一种长距离输水隧洞自密实砼双向施工方法与流程

本发明涉及隧洞自密实混凝土施工，具体涉及一种长距离输水隧洞自密实砼双向施工方法。

背景技术：

1、1988年，日本东京大学冈村甫教授提出自密实混凝土，经过三十多年的发展，因其具有高流动性、均匀性和稳定性，浇筑时无需振捣等优势在隧洞自密实混凝土施工中得到了广泛的应用。

2、输水工程的隧洞施工中，在盾构隧道完成及内衬钢管安装后，需要在内衬钢管与盾构管片之间填充自密实混凝土。由于长距离输水隧洞的施工场地封闭狭窄、工作面单一，混凝土运输装置的运输方向受限并且距离长，导致混凝土运送至施工面的时间长，从而在被填充灌注前，混凝土内水分蒸发多，受到振动和冲击较大，混凝土的流动性差，影响其工作性能和强度，进而导致内衬钢管“起包”、“填充不密实”等质量缺陷较为常见，还容易在浇筑时堵塞管路，严重影响施工效率。此外，盾构隧道内衬大口径薄壁钢管、密闭环形填充自密实混凝土工艺在国内外类似工程中较为少见，缺少标准的施工流程，施工功效低，施工工期长，因此，长距离输水隧洞自密实混凝土施工方法一直是围绕行业的难题。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提供了一种长距离输水隧洞自密实砼双向施工方法，通过在长距离输水隧洞中部设置中间井和联络通道以增加工作面，结合设置双向运输罐车和柴油车载泵改进混凝土运输方式，通过采用单排移动分层逐孔浇筑的方式，保证混凝土管路通畅，大大缩短了混凝土从地面到达施工面的时间，解决了长距离输水隧洞自密实混凝土浇筑工效低、隧洞内自密实混凝土运输困难、质量难以保证等难题。

2、本发明提供了一种长距离输水隧洞自密实砼双向施工方法，包括以下步骤：

3、s1：在相邻两个工作井之间的隧洞中部的旁侧增设中间井，中间井的顶部连通至地面，底部竖直延伸至隧洞下方；

4、s2：盾构隧洞，在盾构贯通后的转序期间，在隧洞与中间井之间设置联络通道，将隧洞内施工空间划分形成正对联络通道的停车区、分别设置在停车区两侧的第一工作面和第二工作面；在中间井和联络通道内布置通风通电设备和用于下料的溜管，溜管的进料端延伸至地面并与混凝土输送设备连接，溜管的出料端经过中间井和联络通道后到达隧洞停车区内；

5、s3：将内衬钢管运输至第一工作面内，并开始沿远离中间井的方向依次进行内衬钢管的安装和对接；

6、s4：每完成24～36m内衬钢管的安装和对接后，采用弧形模板对其两端面进行全环面分仓封堵形成浇筑仓；

7、s5：将双向运输罐车通过一端驾驶室驱动行驶至停车区，双向运输罐车的进料端与溜管的出料端可拆卸连接，地面上的混凝土输送设备将混凝土通过溜管运输至双向运输罐车中；

8、s6：双向运输罐车行驶至靠近浇筑仓，柴油车载泵的进料端与双向运输罐车的出料端可拆卸连接；柴油车载泵通过泵管与浇筑管路连接，将浇筑管路的另一端与浇筑仓中的内衬钢管上预留的浇筑口连接并泵送混凝土；

9、s7：双向运输罐车中混凝土被灌注至浇筑仓内后，无需掉头通过另一端驾驶室再次行驶至停车区，通过溜管接收地面上的混凝土，然后行驶至靠近浇筑仓，通过柴油车载泵泵送混凝土至浇筑仓，如此循环，直至浇筑仓内的混凝土灌注完成；

10、s8：重复步骤s4-s7，进行下一轮浇筑仓的施工，直至完成第一工作面内所有内衬钢管的浇筑作业；

11、s9：将内衬钢管运输至第二工作面内，并开始沿远离中间井的方向依次进行内衬钢管的安装和对接；

12、s10：重复步骤s4-s7，直至完成第二工作面内所有内衬钢管浇筑作业；

13、s11：将内衬钢管运输至停车区，并沿从第一工作面向第二工作面的方向进行内衬钢管的安装和对接，正对联络通道的内衬钢管上预留用于连通线路的窗口；

14、s12：每完成24～36m内衬钢管的安装和对接后，采用弧形模板对其两端面进行全环面分仓封堵形成浇筑仓，直至完成停车区内所有内衬钢管的安装作业；

15、s13：拆除溜管和通风通电设备线路，封堵内衬钢管上的窗口，将双向运输罐车通过一端驾驶室驱动行驶至靠近浇筑仓，双向运输罐车的出料端与柴油车载泵的进料端连接，柴油车载泵通过泵管与浇筑管路连接，浇筑管路的另一端与浇筑仓中的内衬钢管上预留的浇筑口连接并泵送混凝土；

16、s14:双向运输罐车中混凝土被灌注至浇筑仓内后，通过另一端驾驶室再次行驶至工作井内接收地面上的混凝土，然后行驶至靠近浇筑仓，通过柴油车载泵泵送混凝土至浇筑仓，如此循环，直至浇筑仓内的混凝土灌注完成；

17、s15：重复步骤s13-s14，直至完成停车区内所有内衬钢管的浇筑作业。

18、进一步的，步骤s1中，中间井采用直径2m的旋挖机向地下挖掘贯通成孔，井壁采用外径1800mm、厚壁22mm的钢管，钢管内设12cm高加劲环，钢管与钻孔围岩壁之间采用注浆回填密实。

19、进一步的，步骤s4中，弧形模板通过三脚支架固定在内衬钢管外侧，多块弧形模板的内侧与内衬钢管外壁贴合，弧形模板的外侧与盾构管片内壁贴合。

20、进一步的，设置在浇筑仓顶部的弧形模板上设置有5mm的孔洞。

21、进一步的，步骤s6和s7中，每次浇筑时的浇筑长度为2～4个浇筑仓。

22、进一步的，步骤s6和s7中，每个浇筑仓分为3层高度浇筑，每层高度浇筑时的浇筑管路采用单排移动布置，并逐孔对称浇筑。

23、进一步的，浇筑仓在浇筑第一层高度时，将y字型软管与泵管连接并固定在作业台车上，两端的输出口分别与内衬钢管腰部两侧的浇筑口连接并泵送混凝土，达到第一层高度后拆管和清管，将作业台车水平移动至下一浇筑位置；再将y字型软管与泵管连接并固定在作业台车上，两端的输出口分别与该位置处内衬钢管腰部两侧的浇筑口连接并泵送混凝土，浇筑达到第二层高度后拆管和清管，再将作业台车水平移动至下一浇筑位置；将长条形软管与泵管连接并固定在作业台车上，输出口与该位置处内衬钢管顶部的浇筑口连接并泵送混凝土，直至全部高度浇筑完成，拆管和清管。

24、进一步的，每层高度浇筑前，检查泵管并采用砂浆充分润管后再浇筑；每层高度浇筑完成后，拆管、清管和装管的时间控制在15分钟以内。

25、进一步的，作业台车包括支撑架体，支撑架体的底部四角设置有带刹车的滑轮，支撑架体的顶部和两侧分别设置有对应于内衬钢管顶部和腰部两侧浇筑口的操作台。

26、进一步的，步骤s6和s7中，在浇筑前制作排气装置，排气装置包括套管和插入套管内的插管，套管上螺纹连接有固定螺栓，固定螺栓插入套管内并紧抵在插管外壁上，在刚开始浇筑混凝土时，将插管插入至内衬钢管内侧1cm位置处，当浇筑过程中有第一次漏浆时，将插管向内插入至距离排水板1cm位置处后继续浇筑，当浇筑过程中有第二次漏浆时，将插管继续插入直至全部顶到排水板上。

27、进一步的，步骤s3-s8的第一工作面的施工与s9-s11的第二工作面的施工可以同时进行。

28、本发明的有益效果：

29、1、本发明方法通过在隧洞中部旁侧增设中间井和联络通道，通过隧洞两端的工作井向隧洞内输送内衬钢管等大型材料或设备，利用中间井输送混凝土、通风、通电，在有限单一的施工空间内扩展出两个工作面和停车区，使得总体上按照从两侧工作井向中间井方向运输内衬钢管，从中间井向两侧工作井的方向安装和浇筑内衬钢管，不仅实现两条施工路线并行且互不打扰，而且大大缩短了每个工作面内施工路线的长度，加快施工进度，提高施工效率，避免混凝土在长时间的运输过程中工作性能和强度降低，有效避免内衬钢管“起包”、“填充不密实”等质量缺陷，还避免在浇筑时堵塞管路，大大提供施工效率。更进一步，中间井还能够改善隧洞内的通风条件，降低长隧道施工的安全风险。

30、2、本发明方法采用的双向运输罐车行驶速度更快，两端均设有驾驶室，对于较为狭窄的隧洞行车道适应性更强，能够配合中间井实现每个工作面内接料和送料的双向来回行驶，并且已经完成浇筑的内衬钢管能够作为双向运输罐车和柴油车载泵的运行通道，缩短了每个混凝土运输来回的距离，减少了混凝土的运输时间，同样避免混凝土在长时间的运输过程中工作性能和强度降低，有限避免内衬钢管“起包”、“填充不密实”等质量缺陷，还避免在浇筑时堵塞管路，大大提供施工效率。

31、3、本发明方法采用的弧形模板相比于传统方法中采用的快易收口网，刚度更大，安装更加方便，能够减少50％的焊接量，提高工作效率的同时，大大降低火灾风险，安全性能更好。

32、4、本发明方法采用浇筑管路单排移动布置，分三层浇筑高度逐孔对称浇筑，相对于现有技术中多排浇注管路同步布置同时浇筑的方式，每浇筑一层移动一次浇筑位置，每次更换浇注口需要拆管、接管，能够有效减少堵管情况，施工稳定效率高，所需软管和阀门材料数量少，成本更低。并且通过在第一、两层浇筑时采用y字型软管对腰部两侧浇注口注浆，第三层浇筑时采用长条形软管对顶部浇注口注浆，确保内衬钢管两侧的自密实混凝土同步下料，均衡上升，保证自密实混凝土的浇筑质量。

33、5、本发明方法采用二序排气浇筑，通过排气装置的配合，能保证浇筑过程中正常排气，更详细了解浇筑位置情况，对泵送参数控制及混凝土料的控制更为精准。通过安排专人观察排气情况，能保障浇筑安全和浇筑质量，防止内衬钢管出现鼓包的情况，安全性较好。