長距離大坡度隧洞混凝土運輸探析

趙玉輝

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽 110003）

長距離大坡度隧洞混凝土運輸探析

趙玉輝

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽 110003）

文中根據(jù)某工程項目實際條件，采用支洞礦井提升機有軌運輸，在主支洞交叉段經(jīng)輪式混凝土罐車，二次倒運至施工現(xiàn)場的混凝土運輸方式，在工程實踐運用中取得了成功，保證了工程項目建設(shè)的進度和工程質(zhì)量，同時，該技術(shù)方案也取得了良好的經(jīng)濟效益。

長距離；大坡度；混凝土運輸

1 工程概況

某引水隧洞支洞長1 160.86m，坡度25.19%，成洞尺寸為5.5m×5.5m（寬×高），巖石為混合花崗巖，圍巖類別主要為Ⅱ類，局部為Ⅲ、Ⅳ類。施工運輸方式采用JK-2.5×2.2型礦井提升機軌道運輸。

2 支洞運輸軌道布置

支洞按照四軌雙線布置，軌道間距90 cm，兩套400 kW礦井提升機同時用于洞內(nèi)施工物料運輸。照明、通風(fēng)及排水設(shè)施沿洞壁側(cè)布置，同時設(shè)置一道110 cm寬人行道，用于施工人員的進出及支洞設(shè)施的檢修、維護。詳見下圖1。

圖1 支洞軌道運輸布置橫斷面圖

3 混凝土運輸方案

隧洞主洞開挖貫通后，后續(xù)襯砌施工混凝土均需通過該支洞運至施工現(xiàn)場，支洞坡度大、線路長、斷面小，運輸難度大，支洞混凝土的運輸供應(yīng)能力決定著襯砌混凝土的施工進度。

現(xiàn)場混凝土自洞口處拌和站拌合后直接通過溜槽進入軌道式罐車內(nèi)，由專用軌道罐車運輸至洞內(nèi)主支洞交叉口卸料區(qū)，二次卸料至隧洞內(nèi)輪式混凝土罐車，最后由洞內(nèi)輪式混凝土罐車運至襯砌臺車施工現(xiàn)場。根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，為減少主洞與支洞交叉口位置混凝土二次倒運占用時間，采取對巖體局部擴挖方式對交叉口平坡段軌道進行改造，以便利用落差將軌道混凝土罐車內(nèi)混凝土采用溜槽自流進輪式混凝土罐車內(nèi)。

4 主要設(shè)備配置

1）礦井提升機。支洞外設(shè)置兩套JK-2.5×2.2型礦井提升機，該設(shè)備功率400kW；卷筒直徑φ2.5m；卷筒寬度2.2 m；鋼絲繩直徑31 mm；最大靜張力90 kN；最大牽引力250 kN；運行速度3.5 m/s。

2）軌道混凝土罐車。定制軌道式混凝土罐車自重4 t，容積9 m3，有效容積6 m3，罐體與行走輪間用鏈條連接，下行時依靠自重帶動罐體轉(zhuǎn)動，保證混凝土的工作性不受影響。卸料時，在主支洞交叉口處，外接電源驅(qū)動罐車上已安裝的電機帶動罐體旋轉(zhuǎn)卸料。

5 襯砌混凝土供應(yīng)能力驗算

為保證主洞混凝土供應(yīng)的連續(xù)性，需對混凝土自開始拌合到經(jīng)支洞運輸、交叉口二次倒運，再由輪式混凝土罐車運至施工現(xiàn)場所需的時間進行計算，以滿足施工進度需要。

1）拌合能力驗算。該支洞拌和站為HZS50型，理論生產(chǎn)能力為50 m3/h，考慮現(xiàn)場情況，實際生產(chǎn)能力為32 m3/h，最大理論需求量為120 m3/d，混凝土連續(xù)拌和需要時間為120÷32=3.8 h，拌和站拌合能力滿足施工要求。

2）混凝土運輸能力驗算。支洞混凝土的運輸能力決定了主洞混凝土施工的進度。采用2臺6 m3軌道罐車，單臺設(shè)備工作總重量16.1 t，25 t牽引力的礦井提升機滿足要求。

軌道罐車裝卸料速度0.6 m3/m in，混凝土塌落度180 mm左右，每立方混凝土拌和需1.85 m in，卸料至洞口軌道罐車按2 m in，則每罐混凝土（6 m3）需23.1 m in，按25 m in考慮；礦井提升機下放運輸罐車速度控制在2.5 m/s，支洞運輸時間約8 m in，洞內(nèi)卸料約7 m in；完成卸料后，軌道罐車再經(jīng)礦井提升機返回至拌和站，提升速度控制在3.5 m/s，運輸時間6 m in，則運輸一車6 m3混凝土至交叉口卸料區(qū)并卸料完畢，再返回至拌和站總計需用時46m in，綜合考慮，一個循環(huán)按50 m in計算。則2輛軌道式每小時可向主洞內(nèi)運輸10～12m3混凝土，每日可向洞內(nèi)供應(yīng)混凝土180～216 m3，主洞內(nèi)二次運輸采用3輛輪式罐車可滿足連續(xù)澆筑要求。

經(jīng)過驗算，采用該方式運輸混凝土能夠保證主洞內(nèi)每天澆筑兩模襯砌混凝土的需要。

6 混凝土性能指標驗證

混凝土設(shè)計標號為C35W 12F200，經(jīng)現(xiàn)場對實際完成一個混凝土運輸循環(huán)期間，拌合站與運抵作業(yè)面混凝土各項性能參數(shù)的測定，采用該運輸方案混凝土運至施工現(xiàn)場較拌合站出料時，含氣量將減少0.2%～0.5%，坍落度損失10～25 mm，混凝土28 d強度指標滿足設(shè)計要求。因此，該運輸方案能夠保證混凝土各項性能指標，對混凝土質(zhì)量無不良影響。

通過工程實踐也證明該項目采用的運輸方案技術(shù)上可行，工程的進度也未受影響。

7 注意事項

7．1 混凝土運輸進度保證措施

為保證運輸?shù)倪B續(xù)性，施工單位必須制定必要的管理制度，明確相關(guān)人員職能。

1）從思想上重視，提高對于施工計劃的認識，做好施工前的組織工作。嚴格執(zhí)行每一倉澆筑的工期計劃，嚴格按照循環(huán)時間進行混凝土澆筑安排。

2）從施工方案上嚴格技術(shù)標準、工藝措施，嚴明施工紀律，嚴格按工序施工。在施工過程中不斷優(yōu)化施工方案，合理分配資源，善于總結(jié)施工經(jīng)驗，提出加快施工進度的措施。

3）優(yōu)化資源配置，成立專門運輸班組，保證混凝土運輸連續(xù)、高效；保證運輸方案的有效實施。

7．2 安全保證措施。

1）本著“安全第一、預(yù)防為主”的指導(dǎo)原則，嚴格執(zhí)行安全教育培訓(xùn)制度、特殊工種持證上崗作業(yè)制度、安全檢查制度、安全防護制度、安全交底制度、安全評比制度、機械設(shè)備安全管理制度。

2）嚴格執(zhí)行礦井提升機的日常檢查制度，杜絕帶病作業(yè)。

3）安排專職安全員負責(zé)混凝土運輸期間主支洞交叉口處的安全。必要時進行洞內(nèi)交通管制。

8 結(jié)語

該工程項目根據(jù)實際條件，采用支洞礦井提升機有軌運輸，在主支洞交叉段經(jīng)輪式混凝土罐車二次倒運至施工現(xiàn)場的混凝土運輸方式，在工程實踐運用中取得了成功，保證了工程項目建設(shè)的進度和工程質(zhì)量，同時，該技術(shù)方案也取得了良好的經(jīng)濟效益，為類似工程項目提供了經(jīng)驗。

［1］謝建武，高強度.大坡度隧洞施工運輸系統(tǒng)設(shè)計［J］.山西水利科技，2015（1）：8-10.

［2］秦大偉.探討小斷面隧道大坡度施工措施［J］．建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015（7）.

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2016-07-21