溜管入倉方式在400米長斜井混凝土施工中的應(yīng)用

【摘要】績溪抽水蓄能電站引水系統(tǒng)采用三洞六機斜井式布置，3條引水隧洞斜井分上、下斜井，斜井水平傾角55°，共6條，3條上斜井設(shè)計長度407.965m～408.709m（含上下彎段），3條下斜井設(shè)計長度均為413.194m，上、下斜井壓力鋼管回填混凝土施工時采用溜管結(jié)合混凝土緩降管的入倉方式，具有施工方法簡單、安全性能高、入倉速度快、防止混凝土骨料分離、避免混凝土漿液流失等特點，有效解決了長斜井鋼管回填施工混凝土入倉難的問題，保證了長斜井鋼管回填混凝土施工安全、質(zhì)量與工程進度。

【關(guān)鍵詞】溜管；長斜井；混凝土；施工應(yīng)用

1、工程概況

安徽績溪抽水蓄能電站位于安徽省績溪縣伏嶺鎮(zhèn)境內(nèi)，電站由上水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房、地面開關(guān)站及下水庫等建筑物組成。地下廠房內(nèi)安裝6臺單機容量為300MW的混流可逆式水輪發(fā)電機組，總裝機容量為1800MW。上、下庫進出水口高差603m，上、下庫進出水口之間輸水系統(tǒng)總長度為2818.5m，其中引水系統(tǒng)長1776.2m，本工程屬大（1）型一等工程。引水系統(tǒng)采用三洞六機斜井式布置，1#～3#壓力管道上斜井設(shè)計長度分別為408.709m、408.343m、407.965m，下斜井設(shè)計長度為413.194m，斜井水平傾角55°，斜井開挖斷面為6.2m的馬蹄型（以上斜井為例），斜井壓力管道內(nèi)徑為4.8m，混凝土強度等級C20F50，混凝土回填厚度0.6m。

2、混凝土入倉方式選擇

2.1混凝土入倉難點

安徽績溪抽水蓄能電站斜井具水平傾角55°，有長度大、坡度陡的特點，上、下斜井軸線長度均超過了400m，在斜井壓力鋼管混凝土回填施工中，如何解決混凝土拌合物在400m長陡傾角斜井中安全快捷入倉澆筑是施工的難點。在選擇混凝土拌合物入倉方式時，一是必須保證混凝土拌合物在全封閉環(huán)境下入倉，避免混凝土骨料灑落危及井內(nèi)施工人員安全；二是應(yīng)有效控制混凝土拌合物在入倉過程中不發(fā)生離析及骨料分離，保證混凝土施工質(zhì)量；三是必須實現(xiàn)混凝土入倉的快捷連續(xù)性，保證斜井回填混凝土連續(xù)均勻入倉澆筑，施工過程中不產(chǎn)生混凝土初凝和冷縫。

2.2入倉方式確定

通過各種長斜井混凝土澆筑方案比較，溜管入倉在斜井混凝土澆筑方面具有安全性高、施工快捷便利、經(jīng)濟效益好等方面優(yōu)點，最終確定采用混凝土溜管入倉方式進行長斜井鋼管回填混凝土施工。除下部定位節(jié)及彎段30～40m混凝土澆筑采用從下往上泵送入倉外，斜井370m左右上部混凝土澆筑時選用混凝土溜管入倉方式，溜管從斜井井口一直安裝延伸至斜井下部，混凝土利用自重從上至下溜至斜井混凝土澆筑倉位內(nèi)，隨著斜井回填澆筑上升，溜管逐步從下至上拆除?；炷亮锕懿贾檬疽庖妶D1。

2.3混凝土溜管選擇

混凝土溜管采用耐磨鋼管，主要有耐磨陶瓷管、鑄石耐磨管、鑄鋼耐磨管和粘貼耐磨管等，其中鑄鋼（包括合金鋼）耐磨鋼管制造工藝相對簡單，其耐高溫，抗沖擊、易焊接、高韌度及經(jīng)濟價廉的優(yōu)點，是耐磨管材中較為理想的類型。綜合考慮安裝便捷性、使用持久性、入料可靠性等方面因素，通過對比后，最終選用Q345合金材料鋼管，鋼管直徑219mm，厚度6mm，單根長度6000mm，單根重量189Kg。

3、長斜井回填混凝土溜管入倉方法

3.1 溜管入倉布置

安徽績溪抽水蓄能電站引水斜井水平傾角55°，上彎段弧長約23m，采用混凝土溜管入倉時，混凝土罐車無法直接靠近上彎段末端給溜管供料，在井口設(shè)置下料斗再搭設(shè)溜槽供料又不能形成完全封閉的供料系統(tǒng)，下料過程中混凝土料可能從下料斗或溜槽中漫出滾落至斜井內(nèi)，危及井內(nèi)澆筑人員安全，且料斗及溜槽每次澆筑完后轉(zhuǎn)序進行鋼管安裝時需頻繁進行拆裝，影響施工進度，故采取圖1所示混凝土罐車和混凝土輸送泵相結(jié)合的方式給溜管供料。?219mm混凝土溜管在斜井內(nèi)安裝時從上彎段末端開始往下一直接引至澆筑倉內(nèi)，?125mm混凝土輸送泵泵管從泵機接引至上彎段末端?219mm混凝土溜管內(nèi)，并保證伸入混凝土溜管內(nèi)長度大于1m，保證混凝土入倉時不會有混凝土骨料灑落滾入斜井內(nèi)，混凝土采用二級配泵送混凝土。

3.2混凝土溜管系統(tǒng)組成

混凝土溜管系統(tǒng)主要有合金混凝土溜管、緩降器及連接法蘭盤組成。溜管采用Q345合金材料鋼管，鋼管直徑219mm，厚度6mm，單根長度6m（根據(jù)實際情況也可選用3m，但會增加連接接頭），每安裝5根溜管后安裝連接一個H型緩降器，溜管及緩降器兩端頭均焊接法蘭盤，溜管與溜管、溜管與緩降器間均通過法蘭盤利用M20螺栓進行連接。H型緩降器筒身采用溜管同等鋼管及鋼板焊接制作而成，由兩節(jié)鋼管并排交錯形成H形，中間相交部分形成相通的空間，混凝土從進口一端進入，沖擊底板減速后通過相通空間進入另一側(cè)溜管下溜，其底板可采用20mm～30mm加厚鋼板制作，以減緩其受混凝土沖擊破壞，保證緩降器使用壽命，同時，緩降器頂板可制作成活動的抽插形式，在混凝土施工過程中可隨時打開頂板，觀察管內(nèi)工況，處理緩降器內(nèi)堆積料。H型緩降器結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

3.3混凝土溜管系統(tǒng)安裝

溜管安裝時利用斜井鋼管安裝時配備的運輸臺車運輸材料至斜井內(nèi)從下至上進行安裝，溜管安裝固定時應(yīng)在法蘭盤連接處加固，防止溜管整體下滑。（下轉(zhuǎn)第頁）

（上接第頁）

加固時用?16圓鋼“U”形箍筋和注漿錨桿固定在斜井開挖底板上，圓鋼“U”形箍筋和注漿錨桿焊接連接，錨桿采用長度0.8m直徑22mm螺紋鋼筋，入巖0.5m，“U”形箍筋和注漿錨桿固定間距12m。溜管每隔30m左右設(shè)置一處混凝土緩降器。

值得注意的是，在H型緩降管安裝時，要控制緩降器沿橫截面的進料口端比出料口端略高，而不能使出料口端比進料口端高，否則，在混凝土沿溜管入倉時在緩降器處極易出現(xiàn)混凝土料下溜不暢造成堵塞，從而導(dǎo)致整條溜管發(fā)生混凝土料堵管現(xiàn)象。緩降器安裝控制見圖3。

3.4施工注意事項

為保證斜井溜管混凝土施工正常，應(yīng)注意以下問題：

（1）利用溜管入倉時，首先應(yīng)溜放2m3左右砂漿，其作用是潤滑混凝土輸送泵管和溜管，減小堵管幾率，同時砂漿有利于新老混凝土之間更好結(jié)合。

（2）施工過程中嚴(yán)格控制入倉混凝土拌合物質(zhì)量，對塌落度不合格、拌和不均、骨料分離等不合格混凝土拌合物禁止入倉，防止堵管引發(fā)混凝土質(zhì)量事故。

（3）緩降器安裝要控制進料高于出料，避免堵管現(xiàn)場發(fā)生。

（4）每倉混凝土澆筑結(jié)束后應(yīng)將溜管沖洗干凈，同時打開緩降器頂板檢查，保證無結(jié)塊堆積料，防止管內(nèi)結(jié)塊導(dǎo)致下次澆筑時堵管。

（5）施工時配備足夠通訊器材，保證斜井上下人員聯(lián)系暢通，施工過程中出現(xiàn)異常及時處理，防止意外發(fā)生。

4、結(jié)語

安徽績溪抽水蓄能電站引水斜井鋼管混凝土回填施工中，混凝土入倉均采用溜管入倉方式，在斜井長度大、坡度陡、空間小的制約條件下，有效解決了長斜井混凝土施工入倉問題，保證了施工安全、質(zhì)量與進度。溜管系統(tǒng)利用封閉耐磨合金鋼管和緩降管結(jié)合，控制混凝土骨料不外溢飛濺，保證施工安全，H型緩降管有效控制混凝土下滑深度，防止骨料分離，減緩溜管系統(tǒng)磨損與沖擊破壞，取得了良好效果。實際施工中混凝土入倉速度約20m3/h，入倉混凝土未出現(xiàn)骨料分離、離析、初凝等現(xiàn)象，能夠滿足長斜井鋼管混凝土回填施工要求，整套混凝土溜管施工系統(tǒng)安全便捷、運行可靠、經(jīng)濟實用，取得了良好的應(yīng)用效果。