目前,隧道襯砌施工工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟,但在礦山井建的大坡度斜井及斜坡道大多采用人工拆、裝組合模板進行澆筑施工,不僅混凝土外觀質(zhì)量差,而且投入人工工作量大、掘進與支護工序間相互干擾,導(dǎo)致掘進緩慢。我們本著提高工程質(zhì)量、減少投資和加快工期為目的,將隧道常用整體式模板襯砌臺車試探性的應(yīng)用于安徽諾普鐵礦斜坡道的施工中,改善了以往斜坡道混凝土支護施工質(zhì)量差、施工進度慢以及投入成本大的問題。下面針對如何在斜坡道襯砌施工中使用整體式移動襯砌臺車和質(zhì)量控制要點作一介紹。

  1.施工存在的難題及解決辦法

  李樓和吳集鐵礦(北段)聯(lián)合建設(shè)工程之一是全長6778.6m的輔助運輸斜坡道項目,其中斜坡道自洞口向前787.3m要穿過第四系表土層、強風(fēng)化基巖破碎帶,設(shè)計鋼筋混凝土支護。為解決以往礦山傳統(tǒng)施工工法存在質(zhì)量差、施工慢的缺陷,我們考慮到隧道襯砌整體式移動模板臺車的施工優(yōu)點,在巷道斷面空間。ㄩ_挖斷面34㎡)和縱向傾角較大(18.184%)的不利條件下,重點解決了臺車的安全移動與固定、陡坡長距離泵送混凝土易堵管的難題。解決方案如下:

  1.1 沿臺車兩側(cè)行走輪軸線、在尾端分別固定1個10t手拉葫蘆作為牽引下放裝置,通過人工操作手拉葫蘆牽引整體式襯砌臺車,簡單易操作,有效控制了臺車的移動速度,工作效率高,施工安全,大大節(jié)約了成本。

  1.2 對于長距離的下坡混凝土輸送管道采用每間隔60~80m設(shè)置Π型起伏彎管,同時當(dāng)輸送泵達到泵送距離極限時,沿斜坡道搭設(shè)輔助運輸滑槽,解決混凝土泵送過程中泌水離析、堵管的難題。

  2.施工方案

  2.1 臺車移動牽引設(shè)備配置 斜坡道縱向坡度為-18.184%,施工所用整體式襯砌臺車自重30T,長度6.0m,首先對襯砌臺車的牽引、移動、固定所需的配套裝置進行設(shè)計:

  襯砌臺車的牽引力F=52.6KN,所需牽引力較大,采用2個10t手拉葫蘆(一端固定在預(yù)埋地錨上)作為牽引移動下放裝置。其中縱向每間隔15米(即每澆筑5模埋設(shè)2次),在仰拱澆筑時埋設(shè)Ω型地錨一次,地錨采用Φ25螺紋鋼,位于臺車兩側(cè)行走輪的軸線上,便于固定手拉葫蘆(設(shè)置導(dǎo)鏈的定滑輪)。

  2.2 泵送管路的布設(shè)及混凝土滑槽的設(shè)計制作 需要施工襯砌支護的斜坡道總長787.3m,其中在-21水平設(shè)計轉(zhuǎn)向彎道,地表至-21水平長度為420m,-21水平至-75水平段長度為387.3m,故對混凝土的輸送管路布置設(shè)計如下:

  2.2.1 地表至-21水平段:采用2臺HBT60砼輸送泵,第1臺置于洞口處的拌和機放料口處。①當(dāng)澆筑位置距離拌和機200m以內(nèi)時,輸送地泵接料后直接泵送入模;②當(dāng)超過200m外時,加設(shè)1臺HBT60砼輸送泵緊跟襯砌臺車(距離襯砌臺車15~50m),隨著施工距離的拉長,此時第1臺地泵泵送能力受限,可利用斜坡道的坡度,在第1臺地泵輸送管出口和第2臺地泵之間搭設(shè)滑槽,滑槽的長短可根據(jù)現(xiàn)場需要來定。此方案即可滿足第一段420m的襯砌施工;

  2.2.2 -21水平至-75水平段:當(dāng)施工至-21水平轉(zhuǎn)彎段時,如果按照上述方案輸送砼,必須再增加1臺地泵,不僅成本投入加大,且混凝土易產(chǎn)生離析。此時在地表正對-21水平巷道邊緣施工1個Ф200下料孔(地表至-21水平深66m、下料孔至拌和機位置500m),混凝土可通過農(nóng)用車運輸至地表下料孔下放至洞內(nèi),洞內(nèi)的下料孔出口處設(shè)置1臺砼地泵,可滿足向前200m的輸送距離,如超過200m遠時,加設(shè)砼輸送地泵和滑槽,即可完成剩余襯砌施工任務(wù);

  2.2.3 混凝土輸送管路的布設(shè)和滑槽的制作①因斜坡道坡度較大,當(dāng)輸送垂直高度大于6m時,為防止泌水離析和堵管,需要按如下圖示進行起伏布設(shè):

 、谳斔途路上的混凝土滑槽采用1.5mm厚鍍鋅鐵皮制作成Ф75cm的半圓狀,采用臨時鋼管支架架設(shè)距離地面1.8m高,注意保證接頭處平整光滑,且滑槽坡度同巷道坡度平行一致。

  3.施工操作要點

  整體式襯砌模板臺車施工作業(yè)可分為:往復(fù)循環(huán)定位立模、注漿、脫模、行走四個工作過程,具體如下:

  3.1 臺車移動就位

  臺車行走軌道采用鐵路P43鋼軌,通過人工同步操作兩側(cè)固定在后方預(yù)埋地錨上的手拉葫蘆,將臺車勻速緩慢下放至澆筑位置后,將手拉葫蘆固定。先利用豎向油缸千斤頂調(diào)整其標高,再利用橫向油缸千斤頂調(diào)整其平面位置,確保模板中心線與斜坡道中心線重合后,檢查無誤后采用豎向、橫向、側(cè)向絲杠支撐牢固。

  為避免混凝土澆注過程中臺車產(chǎn)生上浮,采用3個絲杠在臺車前端拱頂端部增設(shè)支撐,以防臺車上浮造成拱部錯臺。最后進行堵頭模安裝。

  3.2混凝土拌和澆注

  3.2.1 混凝土坍落度一般選14~16cm,根據(jù)灌注部位的不同,墻部混凝土坍落度宜小,拱部的宜偏大。適量摻加高效緩凝型減水劑,可以改善混凝土的和易性,增加其流動性;在混凝土中摻加粉煤灰有利于提高混凝土的和易性、保水性和密實度。

  3.2.2 混凝土澆筑工程中必須采用分層,左右側(cè)交替對稱澆注,每層澆筑厚度不宜大于100cm,兩側(cè)高差控制在50cm以內(nèi)。一般采用灌注時間和灌注高度兩個指標進行雙控,即單側(cè)混凝土灌注高度達1m時,必須交換另側(cè)工作窗灌注;單側(cè)混凝土灌注間歇時間不超過混凝土的初凝時間,諾普鐵礦斜坡道施工中規(guī)定每側(cè)連續(xù)灌注時間達50min時,必須換側(cè)灌注。

  3.3 脫模行走

  按施工規(guī)范采用最后一盤封頂混凝土制作試件,現(xiàn)場養(yǎng)護試壓達到的強度來控制,模筑襯砌混凝土強度不小于2.5Mpa時拆模,根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗一般混凝土澆筑完成20~24小時后可進行脫模操作,移臺車至下一位置定位。

  4.質(zhì)量控制及安全措施

  4.1 注意嚴格控制原材料及砼配合比和工作性,需要在高效減水劑中復(fù)合緩凝成分,延長砼的凝結(jié)時間;

  4.2 注意保證泵管的膠圈接口密封嚴密及每次施工完成后及時清洗滑槽,確;酃鉂嶍樆,并確保其穩(wěn)固度;

  4.3 手拉葫蘆定期進行檢查保養(yǎng),臺車移動時臺車下方嚴禁站人;

  4.4 臺車就位后及時放置卡軌器并用工字鋼及方木支撐固定牢固;

  4.5 混凝土為斜坡灌注,注意加強振搗,同時防止臺車上端頭出現(xiàn)的空洞,保證泵送飽滿及采取必要的補注漿措施;

  4.6 澆筑循環(huán)臺車立模搭接長度不小于10cm,每兩模間采用預(yù)埋止水帶連接密封防水。

  5.結(jié)束語

  在諾普鐵礦斜坡道施工中通過解決臺車移動、固定、混凝土運輸澆注等諸多施工難題,最終取得了預(yù)期效果,同時從根本上解決了以往礦山井建襯砌環(huán)向接縫錯臺和漏漿、跑模、混凝土表面存在冷縫、顏色不一致等質(zhì)量問題。

  據(jù)施工現(xiàn)場統(tǒng)計:同以往礦山傳統(tǒng)人工組裝模板施工法相比,每延米立、拆模提高工效5倍、節(jié)約設(shè)備材料消耗投入70%、施工速度提高2倍以上。

  整體式襯砌臺車在礦山斜坡道中的成功運用,技術(shù)經(jīng)濟及社會效益十分顯著,很值得在以后類似工程中廣泛推廣。