溜槽技术在长距离有轨斜井施工中的应用

1、溜槽技术在长距离有轨斜井施工中的应用第29卷第3期2009年6月隧道建设tunnelconstructionvol_29no.3june2009溜槽技术在长距离有轨斜井施工中的应用刘龙卫,秦亮,唐道国,黎中文(中国中铁隧道集团一处有限公司龙厦铁路项目经理部,福建龙岩364000)摘要:以象山特长隧道3斜井有轨运输混凝土输送施工技术为例,介绍敞口式溜槽沿长大,陡坡斜井向下输送混凝土的施工技术.此项技术的成功应用,极大地提高了有轨斜井混凝土的运输能力,打破了有轨斜井施工过程中,由于混凝土运输能力受限而制约仰拱,填充及二衬混凝土施工进度的瓶颈,有较好的推广使用意义和参考价值.关键词:长距离,陡坡;有

2、轨斜井;溜槽技术中图分类号:td55;u455文献标志码:b文章编号:1672741x(2009)03035204applicationofchutetransportationtechnologyinlonginclinedshaftwithrail-boundtransportationsystemliulongwei,qinliang,tangdaoguo,lizhongwen(longyanxiamenrailwaydepartmentofthe1stengineeringco.,ltd.ofchinarailwaytunnelgroup,longyan364000,fujian,ch

3、ina)abstract:takingtheconcretetransportationtechnologyusedinno.3inclinedshaftofxiangshanextralongtunnelasanexample,theauthorspresenttheconcretedelieverytechnologybyusingopenchutealongthelongandsteepinclinedshaft.thesuccessfulapplicationofthistechniquegreatlyimprovedthetransportationcapacityoftheincl

4、inedshaftinstalledwithrailboundtransportationsystem.furthermore,thistechniquesolvedtheproblemoflimitedconcretetransportationcapacity,whichrestrictstheconstructionscheduleofinvert,fillingandsecondaryconcretelining.thetechnologyshouldbepromotedorreferredforotherprojectsinthefuture.keywords:longandstee

5、pslope;inclinedshaftwithrailboundtransportationsystem;chutetechnology0引言随着国家投资基础建设力度的不断加大,以及铁路,高速公路建设标准的不断提高,在铁路,公路建设过程中,长大,特长隧道经常出现,通常采用通过斜井实现长隧短打的做法来确保工期.由于受地形限制,不得已而采用有轨运输斜井,长期以来有轨运输斜井向井下运送混凝土的问题一直制约衬砌施工进度,且安全隐患较大j.国内水工隧道中有通过溜槽向下输送混凝土的案例,但其最大长度在200m左右一.象山隧道溜槽技术的成功应用,解决了埋深大于200m的陡坡有轨斜井输送t昆凝土的难题,既保

6、证了混凝土的快速施工,又降低了安全隐患.l工程概况象山隧道位于福建省境内,为龙厦铁路的重点控制工程.隧道采用单线双洞方案,左线隧道总长15898m;右线隧道总长15917m,设计车速为200km/h.为满足施工需要,加快施工进度,根据隧道施工组织设计,整个隧道共设有5座斜井,其中,1,5斜井为无轨运输斜井,2,3,4为有轨运输斜井.象山隧道3斜井全长为905.65m,为全线最长的有轨运输斜井,位于线路前进方向右侧,与线路大里程方向夹角为l7.,斜井倾角为23.o8.原设计采用3车道,但在施工前经过断面优化,将其变更为4车道.提升系统主要采用2.5m和3.0m的大型矿用双滚筒提升机.其中,2.5

7、m的主要承担施工人员,喷浆料和其他用于主体工程的材料运输任务;3.0m的主要承担洞内出碴任务.但到达正洞施工后,利用轨行式混凝土罐车运输混凝土不能满足现场施工的需要,决定将2.5m双筒提升系统改为单筒提升,将靠近边墙一侧的轨道预留出来,做为混凝土溜槽的安装位置.2溜槽施工方案的确定2.1溜槽断面尺寸的确定象山3斜井的溜槽技术是在总结2斜井溜槽技收稿日期:20090415;修回日期:2009-0513作者简介:刘龙卫(198o一),男,陕西杨陵人,2003年毕业于长安大学桥梁工程专业,本科,助理工程师,主要从事隧道工程施工技术管理工作.第3期刘龙卫,等:溜槽技术在长距离有轨斜井施工中的应用术在实

8、际施工过程中成功应用的基础上建立起来的,为确保3斜井溜槽的一次试验成功,所以,在溜槽断面的设计及加工上,优先考虑采用2斜井溜槽的断面尺寸,并且在加工时,对其断面尺寸进行了改造和优化,具体尺寸如图1所示(溜槽的底部是半径为150mm的圆弧).图1溜槽横,纵断面尺寸图(单位:mm)fig.1dimensionsofchute(dimensionsinmm)2.2溜槽jd-r材料的选择溜槽采用5mm厚的钢板进行加工,并将钢板切割成长均为150on,宽均为90cm的长方形,再经过机械模型进行静压,使其每块钢板的底部呈u形(如图2所示).最后,采用人工氧焊机在加工好的溜槽四角处割出4个直径为10mm的耳

9、孔,便于在溜槽安装时,两板块之间的联接,固定.联接固定材料可选择3mm的铁丝.图2溜槽加工成品图fig.2photoofchute2.3溜槽混凝土运输的试溜试验3斜井溜槽安装完成后,为了防止混凝土输送过程中出现离析现象,进行了6次c35混凝土试溜试验.每次混凝土下放时的坍落度均控制在160mm,经过试验得出如下结论:由于斜井过长,坡度较陡,j昆凝土在下溜过程中出现了一定的离析现象,表现为粗骨料溜的快,砂浆慢.根据这一情况及时调整工艺,在混凝土下溜前,先溜一盘砂浆,阻隔了粗骨料溜的快的现象.试验表明:混凝土连续下溜整体流动性良好,下溜过程中,无堵塞,停滞现象,混凝土经过845m的下溜,共计耗时约

10、635,流速为2.1m/s,再经混凝土罐车转运至浇筑作业面时间可达31min,浇筑前在罐车内进行快速搅拌后,经测定其坍落度为150mm,从下料至人模整个过程中,混凝土坍落度仅损失10mm,而且最终入模前,混凝土的和易性良好,完全满足施工技术要求.2.4井底储料仓jd-r尺寸及储料方量的确定根据斜井的坡度及接料通道口附近的实际空间大小,现场确定储料仓的加工尺寸及形状.储料仓长度一般为45m即可.在确定其宽度时,一定要保证储料仓与2.5m矿车的安全距离不得小于50cm,确保矿车在运行中的安全通过.结合3斜井井口混凝土拌和能力及洞内运输能力综合考虑,井底储料方量确定为5m.3溜槽方案的实施3.1溜槽

11、的安装及架设3.1.1洞口段拌和机与溜槽的联接过渡为了方便拌和站将拌制好的混凝土及时,顺利地下放至溜槽内,在安装溜槽时,必须将其接长至拌和机的梭料口正下方.由于搅拌机的梭槽坡度陡(当时按60.安装,无调整空间),从搅拌机下放的混凝土下冲力大;而溜槽自身的高度和宽度不能限制混凝土下放后冲出溜槽,致使混凝土洒落在洞口:因此,在洞口增加漏斗进行转载.具体如图3所示.图3井口拌和站至溜槽转载施工图fig.3concretetransferfrommixingstationatshaftportalandchute31.2井身正常段溜槽的架设及安装井身段溜槽在架设,安装之前,测量组根据3斜井坡度及施工交

12、底所示的标高位置,统一施工放样,确354隧道建设第29卷保溜槽安装好后的坡度与斜井一致.同时,所有的钢支架均采用+22mm钢筋加工,并且每隔3m设置一处,用于架立和固定溜槽;溜槽安装时,每2块成型的溜槽钢板问搭接长度不小于5cm,上面的一块紧压下面的一块,确保安装好后的溜槽内坡度一致,光圆顺直,稳定牢固.具体如图4所示.图4井身段溜槽架设及安装图fig.4photoofchuteinstallationintheinclinedshaft3.1.3井底处储料仓设置考虑到混凝土在拌制,下溜及转载运输过程中的时间关系,为避免只有井底灌车在接料通道接料时,井口搅拌机才能搅拌混凝土料并通过溜槽下放的情

13、况出现,充分发挥拌和机及溜槽运输混凝土的能力,在井底接料通道处设置一个储料斗(如图5所示),并在储料斗的下方设置一个可开关的闸门,闸门长,宽均为30cm.即使井底无混凝土罐车接料,拌和站仍可继续拌和,并经溜槽运送至井底储料仓,当罐车到位后,可立即打开闸门下放混凝土,尽量减少罐车由于等料而耽误时间.此种方法,可顺利地解决井口拌料与井底运输相互之间的制约问题,快速,顺利,成功的实现混凝土的立体转载及运输.一图5井底储料仓安装图fig.5photoofconcretestoreinstallationatshaftbottom3.2混凝土运输过程中的质量控制3.2.1原材料的选择水泥采用p?042.

14、5普通硅酸盐水泥;砂采用细度模数为2.52.9的中砂;碎石主要采用自产的碎石,在碎石的质量控制及选择上,主要用516mm和l631.5mm二级级配碎石,在确保骨料有良好的级配前题下,尽量降低骨料空隙率,提高混凝土密实度;粉煤灰采用级粉煤灰;水采用地表水;防水剂采用hm一8型防水剂.3.2.2混凝土配合比见表混凝土的拌制及运输混凝土是由设置在井口的pb1600强制式搅拌机进行搅拌,上料装置采用一整套自动计量上料装置,上料速度快,称量准确,一盘混凝土平均搅拌时间为180s,搅拌好的混凝土经溜槽到井底储料斗,再经井底混凝土罐车转载至施工作业面.表1混凝土配合betable1mixing

15、ratioofconcretekg3.2.4混凝土在下溜时需注意的问题1)在混凝土拌和时,其坍落度应严格控制在120180mm,如果拌和站生产出来的混凝土超出坍落度控制范围时,严禁放料,以免混凝土在下溜过程中产生堵塞,离析现象.2)经过长达845m的溜槽下放后,各种标号的混凝土通过井底混凝土灌车运送至施工作业面之前,应再次通过灌车进行快速搅拌后方可人模施工,避免因部分混凝土离析而产生堵塞输送泵管路的现象.3)混凝土在下放后,经溜槽溜到井底储料仓时,如果混凝土停放时间过长,坍落度损失严重,现场施工操作人员不得擅自加水,应由试验人员用追加减水剂的方法来解决.3.3运输过程中存在的问题及解决办法3.

16、3.1存在问题1)由于采用普通钢板加工制作的溜槽自身有一定的摩擦阻力,所以,在混凝土的运输过程中水泥浆往往会沿下溜部位粘满溜槽的底部和部分槽壁,时间一长,容易造成堵塞现象.2)由于3斜井井身长,坡度陡,混凝土在下溜过程中,经过长时间长距离的流动,难免会出现较小的离第3期刘龙卫,等:溜槽技术在长距离有轨斜井施工中的应用析现象.3)混凝土在下溜过程中,粘于溜槽内的水泥浆人工经常进行清理,对溜槽本身有一定的损坏现象.3.3.2解决办法1)在混凝土施工完成后,及时放水清洗干净.2)混凝土在下溜过程中,每隔300m设一专人,负责对其管段的混凝土进行疏导,避免混凝土在下溜过程中因各种原因滞流在溜槽内,引起

17、堵塞,并对本管段内的溜槽底部粘附着的水泥浆进行铲除.3)经常对底部粘附水泥浆较厚的溜槽板块进行清理和维护,对于破坏,变形严重的板块及时进行更换,保持溜槽底部平顺,光滑,确保混凝土能够顺利的下溜.4)待混凝土下溜至井底,并通过储料斗和罐车立体转载拉运至混凝土施工作业面后,在混凝土入模浇筑之前,必须先在灌车内快速搅拌60s后,确保混凝土的和易性满足要求,方可进行施工.4混凝土施工效果对比4.1混凝土强度对比1)通过4m轨行式罐车运输至井底的c35混凝土实测强度见表2.表2轨行式运输混凝土强度实测表table2measuredstrengthofeoncretedeliveredbyrailboun

18、dtransportationsystem2)通过溜槽溜送至井底的c35混凝土实测强度见表3.表3溜槽溜送混凝土强度实测表table3measuredstrengthofconcretedeliveredbychutetransportationsystem4.2混凝土外观质量的对比由于溜槽溜送混凝土速度较快,确保了混凝土的快速连续施工,避免了因轨行式罐车运输混凝土较慢,导致衬砌施工存在个别冷缝的现象.经溜槽溜送至井底的混凝土,从脱模后二次衬砌,仰拱及仰拱填充的外观质量来看,其混凝土表面密实平整,颜色均匀,且无蜂窝,麻面,疏松等不良现象出现,完全能够满足铁路隧道混凝土施工规范要求.5结束语象山隧道3斜井845m溜槽的成功使用,提高了现场混凝土的运输能力,比4m轨行式罐车拉运的速度增加了6倍,每小时混凝土运输量可达14m,确保了衬砌的快速施工,同时又降低了工程成本,安全风险,为缓解工期压力奠定了基础.为类似工程设计,施工提供了经验.参考文献:1fb10204-2002铁路隧道施工规范s.北京:中国铁道出版社,2002:50.2窦忠孝,苟彪,彭万平,对乌鞘岭特长隧道斜井施工的思考j.铁道工程,2006(4):5963.3司军平,杨军.有轨陡坡斜井有关施工能力的探讨j