大坡度斜井混凝土运输方法与流程

本发明属于隧道施工技术领域，特别是涉及一种大坡度斜井混凝土运输方法。

背景技术：

依据《水工建筑物地下开挖工程施工规范》,地下洞室规模根据地下洞室开挖尺寸和断面大小进行划分，按照倾角可划分为平洞、斜井、竖井三种类型，其中倾角6°—75°为斜井。如遇大坡度斜井，对其施工方法、设备选型都有一定的限制，施工安全风险等级也相应地提高。因此选择科学、合理的施工方法，保证施工作业安全，能够快速有效组织施工,确保按期完成施工任务，是大坡度斜井施工的难点。

大坡度斜井混凝土运输施工根据断面形式、施工工程量、合同工期要求，常采用以下几种方法：

1、投料竖井：隧洞开挖后在主洞段选择埋深较浅位置设置投料竖井，洞内停放混凝土罐车。混凝土通过投料竖井直接下料输送至主洞内混凝土罐车。优点：速度快、效率高，避免了斜井运输安全风险。缺点：洞室必须埋深浅，对混凝土性能要求高，且易产生混凝土离析、堵管。

2、洞内搅拌系统：隧洞开挖后在主洞内施工扩大洞室，洞内建设混凝土拌合系统、存料仓，原材料通过斜井有轨机械运输至主洞内，实现混凝土洞内拌合、混凝土罐车运输。优点：效率较高，避免了斜井运输安全风险。缺点：洞室必须扩大，占用场地大，投资费用大，且易产生应力集中，影响洞室稳定安全。

3、轮轨式搅拌输送车：隧洞开挖完成后充分利用矿井提升机作为牵引动力，定制适用于相应斜井运输的轨轮式搅拌输送车在提升机的牵引下进行混凝土运输。优点：投资费用小、速度较快、实用性强、且污染小。缺点：运输需二次倒运，维护操作要求高，安全风险大。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种大坡度斜井混凝土运输方法。

为了达到上述目的，本发明提供的大坡度斜井混凝土运输方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)在距离斜井洞口500m处建造一个混凝土拌和楼；洞外配备一台地面混凝土搅拌运输罐车；

2)在斜井洞口处浇筑一个截面呈直角梯形的洞口混凝土卸料平台；

3)在斜井内的地面上铺设两条轨道，将轮轨式混凝土搅拌运输车放置在轨道上并由设置在斜井洞口处的单绳缠绕式矿井提升机牵引；

4)在斜井底部浇筑一个洞底混凝土卸料平台，轨道延伸至洞底混凝土卸料平台的表面，并在主洞内配备一台的洞底混凝土搅拌运输罐车；

5)开始运输后，首先由地面混凝土搅拌运输罐车将混凝土拌和楼内的混凝土运输至洞口混凝土卸料平台，需要时间5min；

6)此时位于洞口混凝土卸料平台上的地面混凝土搅拌运输罐车与停放在斜井洞口处轨道上的轮轨式混凝土搅拌运输车具有1.5的高差，利用溜槽将地面混凝土搅拌运输罐车内的混凝土倒运至轮轨式混凝土搅拌运输车中，由此完成第一次混凝土倒运，需要时间10min；

7)在单绳缠绕式矿井提升机的牵引下，使轮轨式混凝土搅拌运输车沿轨道向下运行至洞底混凝土卸料平台，整个过程中运行速度不超过3.5m/s,需要时间10min；

8)此时位于洞底混凝土卸料平台上的轮轨式混凝土搅拌运输车与停放在主洞内的洞底混凝土搅拌运输罐车具有1.5的高差，利用溜槽将轮轨式混凝土搅拌运输车内的混凝土倒运至洞底混凝土搅拌运输罐车中，由此完成第二次混凝土倒运，需要时间15min；

9)最后由洞底混凝土搅拌运输罐车将混凝土运输至主洞内的浇筑地点，运输速度为5km/h，需要时间20min，由此完成整个混凝土运输过程。

在步骤1)中，所述的混凝土拌和楼每次的混凝土搅拌方量为4m³；地面混凝土搅拌运输罐车的容积为8m³。

在步骤2)中，所述的洞口混凝土卸料平台的体积为12m×4.2m×3.0m；洞口混凝土卸料平台的外侧边缘处设有一个1.2m高的防护栏杆，并且在地面混凝土搅拌运输罐车的停放倒运位置后轮胎处浇筑有一道高30cm的限位墙；冬季施工时在洞口混凝土卸料平台的外侧设置一个保温棚7。

在步骤4)中，所述的洞底混凝土搅拌运输罐车的容积为6m³；洞底混凝土卸料平台的外侧边缘处设有一个1.2m高的防护栏杆，并且在洞底混凝土搅拌运输罐车的停放倒运位置处浇筑有一道高30cm的限位墙。

本发明提供的大坡度斜井混凝土运输方法具有如下优点：

可实现斜井混凝土快速运输、安全施工的目标，保证了主洞衬砌混凝土施工，减少了施工干扰，降低了施工成本，施工过程中不会发生安全事故，满足了施工进度需要，使斜井混凝土运输不再成为制约工程施工进度的因素。通过工程施工实践证明，本施工方法是行之有效的，具有技术可靠、机械化程度高、操作方便、安全可靠、运输效率高、运行成本低、经济效益好的特点，在类似工程施工中有一定借鉴意义和推广价值。

附图说明

图1为采用本发明提供的大坡度斜井混凝土运输方法时第一次混凝土倒运过程主视图。

图2为采用本发明提供的大坡度斜井混凝土运输方法时第一次混凝土倒运过程侧视图。

图3为采用本发明提供的大坡度斜井混凝土运输方法时第二次混凝土倒运过程侧视图。

图4为采用本发明提供的大坡度斜井混凝土运输方法时第二次混凝土倒运过程主视图。

具体实施方式

某工程1#斜井长度为820.791m、综合坡度为31.852％，成洞断面尺寸为5.0m×5.5m(宽×高)，支洞控制段主洞断面尺寸为4.2m×5.0m(宽×高)，施工难度大、安全风险高，是重难点控制性工程，开挖完成进行衬砌混凝土施工，如何合理选择混凝土运输施工方法，从而科学组织各道工序紧密施工，是保证工程顺利施工的关键。根据施工条件、工程量、工期要求，经过施工技术方案的论证优化后，决定采用本发明提供的大坡度斜井混凝土运输方法进行施工，有效地解决了衬砌混凝土施工运输的制约，保证了施工进度，并确保了施工安全。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1至图4所示，本发明提供的大坡度斜井混凝土运输方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)在距离斜井洞口500m处建造一个混凝土拌和楼，混凝土拌和楼每次的混凝土搅拌方量为4m³；洞外配备一台8m³的地面混凝土搅拌运输罐车1；

2)在斜井洞口处浇筑一个体积为12m×4.2m×3.0m，截面呈直角梯形的洞口混凝土卸料平台2；在洞口混凝土卸料平台2的外侧边缘处设置一个1.2m高的防护栏杆，并且在地面混凝土搅拌运输罐车1的停放倒运位置后轮胎处浇筑一道高30cm的限位墙；另外，冬季施工时在洞口混凝土卸料平台2的外侧设置一个保温棚7，以降低混凝土倒运温度损失；

3)在斜井内的地面上铺设两条轨道3，将轮轨式混凝土搅拌运输车4放置在轨道3上并由设置在斜井洞口处的单绳缠绕式矿井提升机牵引；

4)在斜井底部浇筑一个洞底混凝土卸料平台5，轨道3延伸至洞底混凝土卸料平台5的表面，并在主洞内配备一台6m³的洞底混凝土搅拌运输罐车6；在洞底混凝土卸料平台5的外侧边缘处设置一个1.2m高的防护栏杆，并且在洞底混凝土搅拌运输罐车6的停放倒运位置处浇筑一道高30cm的限位墙；

5)开始运输后，首先由地面混凝土搅拌运输罐车1将混凝土拌和楼内的混凝土运输至洞口混凝土卸料平台2，需要时间5min；

6)此时位于洞口混凝土卸料平台2上的地面混凝土搅拌运输罐车1与停放在斜井洞口处轨道3上的轮轨式混凝土搅拌运输车4具有1.5的高差，利用溜槽将地面混凝土搅拌运输罐车1内的混凝土倒运至轮轨式混凝土搅拌运输车4中，由此完成第一次混凝土倒运，需要时间10min；

7)在单绳缠绕式矿井提升机的牵引下，使轮轨式混凝土搅拌运输车4沿轨道3向下运行至洞底混凝土卸料平台5，整个过程中运行速度不超过3.5m/s,需要时间10min；

8)此时位于洞底混凝土卸料平台5上的轮轨式混凝土搅拌运输车4与停放在主洞内的洞底混凝土搅拌运输罐车6具有1.5的高差，利用溜槽将轮轨式混凝土搅拌运输车4内的混凝土倒运至洞底混凝土搅拌运输罐车6中，由此完成第二次混凝土倒运，需要时间15min；

9)最后由洞底混凝土搅拌运输罐车6将混凝土运输至主洞内的浇筑地点，运输速度为5km/h，需要时间20min，由此完成整个混凝土运输过程。