黃 兵，陳遠(yuǎn)揚

（遼寧潤中供水有限責(zé)任公司,遼寧 沈陽 110166）

超長隧洞混凝土物料的垂直運輸

黃 兵，陳遠(yuǎn)揚

（遼寧潤中供水有限責(zé)任公司,遼寧 沈陽 110166）

大伙房水庫輸水工程超長隧道施工過程中，某標(biāo)段總長約 23km，中間共計 3 條施工支洞，平均每段長約 8km。在施工供料過程中采用投料豎井供料，極大的提高了工作效率，同時也提高其它工作面工作效率。

超長隧洞；投料豎井；工作效率

1 設(shè)置投料孔必要性

1）現(xiàn)澆仰拱混凝土，根據(jù)進度估算供應(yīng)能力17 m3/h 左右 (主要考慮現(xiàn)澆仰拱的中心角度需進一步擴大，以滿足與模板臺車進行接口)，因此混凝土供應(yīng)能力應(yīng)滿足 32m3/h，在主洞通過列車編組，需乘一定的儲備系數(shù)取 1.5，滿足設(shè)備故障和勞動生產(chǎn)率的影響，能夠容易滿足，支洞的供應(yīng)能力取1.5 的系數(shù)，這樣支洞供應(yīng)能力應(yīng)為 72m3/h?？紤]大車配備 5m3的混凝土罐車進行運輸，需要 4.8 min 供應(yīng)一趟車，但由于采用斜井運輸，中間有吊機轉(zhuǎn)運和支洞運輸時間，洞外存在混凝土罐車和出碴車輛的干擾、洞內(nèi)考慮與錨桿、網(wǎng)片、拱架及其它材料的供應(yīng)矛盾，即使配備大車在支洞供應(yīng)混凝土，要完成攪拌、運輸、轉(zhuǎn)運等作業(yè)亦非常緊張，考慮冬季施工和連續(xù)高產(chǎn)能力，必須有非?？煽康墓┝夏芰?。因此投料孔方案是較為合適的選擇。

2）根據(jù)以往長距離洞內(nèi)混凝土運輸經(jīng)驗，混凝土的長距離運輸受運輸形式、轉(zhuǎn)換、運輸距離長等不利影響，混凝土塌落度損失較大、混凝土灌注經(jīng)常堵管等，易出現(xiàn)混凝土質(zhì)量等問題，因此，必須采用特殊措施盡量避免混凝土性能的損失，采用投料孔具有減少運輸方式轉(zhuǎn)換次數(shù)，混凝土性能易于保證等特點，為確保工程質(zhì)量和軟弱地段施工的安全，混凝土性能的提高至關(guān)重要。

3）采用投料孔可集中運輸混凝土，而支洞可運輸材料及人員通行等。因此，在 13 號、14 號支洞設(shè)置投料孔，15 號支洞斷面較大直接由支洞運輸。同時 13 號、14 號支洞坡度較大，運輸混凝土對施工安排和車輛運行速度影響都較大。

4）汽車平板和混凝土罐的總重要接近 25t，在供料過程中屬重車下坡，汽車平板又必須自行改裝，13 號、14 號坡度分別為 11.3%和 16.8%，正常狀況下，支洞內(nèi)需同時運行 6～8 輛車，安全隱患非常大。采用投料孔可大大減少支洞行車密度。

基于以上考慮，主洞施工進料系統(tǒng)應(yīng)該采用投料孔。

2 投料孔設(shè)計

2．1 豎直投料孔設(shè)計

豎直投料孔結(jié)構(gòu)組成主要有接料倉、井身、投料管、緩沖器等部分，投料孔管子下雙管。

2．2 投料孔井底附屬工程設(shè)計

考慮在投料孔的使用過程中，經(jīng)常有混凝土濺落在接料線上，且投料運輸系統(tǒng)沖洗要產(chǎn)生大量的廢水廢碴，加之投料孔外壁地下水的排放，因此在井底設(shè)計完善的排水系統(tǒng)。主要包括截水溝、排水溝、小型水倉（兼沉淀池）等。

3 投料孔施工

3．1 工藝流程

投料孔選用 XB-325 旋轉(zhuǎn)空心鉆機成孔，成孔直徑 0.325m?？卓诓捎脙?nèi)徑 426mm、壁厚 5 mm、長 30m 的鋼管進行護口。施工鉆機移位起重采用塔式起重機,鉆孔中所取的巖石存放指定地點。投料管的安裝采用注水泥漿進行固定。

3．2 工藝方法

1）測量定位。通過已有的基準(zhǔn)點將施工坐標(biāo)點引測至施工現(xiàn)場內(nèi)設(shè)置的臨時樁點上，以方便鉆孔定位和檢查，孔位定位誤差在施工允許范圍之內(nèi)。

2）孔口施工。對施工場地進行必要的硬化后,根據(jù)測量放線的點位進行鉆架組裝，組裝完畢后進行孔口施工，護口管中心定位偏差不大于 20 mm?？卓谟猛鈴?φ426mm、壁厚 5mm，長 30m的鋼管做護壁，泥漿潤滑。

3）鉆機安裝及鉆孔施工。鉆機安裝在定位好后立即進行全面的鉆機調(diào)試和垂直度的檢查，成孔開始前應(yīng)充分做好準(zhǔn)備工作，成孔施工應(yīng)一次不間斷地完成，不出現(xiàn)無故停鉆，做好施工原始記錄。

施工中首先在鉆機上設(shè)置導(dǎo)向，鉆機定位準(zhǔn)確、水平、穩(wěn)固，鉆機回轉(zhuǎn)盤中心與護筒中心的允許偏差不大于 20mm。鉆機定位后用鋼絲繩將護筒上口掛帶在鉆機底盤上，成孔過程中鉆機塔架頭部滑輪組，回轉(zhuǎn)器與鉆頭應(yīng)始終保持在同一鉛垂線上的狀態(tài)下鉆進。鉆孔施工過程中定期進行垂直度的檢查，保證垂直度小于 2/100。

鉆機鉆頭采用直徑 325mm 的空心鉆，鉆進速度先輕壓、慢轉(zhuǎn)，進入正常工作狀態(tài)后，逐漸加大轉(zhuǎn)速和鉆壓，嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)速和鉆壓穩(wěn)增或穩(wěn)減。一般土層使用Ⅱ檔（70 轉(zhuǎn)/分），在特殊情況下使用Ⅰ檔（40r/min），其鉆進快與慢,根據(jù)巖層地質(zhì)條件的變化而變化。成孔后采取措施保護好孔口，防止雜物掉落孔內(nèi)。

4）下放投料管。在鉆孔深度達(dá)到 117～118m時停鉆，對孔徑、孔的垂直度進行檢測。經(jīng)檢查合格后，下放投料管。

①下管前準(zhǔn)備工作。精確測量井身深度和每節(jié)鋼管實際長度并進行編號。鋼管之間采用對焊焊接，為保證對焊質(zhì)量，預(yù)先在每根鋼管兩端割45°坡口，在距起吊端 1.2m 處沿周邊，均勻焊設(shè) 3個起吊卡塊，卡塊厚 10mm，長寬在 30～50mm；為便于控制對接精度，保證連接強度，預(yù)先在起吊端沿周邊，均勻焊設(shè) 3個對中連接塊。

②下管。利用鉆機井架進行起吊下放。下管工藝如下圖1所示。

圖1 投料管下管工藝框圖

5）注漿固定投料管。投料管安裝好之后對側(cè)壁注水泥漿固定。參照類似工程經(jīng)驗，漿液配比采用 W/C＝0.3 的濃漿液，注漿時先抽水再注漿，并要保證投料管內(nèi)的水頭壓力和側(cè)壁的漿液壓力平衡（按此配比，需保證投料管內(nèi)水頭高于側(cè)壁漿液1.2m），防止跑漿。

注漿完成后，等強一周，再采用直徑為 219 mm 的鉆頭進行最后 2～3m 的鉆孔施工，達(dá)到投料孔的順利貫通。

3．3 井底緩沖裝置設(shè)計

緩沖器是為減緩出料口混凝土出料速度，避免因混凝土出料對接料罐車的強烈沖擊而設(shè)置的一種緩沖裝置，其主要部件是一節(jié)一定長度的盲管。其工作原理是管內(nèi)高速下落的混凝土撞擊盲管底部經(jīng)加厚的底座，速度明顯減慢，然后由緩沖器出料口排入混凝土罐車中。在投料管底部設(shè)置撐架，避免投料管受沖擊后下移，拉壞地表井口鎖定裝置，造成事故。根據(jù)類似施工經(jīng)驗，緩沖器設(shè)計長度為 1100mm，盲管長 300mm，出料角度 30°。

另外，考慮投料孔使用過程中，混凝土的濺落和投料運輸系統(tǒng)在沖洗中產(chǎn)生的大量廢水廢碴，在井底設(shè)計排水溝，將水引排至主洞的污水沉淀池中。

4 結(jié)語

大伙房水庫輸水工程中還有多個投料豎井，在供料系統(tǒng)中起著極大的作用，同時也提高了各個工作面的工作效率，實踐證明該豎井是科學(xué)的，同類項目可以借鑒。

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2013-03-15