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(yùn)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(xiàng)目實(shí)際條件，采用支洞礦井提升機(jī)有軌運(yùn)輸，在主支洞交叉段經(jīng)輪式混凝土罐車，二次倒運(yùn)至施工現(xiàn)場的混凝土運(yùn)輸方式，在工程實(shí)踐運(yùn)用中取得了成功，保證了工程項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)度和工程質(zhì)量，同時(shí)，該技術(shù)方案也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

長距離；大坡度；混凝土運(yùn)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(yùn)輸方式采用JK-2.5×2.2型礦井提升機(jī)軌道運(yùn)輸。

2 支洞運(yùn)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(jī)同時(shí)用于洞內(nèi)施工物料運(yùn)輸。照明、通風(fēng)及排水設(shè)施沿洞壁側(cè)布置，同時(shí)設(shè)置一道110 cm寬人行道，用于施工人員的進(jìn)出及支洞設(shè)施的檢修、維護(hù)。詳見下圖1。

圖1 支洞軌道運(yùn)輸布置橫斷面圖

3 混凝土運(yùn)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(yùn)至施工現(xiàn)場，支洞坡度大、線路長、斷面小，運(yùn)輸難度大，支洞混凝土的運(yùn)輸供應(yīng)能力決定著襯砌混凝土的施工進(jìn)度。

現(xiàn)場混凝土自洞口處拌和站拌合后直接通過溜槽進(jìn)入軌道式罐車內(nèi)，由專用軌道罐車運(yùn)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(yùn)至襯砌臺(tái)車施工現(xiàn)場。根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況，為減少主洞與支洞交叉口位置混凝土二次倒運(yùn)占用時(shí)間，采取對(duì)巖體局部擴(kuò)挖方式對(duì)交叉口平坡段軌道進(jìn)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(jìn)輪式混凝土罐車內(nèi)。

4 主要設(shè)備配置

1）礦井提升機(jī)。支洞外設(shè)置兩套JK-2.5×2.2型礦井提升機(jī)，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(yùn)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(shí)依靠自重帶動(dòng)罐體轉(zhuǎn)動(dòng)，保證混凝土的工作性不受影響。卸料時(shí)，在主支洞交叉口處，外接電源驅(qū)動(dòng)罐車上已安裝的電機(jī)帶動(dòng)罐體旋轉(zhuǎn)卸料。

5 襯砌混凝土供應(yīng)能力驗(yàn)算

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

1）拌合能力驗(yàn)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(shí)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(shí)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(yùn)輸能力驗(yàn)算。支洞混凝土的運(yùn)輸能力決定了主洞混凝土施工的進(jìn)度。采用2臺(tái)6 m3軌道罐車，單臺(tái)設(shè)備工作總重量16.1 t，25 t牽引力的礦井提升機(jī)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(jī)下放運(yùn)輸罐車速度控制在2.5 m/s，支洞運(yùn)輸時(shí)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(jī)返回至拌和站，提升速度控制在3.5 m/s，運(yùn)輸時(shí)間6 m in，則運(yùn)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(jì)需用時(shí)46m in，綜合考慮，一個(gè)循環(huán)按50 m in計(jì)算。則2輛軌道式每小時(shí)可向主洞內(nèi)運(yùn)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(yùn)輸采用3輛輪式罐車可滿足連續(xù)澆筑要求。

經(jīng)過驗(yàn)算，采用該方式運(yùn)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(biāo)驗(yàn)證

混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C35W 12F200，經(jīng)現(xiàn)場對(duì)實(shí)際完成一個(gè)混凝土運(yùn)輸循環(huán)期間，拌合站與運(yùn)抵作業(yè)面混凝土各項(xiàng)性能參數(shù)的測定，采用該運(yùn)輸方案混凝土運(yùn)至施工現(xiàn)場較拌合站出料時(shí)，含氣量將減少0.2%～0.5%，坍落度損失10～25 mm，混凝土28 d強(qiáng)度指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。因此，該運(yùn)輸方案能夠保證混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)，對(duì)混凝土質(zhì)量無不良影響。

通過工程實(shí)踐也證明該項(xiàng)目采用的運(yùn)輸方案技術(shù)上可行，工程的進(jìn)度也未受影響。

7 注意事項(xiàng)

7．1 混凝土運(yùn)輸進(jìn)度保證措施

為保證運(yùn)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(duì)于施工計(jì)劃的認(rèn)識(shí)，做好施工前的組織工作。嚴(yán)格執(zhí)行每一倉澆筑的工期計(jì)劃，嚴(yán)格按照循環(huán)時(shí)間進(jìn)行混凝土澆筑安排。

2）從施工方案上嚴(yán)格技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝措施，嚴(yán)明施工紀(jì)律，嚴(yán)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(yàn)，提出加快施工進(jìn)度的措施。

3）優(yōu)化資源配置，成立專門運(yùn)輸班組，保證混凝土運(yùn)輸連續(xù)、高效；保證運(yùn)輸方案的有效實(shí)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(yán)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(hù)制度、安全交底制度、安全評(píng)比制度、機(jī)械設(shè)備安全管理制度。

2）嚴(yán)格執(zhí)行礦井提升機(jī)的日常檢查制度，杜絕帶病作業(yè)。

3）安排專職安全員負(fù)責(zé)混凝土運(yùn)輸期間主支洞交叉口處的安全。必要時(shí)進(jìn)行洞內(nèi)交通管制。

8 結(jié)語

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

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

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