双气囊封端施工工艺在输水隧洞衬砌施工中的运用探析

永泰长荣

为防止二次衬砌施工缝在使用期产生渗漏，文章运用双气囊封端施工工艺对输水隧洞衬砌进行施工，工艺应用结果表明，在输水隧洞衬砌施工中运用双气囊封端施工工艺，改善了传统工艺的弊病，保障了用水安全，节约了大量维修成本。关键词：输水隧洞；衬砌施工；双气囊封端

近年来我国水工隧洞建设事业取得 突破性进展，但在后续运营过程中部分 水工隧洞仍在施工缝处暴露出渗水的弊 病，为隧洞运营埋下质量隐患。双气囊 封端衬砌施工工艺具有成型质量好、操 作便捷度高、成本低廉等性能优势，在此 类工程项目中具有良好应用价值。
1  工程概况
以某输水隧洞衬砌施工项目为例， 该项目中泄洪洞设计全长为505m, 纵  坡为0.0159。隧洞起点与进水口放水 塔连接，中心标高为867.4 m;至桩号泄  0+031 .695m 段为明渠段，中心标高为  864.068m; 桩号泄0+031.695m～0+   065.448m 段为龙抬头段，中心标高为  853.003m; 桩号泄0+163.986m 处转弯  至泄0+300.121m 段为平曲线段，半径  为150m;至桩号泄0+处出口，中心标高  为  845.400 m 。 该  隧 洞  采 用  C35F6200W6  混凝土衬砌，衬后直径长  6.8m, 钢筋混凝土衬砌厚度为0.8m,工  程量统计结果如右表所示。
2  双气囊封端施工工艺在隧洞衬
砌施工中的具体应用
2.1工艺原理
以往在水工隧洞衬砌施工环节，主 要采用安装环向中埋式橡胶止水带的施 工工法，用于在相邻两模衬砌的施工缝处进行封闭处理，防范出现渗漏现象"。 但该工艺在实际应用环节易留下较多板  缝，增加施工缝渗水与混凝土漏浆概率， 并且需将止水带进行90°弯折，易引发  止水带变形、位移甚至破损问题。对  此施工方采用双气囊封堵衬砌施工技术  取代原有工艺，引入一种隧洞二次衬砌 施工双气囊堵头装置(装置立面如下图  所示)。该装置主体部分由橡胶气囊这  一弹性材料组成密闭体，在气囊内部存  有一定量的压缩空气用于抵抗混凝土压  力，便于与接触体的不规则表面实现有  效契合，防范出现混凝土漏浆问题。在  邻近内侧气囊处设有挡板起到固定作  用，待向气囊内部充气后实现对衬砌端  头的封闭处理，随后浇筑混凝土，待混凝  土凝结后将气囊内部气体放出，实现二
主要工程量统计

项目名称	具体数量
C35混凝土衬砌 C15外包回填混凝土	11335m
一级钢制安	19.202t
二级钢制安	959.9t
回填灌浆	4169m
隧道固结灌浆	4710m
止水带	4364m
止水铜片	224m

橡胶气囊封端立面图

者脱离，完成衬砌施工。
2.2施工准备
在施工前做好材料与设备的管理工 作，运用新工艺所需使用的原材料包含 厚12mm  的651B 型橡胶止水带，在中 心变形型止水带的各翼板上分别设有至 少2个带肋，封端在靠近台车、贴围岩两 处分别使用方形、圆形橡胶气囊，搭配夹 具式槽钢挡板，完成一体矩形钢管夹具 套的焊接，并插入8#槽钢、安装紧固螺 母及螺钉，完成夹具整体组装。在施工 设备配置上，包含1台HBT-80  混凝土 输送泵、3辆9m³混凝土罐车、1套9m全 圆液压针梁式钢模台车、8台GPZW-150附着式振捣器、3套φ70插入式振捣棒以及1台ZW0 .08/7 空压机。在正式 施工前，结合泄洪洞的洞身断面特征、洞 内平曲线段半径尺寸等参数，由施工方 预先完成一套一模9m长的全圆针梁式 组合钢模台车的加工制作，在洞开挖完 成前将台车进场进行组拼与试运行，为 后续施工的顺利实施提供保障。
2.3施工技术要点
2.3.1台车进场就位
将施工前期制作安装的台车运送至
施工现场，借助行走系统将台车移动至 衬砌施工处，分别利用水平、竖直两个方 向上的支撑脚进行针梁、套梁的固定处  理，将台车两端底座支撑起来，调整两侧 边模与顶模位置，并利用全站仪进行泄 洪洞轴线的测定，选用水准仪进行高程 的测设，完成模板断面的逐步调整，借助 千斤顶将针梁顶紧，保证获得良好的支 撑效果。随后利用行走机械进行台车位 置的调整，采用千斤顶调整台车两侧 3cm 以内部分，针对其余部分可适当调 整轨道位置，通过调节垂直油缸实现对 模板高度的调平，待观察到模板就位后 及时架设支撑丝杠，利用销子和螺栓进 行边模、底模的定位与紧固处理，防止结 构产生位移。待完成台车位置的调整 后，需根据预先测放的控制点进行台车 整体结构与位置的检查，确保中心、高 程、衬砌坡度等指标均符合设计要求，且 钢筋定位精度、保护层厚度等指标均达

标 。
2.3.2止水带固定安装
待台车进场就位后，由现场施工人 员选用q8 钢筋制成弯曲钢筋卡，钢筋卡 两端呈 U 型、全长为600mm, 用于将止 水带进行固定。在止水带安装环节，先 以衬砌钢筋骨架为基准，将钢筋卡的一 端与钢筋骨架进行固定连接，随后将橡 胶止水带插入钢筋卡的中部位置，使钢 筋卡的另一端恰好位于两气囊之间，完 成止水带的安装。在安装过程中，施工 人员应确保严格遵循《水工建筑物止水 带技术规范》(DL/T5215-2005) 文件要 求，控制好轮廓线的顺直度，将止水带搭 接宽度至少设为10cm, 选用热压硫化 胶进行接头部位的连接处理，确保其抗 拉强度至少为母材的90%,并且注意检 查止水带的外观质量，做好划伤、破损部 位的修补叫。
2.3.3橡胶气囊安装
依据“先内后外”的顺序进行橡胶气 囊的安装，选取台车钢模端的环向支架  进行内侧气囊的安装，将气囊平放在指  定位置，向气囊内充入适量的压缩气体， 选取混凝土强度等级一致的垫块与衬砌

钢筋进行牢固绑扎，起到防护气囊、避免  刺穿作用。待内侧气囊安装就位后，及  时调整止水带，确保其环向轮廓的圆滑  顺直，使止水带平整固定在内侧橡胶气  囊上。在外侧气囊安装环节，选取中埋  式橡胶止水带、围岩间隔部位进行外侧  气囊的安装，在安放气囊的过程中，选取  8#槽钢挡板插入位于台车顶部的矩形钢  管夹具套中，使挡板外观与围岩面实现  紧密贴合，并选用螺钉进行连接紧固处  理，完成外侧橡胶气囊的安装。待完成  内外两侧气囊的安装后，开启进气阀门， 借助空压机向气囊内部充入压缩空气， 在充气过程中注意及时观测压力表的气
压值数据变化情况，待气压值达到使用 压力条件后，将进气阀门关闭，完成充气 作 业 ：
2.3.4混凝土浇筑与养护
在浇筑作业前，借助混凝土罐车将  混凝土运送至施工现场，采用泵送模式  保证混凝土的连续足量供应。以台车上  预留的各工作窗口为基准，将混凝土入  模，依照30m²/h的速度沿输水隧洞两侧  同时进行混凝土浇筑作业，在浇筑过程  中注意随时观察混凝土液面的上升速  度，并且依据40cm 的厚度进行混凝土  的分层振捣，控制好振捣棒的插入速度  与深度，将振捣时间控制在30s 左右，坚  持快插慢拔原则，防止出现漏振问题。 待观察到混凝土液面靠近拱腰处时，应  适当减缓浇筑速度，避免引发台车模板  上浮错位问题，将混凝土灌注高度差控  制在0.5m以内。在拆模环节，施工人员  需明确允许拆模强度指标，依据5.0MPa   的强度标准进行拆模作业，先将橡胶气

囊内的气体释放出，取下挡板、使气囊分 离；再将螺旋支撑千斤顶松开，启动液压 系统，使顶模有效脱离；接下来将侧向千 斤顶、收缩侧向液压油缸分别拆除，使侧 模脱离，与此同时将垂直油缸降下，促使 模板完全脱离衬砌混凝土。待完成混凝 土浇筑与拆模作业后，要求施工人员在 混凝土初凝前进行养护工作，选用半自 动喷淋系统将混凝土表面洒水润湿，确 保养护时长至少为28d。
2.4质量控制措施
在该项目中使用到双气囊封堵衬砌 施工技术，需重点做好气囊质量的控制 工作，在使用气囊时将其伸开平放，在钢 筋绑扎、焊接环节注意做好周围气囊的 保护工作，防止因气囊被划伤造成后续 浇筑作业环节的混凝土泄漏问题。
3  结 语
总体来看，通过将双气囊封堵衬砌  施工工艺应用于输水隧洞衬砌施工中， 能够有效改善传统工艺弊病，拆模后可  观察到封端部位的混凝土表面平整、施  工缝部位的混凝土均匀密实，并且有效  规避渗漏水问题的发生，为同类型隧洞  工程衬砌施工作业提供宝贵借鉴经验。



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