超长隧洞混凝土物料的垂直运输.pdf

2 0 1 4 年第 2 期 东北水利水电 工程施工 文章编号】 1 o 0 2 一o 6 2 4 ( 2 0 1 4 ) O 2 一o 0 1 7 一O 2 超长隧洞混凝土物料的垂直运输 黄兵， 陈远扬 ( 辽宁润中供水有限责任公司。辽宁 沈阳 1 1 0 1 6 6 ) 摘要】 大伙房水库输水工程超长隧道施工过程中， 巢标段总长约 2 3 k in， 中间共计 3条施工 支洞， 平均每段长约 8 k m。在施工供料过程中采用投料竖井供料 ， 极大的提 高了工作效率， 同 时也提高其它工作面工作效率。 【 关键词】 超长隧洞； 投料竖井； 工作效率 中图分类号 T V 5 5 4 文献标识码 B 1设置投料孔必要性 1 ) 现浇仰拱混凝土， 根据进度估算供应能力1 7 m 3 h左右 ( 主要考虑现浇仰拱的中心角度需进一 步扩大， 以满足与模板台车进行接口) ， 因此混凝土 供应能力应满足 3 2 m3 h ，在主洞通过列车编组， 需乘一定的储备系数取 1 5 ，满足设备故障和劳动 生产率的影响， 能够容易满足， 支洞的供应能力取 1 5 的系数， 这样支洞供应能力应为 7 2 m 3 h 。考虑 大车配备 5 m3 的混凝土罐车进行运输 ，需要 4 8 m i n 供应一趟车 ， 但由于采用斜井运输 ， 中间有吊 机转运和支洞运输时间， 洞外存在混凝土罐车和出 碴车辆的干扰、 洞内考虑与锚杆、 网片、 拱架及其它 材料的供应矛盾 ，即使配备大车在支洞供应混凝 土， 要完成搅拌、 运输、 转运等作业亦非常紧张 ， 考 虑冬季施工和连续高产能力， 必须有非常可靠的供 料能力。因此投料孔方案是较为合适的选择。 2 ) 根据以往长距离洞内混凝土运输经验， 混凝 土的长距离运输受运输形式、 转换、 运输距离长等 不利影响， 混凝土塌落度损失较大、 混凝土灌注经 常堵管等， 易出现混凝土质量等问题 ， 因此 ， 必须 采用特殊措施尽量避免混凝土性能的损失 ，采用 投料孔具有减少运输方式转换次数，混凝土性能 易于保证等特点，为确保工程质量和软弱地段施 工的安全 ， 混凝土性能的提高至关重要。 3 ) 采用投料孔可集中运输混凝土 ， 而支洞可运 输材料及人员通行等。因此 ， 在 1 3 号、 1 4 号支洞设 置投料孔， 1 5 号支洞断面较大直接由支洞运输。同 时 1 3 号、 1 4 号支洞坡度较大，运输混凝土对施工 安排和车辆运行速度影响都较大。 4 ) 汽车平板和混凝土罐的总重要接近 2 5 t ， 在 供料过程中属重车下坡 ，汽车平板又必须 自行改 装， 1 3 号、 1 4 号坡度分别为 1 1 3 和 1 6 8 ， 正常状 况 下 ， 支洞内需 同时运行 6 8辆车 ， 安全 隐患非常 大。采用投料孔可大大减少支洞行车密度 基于以上考虑 ，主洞施工进料系统应该采用 投料孔。 2 投料孔设计 2 1 竖直投料孔设计 竖直投料孔结构组成主要有接料仓、 井身、 投 料管、 缓冲器等部分， 投料孔管子下双管。 2 2 投料孔井底附属 工程设计 考虑在投料孔的使用过程中，经常有混凝土 溅落在接料线上 ，且投料运输系统 中 洗要产生大 量的废水废碴 ， 加之投料孔外壁地下水的排放 ， 因 此在井底设计完善的排水系统。主要包括截水沟、 排水沟、 小型水仓( 兼沉淀池 ) 等。 3 投料孔施工 3 1 工艺流程 投料孔选用 X B 一 3 2 5旋转空心钻机成孔 ， 成 1 7 工程施工 东北水利水电 2 0 1 4 年第 2 期 孔直径 0 3 2 5 m。孔口采用内径 4 2 6 In m、壁厚 5 m、长 3 0 m的钢管进行护口。 施工钻机移位起重 采用塔式起重机， 钻孔中所取的岩石存放指定地 点。投料管的安装采用注水泥浆进行固定。 3 2 工艺方法 1 ) 测量定位。 通过已有的基准点将施工坐标点 引测至施工现场内设置的临时桩点上， 以方便钻孔 定位和检查， 孔位定位误差在施工允许范围之内。 2 ) 孔口施工。对施工场地进行必要的硬化后 根据测量放线的点位进行钻架组装 ，组装完毕后 进行孔 口施工 ，护口管中心定位偏差不大于 2 0 m mo孔 口用外径 4 2 6 m il l 、 壁厚 5 IT lm， 长 3 0 m 的钢管做护壁， 泥浆润滑。 3 ) 钻机安装及钻孔施工。 钻机安装在定位好后 立即进行全面的钻机调试和垂直度的检查， 成孔开 始前应充分做好准备工作 ， 成孔施工应一次不问断 地完成 ， 不出现无故停钻， 做好施工原始记录。 施工中首先在钻机上设置导向，钻机定位准 确、 水平、 稳固， 钻机回转盘中心与护筒中心的允 许偏差不大于 2 0 mm。钻机定位后 用钢丝绳将 护 筒上口挂带在钻机底盘上，成孔过程中钻机塔架 头部滑轮组 ，回转器与钻头应始终保持在同一铅 垂线上的状态下钻进。钻孔施工过程中定期进行 垂直度的检查 ， 保证垂直度小于 2 1 0 0 。 钻机钻头采用直径 3 2 5 r n m 的空心钻 ， 钻进速 度先轻压、 慢转， 进入正常工作状态后， 逐渐加大 转速和钻压 ， 严格控制转速和钻压稳增或稳减。一 般土层使用档( 7 0 转 分 ) ， 在特殊情况下使用 I 档( 4 0 r m i n ) ， 其钻进快与慢 根据岩层地质条件 的变化而变化。 成孔后采取措施保护好孔口， 防止 杂物掉落孔内。 4 ) 下放投料管。在钻孔深度达到 1 1 7 1 1 8 1T I 时 停钻 ， 对孔径 、 孔的垂直度进行检测 。经检查合格 后 ， 下放投料管。 下管前准备工作。精确测量井身深度和每 节钢管实际长度并进行编号。钢管之间采用对焊 焊接 ，为保证对焊质量 ，预先在每根钢管两端割 4 5 坡口， 在距起吊端 1 2 m处沿周边 ， 均匀焊设 3 个起吊卡块 ， 卡块厚 1 0 m m， 长宽在 3 0 5 0 m m； 为 便于控制对接精度， 保证连接强度， 预先在起吊端 1 8 沿周边， 均匀焊设 3 个对中连接块。 下管。 利用钻机井架进行起吊下放。 下管工 艺如下图 1 所示。 匝 H 定 位 ( 对 直 )I- d 起 吊 一 起 吊 抱 箍 安 放 人 工 移 动 钢 管 至 吊 点 l 竺 H ! H H ! 坚 I 图 1投料管下管工艺框图 5 ) 注浆固定投料管。投料管安装好之后对侧 壁注水泥浆固定。 参照类似工程经验 ， 浆液配比采 用 IV C = O 3的浓浆液， 注浆时先抽水再注浆， 并要 保证投料管内的水头压力和侧壁的浆液压力平衡 ( 按此配比，需保证投料管内水头高于侧壁浆液 1 2 m) ， 防止跑浆。 注浆 完成后 ，等强 一周 ，再采 用直 径为 2 1 9 mm 的钻头进行最后 2 3 i n的钻孔施 工 ，达到投 料孔的顺利贯通。 3 3 井底缓冲装置设计 缓冲器是为减缓出料 口混凝土出料速度 ， 避 免因混凝土出料对接料罐车的强烈冲击而设置的 一 种缓 中 装置，其主要部件是一节一定长度的盲 管。其工作原理是管内高速下落的混凝土撞击盲 管底部经加厚的底座， 速度明显减慢 ， 然后由缓 中 器出料口排入混凝土罐车中。在投料管底部设置 撑架， 避免投料管受 中 击后下移， 拉坏地表井口锁 定装置， 造成事故。 根据类似施工经验， 缓冲器设计 长度为 1 1 0 0 u n ， 盲管长 3 0 0 m m， 出料角度 3 0 。 另外， 考虑投料孔使用过程中， 混凝土的溅落和 投料运输系统在 中 洗中产生的大量废水废碴，在井 底设计排水沟， 将水引排至主洞的污水沉淀池中。 4 结语 大伙房水库输水工程中还有多个投料竖井 ， 在供料系统中起着极大的作用，同时也提高了各 个工作面的工作效率， 实践证明该竖井是科学的， 同类项目可以借鉴。 。【 收稿 日期】 2 0 1 3 0 3 1 5