均到0.75m范圍內重量為0.15t。
　　假設所有以上重量全部作用在槽鋼梁上，并分別給恒載和活動荷載以1.2和2.0的系數。則作用在槽鋼上的荷載為：
　　（12.53+0.32+0.12+0.28+0.15）×1.2+0.15×2.0=16.4t
　　2、強度核算
　　（1）槽鋼梁強度核算
　　將以上荷載等效為均布荷載作用在槽鋼上，槽鋼受力作用總長度為8.0m。則均布荷載大小為2.05t/m。
　　主要核算兩根蛇形柱之間槽鋼梁的剛度、強度。
　　以兩根蛇形柱為支點，可將問題視為核算兩端鉸支、均布荷載作用在其間的梁的剛度、強度。這里，梁的跨度為4m，均布荷載大小為2.05t/m。
　　最大彎矩為Mmax=1/8×2.05×42=4.1t•m
　　最大剪力為Vmax=4.1t
　　取兩根16a槽鋼焊合成箱式結構梁作為挑梁，則Wx=108.3×2=216.6cm3、Ix=866.2cm4、h=160mm、b=63mm、d=6.5mm、t=10mm
　　正應力σ=Mmax/γxWx=4.1×9.8×106/(1.05×216.6×103)=176.7N/mm2＜205N/mm2
　　經計算，Sx=2[1/2(h/2-t)2d+1/2(h-t)bt]=126350mm3
　　剪應力τ=VmaxSx/Ixd=4.1×9.8×103×126350/(866.2×104×6.5)=94.5N/mm2＜120N/mm2,可見，槽鋼梁采用兩根16a槽鋼焊合是滿足強度要求的。
　　（2）蛇形柱強度核算
　　槽鋼上重量傳到下部邊墻混凝土上及兩根蛇形柱上，如假設所有重量全落在蛇形柱上，則蛇形柱所承受重量為16.4t，每榀蛇形柱承受8.2t重量。
　　考慮蛇形柱主立筋采用φ22mm鋼筋，每榀蛇形柱共3根，截面積為3×380=1140mm2，綴條鋼筋用φ8mm鋼筋，蛇形柱長度為3.8m。其詳圖見《蛇形柱加工圖》其強度校核如下：
　　A、 立柱應力驗算
　　立柱截面幾何特征：Ix=Iy=2ABy2=2×3.8×10-4×0.152=1.71×10-5m4
　　i=（I/3AB）1/2=0.122
　　λ=l0/i=3.8/0.122=31查得φ=0.961
　　Wy=Iy/x=1.14×10-4
　　計算得應力為δ=N/3ABφ=74.1mPa＜160mPa故立柱應力滿足要求。
　　A、單根主肢的穩定性驗
　　ix=iy=d/4=22×10-3/4=0.0055
　　λ=l/i=0.3/0.0055=54.5查得φ=0.907
　　計算得應力為δ=N/3ABφ=79.3mPa＜160mPa,故立柱應力滿足要求。
　　A、 綴條應力驗算
　　因無水平力,故綴條不預驗算.
　　A、整體穩定性驗算
　　安全系數K=Nkp/N=ΠEI/Nl2=2.99＞2,故整體穩定性達到要求。
　　四、導流洞砼襯砌施工材料及施工安全措施
　　1、施工材料簡要介紹
　　①模板②、材料（鋼管、螺紋鋼、扣件）③、槽鋼組合梁④、蛇形柱⑤、水泥⑥、鋼筋
　　2.施工安全措施
　　2.1腳手架施工準備
　　a、在搭設之前，必須對進場的腳手架桿配件進行嚴格準備，禁止使用規格和質量不合格的桿配件；b、經檢驗合格的構配件要按品種、種類分類，堆放整齊、平穩，堆放場不得有積水。本措施排架管采用Φ48×3.5鋼管，嚴禁與其他規格鋼管混合使用。
　　2.2搭設
　　a、測量人員要按設計圖紙進行放樣，主要將鋪墊板、底座或立桿的位置在現場定出。b、放置縱向掃地桿，角部依次向兩邊豎立底立桿（第一根），底端與縱向掃地桿扣接固定后；裝設橫向掃地桿并與立桿固定，固定立桿底端前，要吊線確保立桿垂直。c、每邊豎起3~4根立桿后，隨即裝設第一步縱向平桿（與立桿扣接固定）和橫向平桿（小橫桿，靠近立桿并與縱向平桿扣接固定）、校正立桿垂直和水平使其符合要求后，按40~60N.m擰緊扣件螺栓，形成構架的起始段。d、按上兩步要求依次向前延伸搭設，直至第一步架交圈完成。交圈后再全面檢查一遍構架質量和其他情況，嚴格確保設計要求和構架質量要求。e、在開始搭設立桿時，要每隔6跨設置一根拋撐以固定第一步架；并隨搭設進程及時設置安全防護設施及設剪刀撐。f、按完成第一步架的作業程序和要求搭設第二步、第三步……直至完成整個腳手架。
　　1.3搭設注意事項
　　a、立桿豎向采用對接扣連接件，同時保證兩根相鄰立桿的接頭不要設置同步，同步內隔一根立桿的兩個相隔接頭在高度方向錯開的距離不得少于0.5m，各接頭中心至主節點的距離不得大于步距1/3。因此，底立桿要按立桿接長要求選擇不同長度的鋼管交錯設置，至少要有兩種適合不同高度的鋼管作立桿。b、一定采取先搭設起始段而后向前延伸的方式，當兩組同時作業時，可分別從相對角開始搭設。c、水平桿對接扣件要交錯布置，兩根相鄰水平桿的接頭不要設置同步，不同步或不同跨兩相鄰接頭在水平方向錯開的距離不得少于0.5m，各接頭中心至主節點的距離不得大于縱距1/3；如搭接時搭接長度不要小于1.0m，要等距設置3個旋轉扣件固定，端部扣件蓋板邊緣至水平桿桿端的距離不要小于0.1m。d、腳手架必須在外側立面設置剪刀撐，并由底至頂連續設置，中間各道剪刀撐之間的凈距不大于15.0m，每道剪刀撐寬度不應小于4跨，且不應小于6.0m，斜桿與地面的傾角在45~60之間。e、剪刀撐設置要及時，不得滯后2步。剪力撐要用旋轉扣件固定在與之相交的水平桿的伸出端或立桿上，旋轉扣件中心至主節點的距離不大于0.15m。f、桿件端部伸出扣件之外的長度不得小于0.1m。g、作業層的欄桿和擋腳板一般要設置在立桿的內側。欄桿接長亦要符合對接或搭接的相應規定。h、腳手架使用前，應由工地負責人組織檢查驗收，驗收合格并填寫交驗單后方可使用。在施工過程中應有專人管理、檢查和保修，并定期進行沉降觀察，發現異常應及時采取加固措施。
　　1.4拆卸
　　拆除作業按搭設作業的相反程序進行。
　　五、結束語
　　綜上所述，在阿萊瓦水電站導流洞襯砌混凝土施工中,克服了各方面質量要求,認真制定各項措施及對策,開展了技術改進,在保證一定的經濟性的情況下如期完成了施工，對一些洞室襯砌混凝土施工技術措施和施工提供了參考。