趙 文 升， 張 彬

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 概 述

向家壩水電站南總干渠首部取水隧洞工程全長4.8 km，洞身開挖形式為馬蹄形斷面，縱比降為3/1 000～1/3 000，隧洞襯砌混凝土設(shè)計為鋼筋混凝土全斷面圓形襯砌，襯砌后凈空直徑為6 m，采用全圓針梁臺車全斷面混凝土襯砌施工。襯砌厚度隨圍巖類別的不同而變化，Ⅳ類圍巖襯砌厚度為40 cm，Ⅴ類圍巖襯砌厚度為50 cm?；炷烈r砌分倉原則上不大于12 m，30～50 m段設(shè)置結(jié)構(gòu)縫，圍巖類別發(fā)生變化的位置亦應(yīng)設(shè)置結(jié)構(gòu)縫。

該隧洞工程混凝土襯砌倉位長12 m，傳統(tǒng)的混凝土入倉方法是通過HBT60輸送泵接泵管推送混凝土至下料口入倉。為使混凝土下料均勻、左右倉面對稱上升，往往需布置多處下料口，且需多名澆筑人員手動重復(fù)多次對泵管進行接長、拆卸或轉(zhuǎn)移[1]，才能保證每一倉混凝土的順利澆筑。

采用傳統(tǒng)方法進行針梁臺車混凝土襯砌施工，其混凝土澆筑質(zhì)量、施工進度、人員配置、施工成本等幾方面均存在以下不足：

(1)混凝土澆筑質(zhì)量。①針梁臺車下料窗口高度不同，泵管多次接至下料窗口處，泵管連接、倒管頻繁，混凝土管內(nèi)停滯時間過長，極易造成堵管[2]。②局部下料窗口距離倉面高差大于2 m，混凝土入倉后易造成骨料與漿液分離，和易性較差，局部混凝土澆筑質(zhì)量難以保證。③因多次倒運泵管，不易保證倉內(nèi)左右對稱下料而造成臺車左右位移，進而影響到混凝土澆筑質(zhì)量。

(2)施工進度。每一倉混凝土澆筑過程中接管、拆管、倒管頻繁，導(dǎo)致混凝土入倉強度降低，最高入倉強度約為9 m3/h,12 m倉位最低需耗時15 h。

(3)人員配置。每一倉混凝土通常配置5名澆筑人員，澆筑過程中拆卸、安裝泵管時需4名人員操作，且澆筑作業(yè)中斷，澆筑工效很低。

(4)施工成本。①澆筑時間偏長，施工成本相應(yīng)增加且影響施工進度。②泵管材料多次安拆易損耗，進而增加了施工成本。

如何提高混凝土澆筑質(zhì)量、加快混凝土施工進度、減少泵管安拆及轉(zhuǎn)移次數(shù)、降低混凝土襯砌施工成本，需要從混凝土入倉方式進行改進。項目部組織現(xiàn)場實地勘查與研究后認為在針梁頂部平臺處安置混凝土分料裝置可以解決上述問題。

2 混凝土分料裝置

2.1 混凝土分料裝置的組成

混凝土分料裝置由一級分料斗、一級分料槽、二級分料筒、外接溜筒四部分組成。一級分料斗安裝在針梁臺車中部針梁頂部平臺處，一級分料斗兩側(cè)與一級分料槽焊接連接，二級分料筒與一級分料槽采用插入式連接并用螺栓固定。外接溜筒采用拉筋穿二級分料筒端頭吊耳連接[3]?；炷练至涎b置組成情況見圖1、2。

圖1 一級分料斗

圖2 二級分料筒

2.2 混凝土分料裝置的技術(shù)參數(shù)

(1)一級分料斗。一級分料斗材質(zhì)采用厚1.5 mm的鋼板拼裝焊接，結(jié)構(gòu)為倒棱臺體，自重約9.8 kg。頂面尺寸為50 cm×55 cm(寬×長)，底面尺寸為40 cm×40 cm(寬×長)，底面夾角為162°，高度為45 cm。一級分料斗兩邊開橢圓孔(孔高30 cm)，橢圓孔處設(shè)啟閉閘板(厚1.5 mm鋼板)控制骨料的下泄。

(2)一級分料槽。一級分料槽材質(zhì)采用1.5 mm厚鋼板拼裝焊接，結(jié)構(gòu)為矩形槽形式，每個自重約13.7 kg，底寬40 cm，兩側(cè)邊高20 cm，槽長145 cm，安放水平夾角為9°。一級分料槽與二級分料筒連接端底部有卡槽，縫寬1.5 mm，卡槽深10 cm，兩側(cè)邊開螺栓孔(與二級分料筒連接后固定)。

(3)二級分料筒。二級分料筒采用直徑200 mm、壁厚1.5 mm的鋼管。以每側(cè)一級分料槽為軸線設(shè)置2條二級分料筒，夾角為60°。二級分料筒有1#、2#兩種規(guī)格：1#二級分料筒單個自重約0.75 kg,2#分料筒單個自重約1.3 kg。 1#二級分料筒長110 cm，2#二級分料筒長190 cm。每種規(guī)格與一級分料槽連接端都有10 cm長翼板，用于插入至一級分料槽卡槽內(nèi)并與其連接。兩種規(guī)格的二級分料筒按施工需求由人工更換。

(4)外接溜筒。外接溜筒材質(zhì)采用直徑200 mm、壁厚1.5 mm的鋼管。包括兩種結(jié)構(gòu)：一種結(jié)構(gòu)為“L”型溜筒,單個自重約1.5 kg。長邊115 cm,短邊105 cm,長短邊的夾角為100°；另一種結(jié)構(gòu)為直線型溜筒，單個自重約0.5 kg。將外接溜筒與二級分料筒連接端加工成方形喇叭口，二級分料筒嵌入喇叭口中用拉筋穿吊耳將外接溜筒與二級分料筒連接固定?！癓”型結(jié)構(gòu)連接后的二級分料筒與外接溜筒夾角呈100°。直線型溜筒與二級分料筒連接后起延伸至窗口的作用。外接溜筒按照施工需要可由人工自由拆卸與安裝。

(5)加固裝置。加固裝置包括一級分料斗、一級分料槽的底部支撐結(jié)構(gòu)和二級分料筒及外接溜筒的加固方式。底部支撐結(jié)構(gòu)采用Φ20鋼筋焊接桁架，桁架與平臺焊接牢固，將桁架連接桿與一級分料斗四邊交角處焊接固定；桁架與一級分料槽底部焊接固定。

二級分料筒之間用Φ20鋼筋連接，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。外接溜筒上下左右外壁設(shè)置吊耳，用Φ20鋼筋一段焊接在針梁臺車翼板處，另一端與外接溜筒吊耳連接，以起到外接溜筒的固定作用。混凝土分料裝置的結(jié)構(gòu)尺寸見圖3。

3 實施方法

3.1 裝置與針梁臺車關(guān)聯(lián)

全圓針梁臺車模板自帶窗口，橫向窗口布置在模板底部中心、反弧段、腰線部位、起拱部位、頂部中心處。除起拱部位窗口距離頂部窗口2.4 m外，其余窗口之間的距離為1.2 m?？v向窗口每隔3 m設(shè)置一排，共4排?；炷练至涎b置出料口布置于中間兩排窗口處出料。

圖3 混凝土分料裝置結(jié)構(gòu)圖

一級分料斗與一級分料槽在混凝土襯砌過程中于針梁臺車上永久固定，二級分料筒為1#、2#兩種規(guī)格，按照二級分料筒實際控制的窗口區(qū)域分別選用二者之一。1#二級分料筒控制起拱窗口與腰線窗口之間的澆筑區(qū)域；2#二級分料筒控制腰線窗口與反弧段窗口之間的澆筑區(qū)域；外接溜筒控制反弧段窗口與底部窗口之間的澆筑區(qū)域。

3.2 實施程序

混凝土分料裝置安裝完畢→一級分料斗進料→左右兩側(cè)一級分料槽分料→反弧段窗口以下混凝土澆筑→拆除“L”型溜筒→接直線型溜筒(該溜筒與2#二級分料筒連接)→腰線窗口與反弧段窗口之間區(qū)域混凝土澆筑→拆除2#二級分料筒并安裝1#二級分料筒并與一級分料槽連接→腰線窗口與起拱窗口之間區(qū)域混凝土澆筑→泵管接至頂拱沖天孔處→起拱窗口以上混凝土澆筑?；炷练至涎b置的實施情況見圖4。

圖4 混凝土分料裝置立面圖

4 技術(shù)先進性分析

4.1 混凝土澆筑時間對比

經(jīng)對多倉混凝土澆筑時間進行統(tǒng)計對比后得知：采用分料裝置進行混凝土襯砌后，由傳統(tǒng)方法入倉平均需時16.35 h降低到平均12.19 h。多倉混凝土澆筑時間對比情況見圖5。

4.2 分料裝置的先進性

針對混凝土分料裝置的實施與傳統(tǒng)方法混凝土入倉從以下幾方面進行了比較分析(表1)。

5 結(jié) 語

針梁臺車混凝土分料裝置結(jié)構(gòu)單一、重量輕、造價低廉、操作簡單、安裝方便并可重復(fù)使用，每一倉混凝土澆筑到相應(yīng)窗口后，只需人工更換對應(yīng)的二級分料筒或外接溜筒，即能有效地解決混凝土襯砌過程中混凝土入倉后骨料分離及人工多次倒換泵管的情況出現(xiàn)，采用該裝置，每一倉混凝土澆筑保證了連續(xù)作業(yè)，節(jié)約了施工成本，加快了施工進度，為隧洞混凝土襯砌施工順利完成提供了有力保障。項目部自主研發(fā)的混凝土分料裝置在實施過程中各項性能穩(wěn)定，取得了成功，對類似隧洞混凝土襯砌施工具有一定的借鑒作用。

圖5 混凝土澆筑時間分析圖

表1 傳統(tǒng)方法與混凝土分料裝置技術(shù)先進性對比表