1、.思南縣巖頭河大橋溜管高落差輸送混凝土施工工法思南縣巖頭河大橋溜管高落差輸送混凝土施工工法 中圖分類號：TU37 1前言 1.1在山區(qū)地區(qū)，隨著公路建設(shè)等級不斷的提高，大跨度、高墩橋梁也隨之增多。由于山區(qū)地形的特殊性，橋梁施工條件較差，有些橋梁基礎(chǔ)及下構(gòu)施工由于受地形限制，無法修建施工便道及臨時的施工場地，不能按照常規(guī)方法施工，需要采取其他的輔助施工方法，造成成本大幅增加。 1.2 貴州省公路工程集團(tuán)有限公司施工的思南縣巖頭河大橋，橋位地形成“V”，橋位較高，2號墩處在谷底河邊上，如圖1.2所示。 圖1.2 橋型布置圖 由于地面橫坡較大，無法修建施工便道進(jìn)場也沒有適宜的施工臨時場地，因此2號橋

2、墩施工材料的運輸及混凝土拌合成為一大難題。如果將拌和機(jī)安裝在3號橋臺處，2號墩樁頂與拌和機(jī)的落差有105米，用輸送泵向下高落差輸送混凝土容易造成離析、堵管，輸送泵廠家也沒有這方面的相關(guān)數(shù)據(jù)支撐，不能確保施工的質(zhì)量及安全。 1.3 貴州省公路工程集團(tuán)總公司綜合分析了3種方案。方案一采用既有的纜索吊加吊斗運送混凝土澆筑，纜索吊是該橋各種材料及設(shè)備的唯一運輸工具，如果兼作混凝土運，運輸速度慢不能保證樁基混凝土的連續(xù)澆筑；方案二、在攪拌站與2號墩之間的坡面上安裝四條軌道，用兩個1m3的料斗運輸混凝土，運輸速度慢，同樣滿足不了混凝土的澆筑要求，且成本高安全性較差；方案三、將攪拌機(jī)安裝在3號臺臺尾路基上，

3、在坡面上安裝內(nèi)徑30cm、壁厚6mm的鋼管作為砼運輸管道，在適當(dāng)?shù)奈恢脧澋溃⒉扇∮行У牟僮鞣绞剑乐够炷廉a(chǎn)生離析。滿足施工質(zhì)量及施工方案的要求，且成本低，最終選用方案三。同時以思南巖頭河大橋作為依托工程，將該工藝作為施工工法研究開發(fā)，并將研發(fā)成果成功用于思南巖頭河大橋2號墩的施工。經(jīng)使用后混凝土施工質(zhì)量較好，滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。 2工法特點 2.1 輸送管道結(jié)構(gòu)簡單，不需要專用設(shè)備。輸送管道采用內(nèi)徑300mm、壁厚6mm的普通鋼管，為了便于安拆，每節(jié)管道取6m長，并在兩端焊接法蘭盤用螺栓連接，保證管道連接的可靠性，管道長198m。在管道的進(jìn)出口分別設(shè)置集料斗。 2.2 工藝流程操作簡

4、單，輸送混凝土不離析、不堵管，操作安全、質(zhì)量可靠。 2.3 設(shè)備造價及使用成本低，輸送管道使用的鋼管及法蘭盤容易購買，現(xiàn)場自己焊接加工，安裝靈活、成本低。 2.4 施工噪音小，無污染物排放，對環(huán)境沒有污染。技術(shù)及工藝先進(jìn)適用。 2.5 混凝土輸送后質(zhì)量得到保證，滿足施工要求，輸送后的塌落度最大損失為3cm（夏季實測數(shù)據(jù)）。如圖2.5。 圖2.5 3適用范圍 該工法適用于落差105米以內(nèi)向下自流輸送混凝土，輸送管坡度在1：0.51：2之間，特別是山區(qū)落差較大，不能使用其他方法輸送混凝土或使用其他方法輸送混凝土成本較高的橋梁及結(jié)構(gòu)物施工。 4工藝原理 4.1 以300mm的鋼管作為混凝土輸送管，利

5、用混凝土的自重在管道中自流輸送。在進(jìn)口設(shè)置集料斗，集料斗設(shè)置閥門，拌和機(jī)每盤混凝土全部流入集料斗后開啟閥門集中輸送，以免混凝土離析。 4.2 在輸送管道三分之一高度的位置上設(shè)置120度的水平彎道，干預(yù)混凝土在鋼管中的流動，防止混凝土產(chǎn)生離析，減小混凝土對出口集料斗的沖擊。 4.3 在出口設(shè)置集料斗，每次保持集料斗中有三分之一的混凝土，在下一盤混凝土輸送流出時起到自然二次拌合的作用，使混凝土不產(chǎn)生離析，確保拌合質(zhì)量。 5施工工藝及操作要點 5.1 施工工藝流程圖（見圖5.1） 5.2 工藝流程及操作要點 5.2.1管節(jié)加工制作 圖5.2.1 鋼管管節(jié)結(jié)構(gòu)圖 鋼管在市場上可以直接購買，法蘭盤采用厚

6、15mm的鋼板制作，內(nèi)徑300mm，外徑412mm， 14個6的螺栓連接孔。由于市面上300mm的鋼管每根一般長度為6m，為了便于安裝及節(jié)約材料，將鋼管管節(jié)按6m長進(jìn)行加工。在鋼管兩端，將法蘭盤和鋼管焊接進(jìn)行可靠焊接，在鋼管上焊接鋼筋吊鉤，便于調(diào)運安裝。結(jié)構(gòu)如圖5.2.1所示。 5.2.2管節(jié)安裝固定 首先在坡面上按照方案設(shè)計進(jìn)行放樣，將管道的安裝線路實地放出，采用卷揚機(jī)將管節(jié)在坡面上由上往下滑，直到管節(jié)安裝位置，采用人工校正，如圖5.2.2-1所示。在連接的兩個法蘭盤之間墊一層橡膠墊，以保證鋼管的密閉性。對準(zhǔn)上下兩節(jié)法蘭盤的鏈接螺栓孔，采用16的普通螺栓連接，如圖5.2.2-2。在管節(jié)的兩邊

7、采用25的鋼筋錨桿固定，錨桿的深度視地質(zhì)情況而定，一般錨固1.5m深。安裝后的實物圖如圖5.2.2-3。 圖5.2.2-1 鋼管管節(jié)安裝示意圖 圖5.2.2-2 鋼管管節(jié)安裝大樣圖圖5.2.2-3 管道安裝后實物圖 5.2.3進(jìn)、出口集料斗制作安裝 進(jìn)口集料斗如圖5.2.3-1所示。斗容量根據(jù)拌和機(jī)每盤混凝土體積來定，上口采用1.2m×2.0m，下口采用0.3m×0.5m斗容量為1.05m3 ，在斗上設(shè)有手動閥門。斗采用1.5mm的鋼板加工制作，用型鋼作為骨架。將斗焊接安裝在輸送鋼管的進(jìn)口，并進(jìn)行加固。 圖5.2.3-1 進(jìn)口集料斗結(jié)構(gòu)圖 出口集料斗如圖5.2.3-2所示。

8、出口集料斗在混凝土的輸送中，在下一盤混凝土到來時，應(yīng)保證斗內(nèi)有三分之一的混凝土，以便進(jìn)行再次自然拌合，使混凝土不產(chǎn)生離析。因此出口集料斗要比進(jìn)口集料斗的容量大。加工材料同進(jìn)口集料斗，采用1.5mm的鋼板加工制作，用型鋼作為骨架。尺寸如圖所示，容積為1.98m3。在輸送管出口的迎面加設(shè)一層橡膠墊（厚1cm），以減小混凝土的回彈，同時減小混凝土輸送時的噪音。 圖5.2.3-2 出口集料斗示意圖 5.2.4 保濕噴水管的安裝及包纏土工布 為了降低管道的溫度，減小混凝土輸送過程中的水分損失，確保混凝土和易性，在管道上安裝保濕噴水管，包纏1層土工布，噴水確保管道表面濕潤。噴水管采用50mm的PVC管制作

9、，在管上間隔20cm設(shè)置一個直徑23mm的噴水孔。將制作好的噴水管安裝固定在輸送管上面，有孔的一面向下。如圖5.2.4-1、5.2.4-2所示。 圖5.2.4-1 保濕噴水管加工及安裝示意圖 圖5.2.4-2 管道安裝后實物圖 5.2.5 噴水保濕及使用準(zhǔn)備 如果氣溫過高，應(yīng)噴水濕潤土工布，降低輸送管道的溫度。首次使用前，先在管道中灌水沖洗管道內(nèi)壁，同時濕潤管道，減小混凝土輸送時的水分損失。在輸送混凝土前先輸送一盤水泥砂漿潤滑管道，同時防止混凝土輸送時水泥漿損失，確保混凝土的質(zhì)量。 5.2.6 進(jìn)口集料斗集料 拌合機(jī)拌合混凝土，由溜槽短距離輸送到集料斗，待拌和機(jī)一盤混凝土全部進(jìn)入集料斗后開啟集

10、料斗的閥門，混凝土經(jīng)輸送管道進(jìn)入出口集料斗。 5.2.7 開啟出口集料斗閥門卸料 待輸送管中的混凝土全部流出后，開啟出口集料斗的閥門，混凝土經(jīng)溜槽短距離輸送進(jìn)入輸送泵或澆筑點。每次必須保持出口集料斗中留存三分之一的混凝土，以便下次混凝土進(jìn)入集料斗時，起到自然拌合的作用，確保混凝土的質(zhì)量。 5.2.8 管道清洗 一次澆筑事件完成后，暫時不使用輸送管道時，應(yīng)用水清洗管道，將管道內(nèi)壁上的水泥漿清洗干凈，確保后續(xù)使用效果。 6材料及設(shè)備 6.1 材料 該工法主要材料有300mm的鋼管、25鋼筋、1.5mm鋼板、型鋼、48mm鋼管。詳見表6.1。 主要材料表表6.1 6.2 主要設(shè)備 主要設(shè)備包括拌合系

11、統(tǒng)、管道加工安裝系統(tǒng)、混凝土輸送泵。詳見表6.2。 主要設(shè)備表表6.2 7質(zhì)量控制 7.1 管道加工及安裝 7.1.1鋼管的管口要保證與管軸線垂直，法蘭盤與鋼管的焊接要牢固，以保證管道的可靠連接。 7.1.2管節(jié)之間的橡膠墊要厚度均勻、平整，要有足夠的耐久性，以確保管道的密閉性和使用要求； 7.1.3 管節(jié)連接螺栓要有足夠的強(qiáng)度，保證管道連接的安全性和使用的耐久性； 7.1.4 要保證固定鋼筋錨桿的質(zhì)量，確保管道的穩(wěn)定。進(jìn)、出口集料斗穩(wěn)妥加固，確保使用安全。管道外包纏的土工布要均勻。 7.2 混凝土輸送 7.2.1拌和機(jī)出口混凝土塌落度要比施工所需的塌落度大約3cm（夏季數(shù)據(jù)），以補償輸送過程

12、中的塌落度損失。使用過程中應(yīng)保證包纏土工布噴水濕潤，以減少混凝土輸送過程中的塌落度損失。 7.2.2 進(jìn)口集料斗，集料一盤混凝土后才開啟閘門卸料；出口集料斗每次卸料必須保證存有三分之一混凝土。 7.2.3 使用完畢后應(yīng)采用清水清洗管道。 8安全措施 8.1 成立安全領(lǐng)導(dǎo)小組，由項目經(jīng)理擔(dān)任組長，全面負(fù)責(zé)施工安全； 8.2 管道管節(jié)加工及安裝過程中，卷揚機(jī)及電焊作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格遵守施工現(xiàn)場用電安全技術(shù)規(guī)范； 8.3 派專人在混凝土輸送之前和使用過程中進(jìn)行安全巡視，重點監(jiān)視管道接頭的鏈接螺栓是否有松動，管道的固定點是否發(fā)生異常，對出現(xiàn)異常的應(yīng)及時進(jìn)行處理； 8.4 所有操作人員均戴安全帽，高空及架子作業(yè)

13、人員必須系安全帶； 8.5、在混凝土輸送過程中，應(yīng)嚴(yán)禁非操作人員在旁邊觀看，以免發(fā)生意外安全事故； 9環(huán)保措施 9.1 在出口集料斗附近設(shè)置積水井，對清洗管道的廢水進(jìn)行凈化，重復(fù)利用，防止對環(huán)境的污染。 9.2 產(chǎn)生的施工廢料，集中堆放，并進(jìn)行防護(hù)處理，以免雨水沖刷污染環(huán)境。 9.3 在出口集料斗設(shè)有橡膠墊，減小混凝土沖擊集料斗的噪音，防止了噪音污染。 9.4 混凝土在輸送過程中是密閉的，而且混凝土輸送不會產(chǎn)生塵埃和污染氣體，對空氣沒有污染。不需要采取特殊措施保護(hù)。 10效益分析 本工法是對比其它幾種方案作效益分析的。 方案一采用既有的纜索吊加吊斗運送混凝土澆筑，纜索吊是該橋各種材料及設(shè)備的唯

14、一運輸工具，如果兼作混凝土運，運輸速度慢不能保證混凝土的連續(xù)澆筑，從方案上不可行。 方案二、在攪拌站與2號墩之間的坡面上安裝四條軌道，用兩個1m3的料斗運輸混凝土，但運輸速度慢，同樣滿足不了混凝土的澆筑要求，同時安全性較差。建設(shè)僅軌道一項需要鋼軌30.5t，需要投資約16萬元，在加上其它建設(shè)及維護(hù)、運行費用，預(yù)計需要25萬元。 方案三、采用本工法，混凝土輸送能保證質(zhì)量，滿足施工要求，其建設(shè)費用計算如下表： 注：拌合設(shè)備及輸送泵，采用哪個方案均需要，故不列入進(jìn)行比較。 綜合比較分析：方案2與方案3比較，方案2建設(shè)及運行費用，估計25萬元。方案3建設(shè)成本8.84萬元，運行費用很低，可以不計。綜合比較采用本工法，可以節(jié)約成本25-8.84=16.16萬元。且采用本工法對自然環(huán)境的影響比較小，相比之下對環(huán)境具有一定的保護(hù)作用。 11、應(yīng)用實例 貴州思南縣巖頭河大橋橋型為53m+128m+92m的不對稱連續(xù)剛構(gòu)，2墩墩位落在鳳崗縣岸河床上，墩身由3個段組成，第一段高20米，為矩形空心構(gòu)造，第二段高34米，為實心雙矩形構(gòu)造，第三段高32.5米，為空心雙矩形構(gòu)造，整個墩高86.5米，基礎(chǔ)為2.0米的為挖孔灌注樁，共計9根，樁長分別27m、24m、21m的各三根；承臺為13.3×12.3×4.5736m