中铁一局集团第五工程有限公司 陕西省宝鸡市 721000
摘要：滇中引水工程是国务院确定的172项节水供水重大水利工程中的标志性工程，也是中国西南地区规模最大、投资最多的水资源配置工程。水资源的极度匮乏已成为滇中地区可持续发展的最大制约瓶颈，滇中人民对水资源的需求愈加迫切和强烈，作为百年大计，施工单位在加快进度的同时，更应注重工程实体质量的控制与保护。与国内传统公路、铁路隧道相比，水工隧洞衬砌常年受水流侵蚀冲刷，其外观质量要求更高，施工期对底拱采取有效保护，避免施工车辆破坏，减少缺陷整治、降低施工成本。本文论述的水工隧洞底拱混凝土保护技术可供类似工程项目借鉴。
关键词：水工隧洞；施工；边挖边衬；底拱保护
Abstract：The central Yunnan water diversion project is one of the 172 major water-saving and water supply projects determined by the State Council. It is also the largest and most invested water resources allocation project in Southwest China. The extreme shortage of water resources has become the biggest bottleneck of sustainable development in Central Yunnan. The demand for water resources in Central Yunnan is more and more urgent and intense. As a long-term plan，the construction unit should pay more attention to the quality control and protection of Engineering entities while speeding up the progress. Compared with the domestic traditional highway and railway tunnels，the lining of hydraulic tunnel is eroded and scoured by water all the year round，and its appearance quality requirements are higher. During the construction period，effective protection is taken for the arch to avoid the damage of construction vehicles，reduce the defect treatment and reduce the construction cost. The concrete protection technology of hydraulic tunnel arch discussed in this paper can be used for reference in similar projects.
Key word：Hydraulic tunnel；Construction；Excavation lining；Invert protection
1、工程概况
滇中引水工程大理Ⅱ段施工6标主要包括老青山隧洞后段（DLⅡ82+615.866~DLⅡ92+550.582）全长9934.716米，董家村渡槽（DLⅡ92+550.582~DLⅡ92+851.613）全长301.031米，板凳山隧洞前段（DLⅡ92+851.613~DLⅡ100+592.061）全长7740.448米。主洞断面为马蹄形断面，断面尺寸8.96m×8.96m（宽×高），主洞采用全断面衬砌，衬砌厚度40cm~70cm，衬砌采用C30W8F100钢筋混凝土。衬砌断面如图1所示。
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图1 隧洞衬砌结构断面图
2、技术实施方案
方案一：底拱回填砂石混合料垫层
底板施工完成后，在底拱混凝土表面铺设一层塑料薄膜及土工布作为隔离层，土工布上铺设砂石混合料垫层（中心厚度42cm，铺设宽度5.4m），为防止土工布破裂而导致堵塞固结灌浆孔，在预留的固结灌浆孔口采用木楔子堵塞严实。施工车辆在砂石混合料垫层上通行。后期在衬砌施工结束后挖除砂石混合料填充垫层，恢复隧洞衬砌过水面。
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图2 底拱回填砂石混合料垫层结构设计图
方案二：底拱回填C15混凝土垫层
底拱混凝土浇筑后，在底拱顶面铺铺设一层塑料薄膜及土工布作为隔离层，以防止水泥浆液渗入底拱表面板结。于隧洞中线浇筑C15混凝土（中心厚度28.0cm），浇筑宽度4.0m，预留PVC灌浆管，两侧立模形成5cm深水沟用以排出填充顶面积水，保持行车道干燥；水沟沟帮还可作为二衬台车楔形轨枕固定端用以固定二衬台车。在衬砌施工结束后破除混凝土，恢复隧洞过水面。
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图3 隧洞底拱填充C15混凝土结构设计图
3、工程数量
底拱填充砂石混合料工程数量如表1所示：
表1 底拱填充砂石混合料工程数量表
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底拱填充C15混凝土工程数量如表2所示：
表2 底拱填C15混凝土工程数量表
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4、方案对比
结合砂石混合料垫层及C15混凝土填充在我标段板凳山隧洞及老青山隧洞的应用结果，现对两种底拱保护工法优缺点做出以下总结：
4.1砂石混合料填充
4.1.1砂石混合料填充优点：
（1）施工效率快，底拱铺筑完成后不需进行养护即可开放交通。
（2）材料成本低，每方砂石混合料单价为72.5元，总费用225.6万元，能有效节约底拱保护成本。
（3）与成型底拱不会形成胶结作用，后期拆除砂石混合料施工快速，效率高。
（4）无地下水地段，施工效果较好。
4.1.2砂石混合料填充缺点
（1）施工质量不稳定。摊铺完成后需人工找平，受砂石混合料孔隙率影响，易形成不均匀沉降。车辆反复碾压作用后形成车辙，不利行车安全。
（2）洞内文明施工差。衬砌施工完成后地下水将重新分布，地下水丰富地段渗水将从固结灌浆孔中溢出并浸湿砂石混合料。再经与车辆荷载的反复作用，道路湿滑泥泞，影响洞内文明施工及整体形象。
（3）不利于台车定位。台车定位时轨道下垫钢板与砂石混合料间不利荷载传递。在浇筑衬砌混凝土及振捣捣鼓作用下易形成台车下沉滑移。无法保证二衬施工质量。
（4）影响固结灌浆施工。砂石混合料填充施工完成后，底拱固结灌浆作业无法开展。将导致工期延长，项目成本增加。
4.2 C15混凝土填充
4.2.1 C15混凝土填充优点：
（1）混凝土垫层强度高，施工质量有保证。二衬台车定位后不会因垫层强度发生沉降导致台车倾斜、位移。能有效保证二衬施工质量。
（2）洞内文明施工受控。垫层混凝土受洞内泥沙污染后用高压水清洗即可，能有效保证洞内整体形象。
（3）便于固结灌浆施工。达到固结灌浆施工条件后，可从预留固结灌浆孔中进行固结灌浆施工。减少施工周期，节约项目投资成本。
4.2.2 C15混凝土填充缺点：
（1）现浇填充混凝土浇筑完成后需进行养护后才能开放交通。养护期间，底拱栈桥不能向前推进。底拱施工组织难度加大。
（2）造价相对较高。每方C15混凝土造价达到245元，总费用达344.6万元。
（3）垫层混凝土易底拱形成胶结作用。后期挖除填充混凝土时有对底拱混凝土造成二次破坏的风险。因此，要严格控制土工布铺设质量，保证土工布有效搭接。
5、结论及建议
在水工隧洞施工中，底拱保护工艺必不可少。为经济、有效地对底拱外观质量做好保护，又不影响二衬质量的前提下，结合水工隧洞地质预判及现场实际情况，在富水段采用C15混凝土填充对底拱进行有效保护，在无地下水地段，采用砂石混合料填充对底拱进行有效保护。
通过两种底拱保护措施相结合，科学、有效的解决了底拱保护施工难题，有助于水工隧洞衬砌外观质量提高，同时，也为今后类似工程施工提供了依据和经验。
参考文献：
[1]王雷，水工隧洞衬砌底板防碾压保护层混凝土保护技术研究[B] 水电站设计 2020-01-02
[2]王艳，水工溢洪隧洞底板施工技术 科技信息 2007 第十期
[3]水工隧洞设计规范，SL 279-2016
[4]水工混凝土施工规范，SL 677-2014
[5]黄金凤 赵志勇，圆形隧洞过流面底板特殊保护技术应用 2018 第二期