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摘要：三峽永久船閘地下輸水系統隧洞體形結構復雜，表面質量要求高，平洞底拱按常規方法施工，混凝土表面缺陷無法消除。底拱翻模抹面技術成功地解決了這一難題，施工后混凝土表面光滑平整，消除了水汽泡、麻面等混凝土施工中的“頑癥”，滿足了設計需要。  


關鍵詞：地下隧洞 混凝土施工 底拱翻模 三峽工程  

1 概況 
　　三峽永久船閘地下輸水系統由3條（襯后為4條）輸水隧洞和36口豎井組成，其中包括16口斜井及72個漸變段，隧洞總長約5 500m。隧洞結構設計復雜，洞洞交叉，洞井相貫，斷面多變，其中平洞標準段襯砌斷面為11種之多，最長一段直洞長度僅約為128 m。標準段除有少部平洞外，其余均為坡比1∶7或1∶8的斜坡段，斜坡升降處均為圓弧過渡，進出口處還設有平彎，72個漸變段共有19種不同的尺寸。 
1.1 結構特點 
　　平洞底拱除閘室段為方形、漸變段為兩條小圓變方或方變小圓、T型管及十字管為兩條45°倒角外，其余標準段底拱均為寬5 m，兩側為R50 cm的反圓弧，南北坡襯砌厚60 cm，中隔墩襯砌厚100 cm。標準段底拱斷面結構見圖1。 
1.2 施工步驟 
　　平洞混凝土施工程序分為兩步：先澆底拱，后澆邊頂拱。底拱澆高70～90 cm，圓弧上去20～40 cm，以便邊頂模板搭接。澆筑長度南北坡為8 m，中隔墩為12 m。 
1.3 表面平整度要求 
　　由于通航后隧洞表面要承受高達30 m/s水流的沖刷，為提高混凝土表面的耐久性，澆筑后混凝土表面平整度質量要求高。表面平整度用3 m直尺檢查，Ⅰ類區垂直水流方向的起伏差小于3 mm，平行水流方向的起伏差小于5 mm，縱坡≤1/50，不允許在混凝土表面出現蜂窩、麻面、水汽泡及直徑或深度大于5 mm的氣孔洞。 
2 初期施工及試驗情況 
　　永久船閘地下輸水隧洞從1999年9月29日第1塊底拱結構混凝土開始澆筑。底拱模板結構反弧部分R50 cm及邊墻采用定型鋼模板，兩邊用桁架相連，底板3 m段采用人工刮平抹面。底拱定型模板結構見圖2。 

　　由于混凝土澆筑時，反弧部分汽泡難以排出，聚積吸附在模板表面，脫模后在混凝土表面出現大量的水汽泡、麻面；同時中部桁架密集，人工刮平抹面困難，致使底板平整度較差，極大地影響了混凝土表面質量。 
針對初期底拱澆筑中出現的表面質量問題，進行了各種相關試驗，包括不同的振搗時間，模板開孔，木模板和在鋼模板加內襯等幾種條件的試驗。 
　　為了保證試驗效果，還在鋼模板及木模表面鋪定吸濕性好的土工織物和生白布，但土工織物和生白布只能周轉2～3次，成本高，且無法徹底解決表面平整度及水汽泡。經多次試驗，我們認為，只有改變常規的施工方案改善工藝措施才能消除底拱混凝土表面水汽泡，因此，我們采用新的施工方法??底拱翻模抹面技術。 
3 底拱翻模 
　　底拱翻模抹面技術投入使用后，在施工中得到了不斷完善和發展。目前，底拱翻模主要分為底拱翻模臺車和底拱小翻模兩種結構形式。 


3.1 底拱翻模臺車結構 
　　底拱翻模臺車為整體結構，主要由模板、臺車架、拖板、撐桿、行走輪、支架及軌道等組成，見圖3。 

　　模板包括R50 cm反弧段、高40 cm邊墻及50 cm底板直段，面板厚6 mm。模板每塊長2 m，模板間用螺栓連接。 
　　臺車架主要由型鋼組成，分為4 m一段，底部拖板導軌固定于臺車架上。行走輪移動時固定于臺車架上；澆筑時在臺車架兩端用鋼凳支撐住。 
　　手動撐桿用于模板支撐及脫立模，當用手動撐桿把模板脫空后，換用1～2 t手拉葫蘆把模板拉攏臺車架，并用掛鉤把模板固定于臺車架上。 
　　拖板長約2.7 m，寬50 cm，上置2只1.1 kW平板振搗器。刮板前后往返運行時用1 t手拉葫蘆進行牽引。 
　　軌道采用［12槽鋼。后部軌道置于底板混凝土上，前部軌道置于已綁扎的底板鋼筋上。軌道前后循環，重復使用。 
3.2 底拱小翻模結構 
　　底拱小翻模主要由模板、背肋、拉筋、樣架、刮軌及支架等組成，見圖4。 

　　模板同樣包括R50 cm反弧段、高10 cm邊墻及底板。模板面板厚3 mm，高55 mm，每塊模板長1.2 m，模板相互間用∪形卡相連。 
背肋緊貼模板內肋，以便通過拉筋把模板拉緊固定。背肋分為橫、縱向，均用1.5″鋼管，縱肋彎制而成，間距60 cm。 
刮板用方鋼或槽鋼制成。刮板導軌用?25圓鋼通過尼龍錐套與底板鋼筋固定，混凝土平整后把導軌及錐套取出，人工抹平。 
支架由1.5″鋼管通過用碗扣連接而成。支架主要用于模板拆翻、振搗、抹面及混凝土輸送泵管架設。 
3.3 底拱翻模技術參數及施工程序 
　　底拱翻模主要技術參數如下。 
　　序相同：扎筋→立模→校正→澆筑→平倉振搗→翻模→抹面→模板移裝。不同之處主要為：一是底拱臺車整體移裝，拖板導軌固定于臺車架上；而底拱小翻模分塊移裝，刮板導軌固定于底板鋼筋上；二是底拱臺車車架可作施工平臺及混凝土輸送導管架，而底拱小翻模需另搭設施工平臺。 
　　平洞底拱用翻模施工，只要根據混凝土初凝強度，掌握好翻模時間，把混凝土表面抹平、壓光，便可徹底消除混凝土表面水汽泡、麻面及錯臺。 


3.4 底拱翻模工藝措施 
（1）塌落度控，制混凝土澆筑采用泵送分層平鋪入倉，澆筑層厚≤50 cm，塌落度嚴格控制在12～16 cm之間。 
（2）澆筑順序，先將混凝土澆筑至底板內層鋼筋以下，然后改由邊墻下料，當混凝土由邊墻圓弧模板底部溢出后，再從中間底板下料至底板高程，最后再把邊墻澆滿。 
（3）平倉振搗，混凝土入倉后，骨料有堆積的地方采用人工及時平倉分料及振搗；振搗棒作業時要求“快插慢退”，振搗時間控制在40～50 s，以混凝土不再冒氣泡且表面泛漿為止。 
（4）底板平整，收倉后，底板混凝土略高于設計高程，初步用拖板或刮板進行平整處理，最后用抹鏟人工找平、壓光。 
（5）翻模、抹面，混凝土初凝強度達到0.1～0.3 MPa時，按澆筑順序逐塊翻起模板，用泥鏟抹平、壓光殘留于反弧段混凝土表面的水汽泡、麻面及錯臺等，消除表面缺陷。
4 施工應用與拓展
4.1 底拱翻模臺車施工
　　底拱翻模臺車于1999年5月18日首次用于南-平洞S4塊底拱澆筑。
　　底拱翻模臺車整體進行脫立模、移位；混凝土澆筑后，按混凝土澆筑順序逐塊翻轉模板，對反圓弧面等存在水汽泡、麻面的部位進行人工抹面、壓光，較好地解決了混凝土表面缺陷。但由于臺車重量大，移位、翻轉較困難，翻模時間較長，易錯失最佳抹面時機；模板翻轉時易對相鄰塊產生擾動，在混凝土表面產生裂紋；同時，由于臺車架空間較小，不利于進行拖板、抹面作業。
4.2 底拱小翻模施工
　　底拱小翻模于2001年7月20日首次投入北-N16平洞底拱施工。
　　雖然模板小塊拼裝，需設置較多拉筋、搭架等，工序較繁雜，但模板重量輕，裝拆、轉移方便，時間短，易于把握住最佳抹面時機；底拱刮平、抹面施工空間大，模板翻拆時不易擾動相鄰塊，混凝土表面無裂紋；在與邊頂拱同步施工中，利于邊頂臺車的安裝、材料運輸及混凝土輸送，而且適用于彎道施工，所以底拱小翻模在平洞施工中顯示出較強的適用性。
4.3 底拱翻模的拓展
　　底拱小翻模結構簡單，適合于地下洞室施工，所以在后來的施工中，底拱小翻模又發展應用到平洞旁彎、升坎溢流面、漸變段、閘室段、T型管、十字管、56.9°的斜井上、下彎段及直段部分底板等。斷面形式多樣，有圓弧形、45°倒角及圓變方或方變圓等；模板既有鋼模，亦有木模。為底拱混凝土的優質施工奠定了堅實的基礎。
　　另外，底拱小翻模除在三峽永久船閘地下輸水隧洞中廣泛使用外，還在三峽右岸地下電站廠房引水隧洞中得到了成功應用。引水隧洞直徑為13.5 m，底拱翻模結構見圖5。
　　用底拱翻模抹面技術施工，混凝土表面光滑平整，徹底消除了表面水汽泡、麻面等，滿足了設計質量要求，還可節省大量的缺陷處理費用和時間，減少了三峽電站通航發電后，隧洞混凝土表面在高速水流沖刷下發生氣蝕的可能性及維修的機率，具有較大的經濟效益和社會效益。