关键词:混凝土；溜灰管；垂直运输；技术
1引言
在国内外地下隧洞工程施工过程中，大多数拌合系统布置在洞外，采用混凝土搅拌运输车将混凝土运输至工作面，保温成本及运输成本较高；或将拌和系统布置在洞内，将混凝土原材料运输至洞内拌和系统部位，由于受空间限制需要进行扩挖及后续回填，施工成本较高且施工干扰较大。随着严寒地区工程规模的不断发展及开发，原常规的拌合系统布置在洞外或洞内重新扩挖布置场地的工艺方法、成本等已不能满足现实工程建设的需要；因此结合常规拌和系统规划布置方案，将拌和系统布置在洞外，采用在竖井内布置溜灰管进行垂直运输混凝土。
2工程简介
新疆某输水工程主洞总长为18.2km，其中TBM施工段长15.632km、钻爆法施工段长2.568km；设计混凝土方量为20万m3，其中C30W10喷混凝土5万m3，C30W6F50铺底混凝土约3万m3，C35W10F50衬砌混凝土约12万m3。
根据工程施工总规划布置，主洞（包括TBM段及钻爆段）均为地下隧洞，埋深215～700m；且仅规划了一条支洞作为本工程施工通道，支洞总长2200m，综合坡比11.84%，该支洞同时担负主洞上游TBM施工段和主洞下游钻爆洞段的所有风、水、电管路布置及交通运输任务。
3混凝土溜灰管垂直运输施工工艺
结合本工程施工总规划布置，混凝土系统布置在支洞与主洞交叉口下游对应地面位置，通过采取半埋式保温棚及竖井加垂直溜管运输混凝土的方式，将混凝土通过溜灰管及缓冲器从拌合系统溜至井底。
垂直运输系统由安装缓冲器、溜灰管、井口下料系统及井底储料、接料系统组成，井口利用工字钢及3mm钢板加工制作移动式溜槽平台1座，混凝土经拌合站主机下料口进入移动式溜槽平台至中转储料仓后通过溜灰管上端受料斗进入溜灰管。若垂直运输系统产生故障无法保证正常运输混凝土时，则将移动式溜槽平台从拌合站下料口下方移出，切换为混凝土罐车通过支洞直接拉料至洞内工作面或安装洞倒运至内燃机车混凝土罐，保障混凝土连续施工。
4溜灰管垂直运输存在问题及处理措施
4.1溜灰管垂直运输混凝土工艺存在问题
4.1.1堵管
⑴配置溜灰管的直径太小、管子安装不垂直等；
⑵混凝土中石子粒径过大或粗骨料太多，粒径越大，在溜灰管内的下落速度越快，从而导致混凝土离析严重，粗骨料聚集发生堵管；
⑶混凝土的坍落度过小而导致混凝土流动性不良，而且砂浆太稠致其与管道的摩擦阻力增大；
⑷混凝土经拌和系统搅拌后下放至料底集料斗内，未安排人员控制下料的速度，下料速度过快只是溜灰管堵管；
⑸溜灰管破损，导致混凝土浆液流失，粗骨料集中堆积造成堵管；
⑹拌合站拌制人员与溜灰管底部接料人员联系配合不到位，下料人员一直下料致使接料不及时或过剩导致的堵管。
4.1.2离析
⑴采用溜灰管输送混凝土，由于组成混凝土各物料组分的比重不同，一般骨料比重为2.5～2.6t/m3;因而导致在溜灰管内靠自重下落的速度不同，碎石与砂浆出现离析的现象；
⑵溜灰管垂直运输高差大，未采取缓降措施导致骨料与浆液离析。
4.1.3溜灰管磨损
⑴选配的溜灰管耐磨性差、管子安装不垂直等；
⑵混凝土和易性差，骨料分离导致骨料冲刷管壁造成磨损；
⑶溜灰管垂直运输高差大，未采取缓降措施，致使长时间骨料与管壁之间高速摩擦而磨损。
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4.2预防及处理措施
4.2.1预防及处理堵管措施
⑴增大溜灰管直径，选用直径为159mm或219mm无缝钢管作为溜灰管；在每根溜灰管中部处设计“喘气孔”，以减少溜灰管内空气对混凝土的阻力，保证混凝土的连续施工。
⑵配合比设计，严格控制石子粒径（不超过40mm），采用流动性大的混凝土。通过提高混凝土的砂率及增加水泥用量，砂率按照40%左右，水泥增加15%左右时，水灰比控制在0.4～0.45，满足强度及流动性要求。
⑶混凝土溜灰管连接采用高强螺栓加垫片，保证紧密不漏气，不漏浆。
⑷在安装溜灰管时，通过双提升稳车调整保证溜灰管垂直，减小混凝土在溜灰管内的下落阻力。
⑸浇筑混凝土过程中加强井上下联系沟通，采用有线电话及对讲机等保证井上下沟通顺畅，保证下料顺利。
⑹混凝土浇筑过程中要严格控制溜槽内混凝土的流量或流速，将混凝土控制在半管，严禁混凝土下放过快。
⑺在溜灰管上部漏斗处设置格筛，防止粒径过大的石子或物体漏入溜灰管；同时设专人看管溜槽及上部漏斗，发现大块物体或如水泥袋等杂物立即拣出。
⑻每次混凝土施工结束后，用清水及时清理混凝土溜灰管，保证管壁无浆液粘结。
⑼发生溜灰管堵管时，采用井口备用的4m3的移动式空压机，通过风管连接至溜灰管上口处，采用高压风将堵塞的混凝土压出；若堵塞长度过大一定时间内无法处理完成时，通过井口布置的稳车将溜灰管提升至井口处理。
4.2.2预防及处理混凝土离析措施
⑴为提高混凝土自身的抵抗分离性，选用粒径不超过40mm的骨料，严格控制含泥量，骨料应合理连续级配。
⑵在正式下料前，应先下一定量（50mm厚左右）的与混凝土内砂浆成分配比相同的水泥砂浆垫底。
⑶保证连续均匀下料。
⑷溜灰管底部安装缓冲器。
4.2.3预防溜灰管磨损及更换措施
⑴溜灰管采用壁厚8mm和12mm的锰钢管，保证溜灰管的耐磨性。
⑵采取措施增加溜灰管的耐磨性：在每节溜灰管两端内壁上焊接3根螺纹钢短节，以增加溜灰管的使用时间。
⑶在安装溜灰管时，通过双提升稳车调整保证溜灰管垂直，减小混凝土在溜灰管内的下落阻力，减小混凝土对溜灰管的冲刷磨损。
⑷在每次混凝土施工后，及时安排人员对溜灰管磨损情况进行检查，发现问题及时处理更换；若浇筑期间溜灰管出现磨透现象，为防止仓内混凝土初凝，由人员采取安全措施后对磨透部位进行橡胶皮包扎，继续进行浇筑，待浇筑结束后及时更换。
⑸在进行溜灰管更换时，井底人员全部撤离，通过井口布置的稳车将溜灰管提升至井口，然后依次进行溜灰管的更换并下放。
5溜灰管垂直输送混凝土技术优越性及经济效益
⑴采用溜灰管垂直运输混凝土，在施工技术上是一种创新，为后续类似工程提供了可行的参考技术方案。
⑵若是竖井正井法施工，采用溜灰管垂直输送混凝土，占用井筒空间少，不占用吊桶提升时间，大大缩短了整个工序的循环作业时间；即使是通过溜灰管垂直运输混凝土保证主洞混凝土施工，减少洞外至洞内水平运输时间，同样提高施工效率。
⑶采用溜灰管垂直运输混凝土，减少混凝土无轨运输的成本，且降低了斜支洞交通安全风险。
⑷通过采用溜灰管垂直运输混凝土，在保证质量安全的前提下，施工进度快，施工成本降低，且赢得建设、设计及监理单位的一直好评。
6结束语
在竖井施工或者利用竖井作为混凝土运输通道的工程施工时，常规的混凝土运输方式为拌和系统设置在洞外，通过混凝土搅拌车将混凝土运输至洞内工作面；或者是将拌和系统布置在洞内，需要将混凝土原材料运输至洞内，无论采用哪种形式，均需要发生较大的运输成本且交通安全风险较大。采用溜灰管垂直运输混凝土技术，在保证质量安全的前提下，施工效率高、安全保证性高、施工成本低，可以在较多的工程中推广应用。
参考文献：
[1]胡晓日.缓降溜管在碾压混凝土垂直运输中的应用[A].中国碾压混凝土筑坝技术.2008.
[2]焦宏彬.水利水电工程施工组织设计手册.4.北京：中国水利水电出版社，1991.
论文作者:安一,李久源
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年5卷20期
论文发表时间:2019/12/2
标签：混凝土论文; 骨料论文; 系统论文; 竖井论文; 井口论文; 溜槽论文; 洞内论文; 《工程管理前沿》2019年5卷20期论文;