整體式模板襯砌臺車在礦山斜坡道混凝土支護施工中的應用

摘要:文中介紹了在礦山井建斜坡道施工中，通過增加簡單、經濟、快捷的輔助措施，成功運用隧道施工襯砌臺車，解決了大坡度斜井、斜巷的混凝土運輸、澆筑等一系列施工難題。

關鍵詞:整體式模板臺車 斜坡道 襯砌 施工

0 引言

目前，隧道襯砌施工工藝已經相當成熟，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，導致掘進緩慢。我們本著提高工程質量、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)聯合建設工程之一是全長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、強風化基巖破碎帶，設計鋼筋混凝土支護。為解決以往礦山傳統施工工法存在質量差、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點，在巷道斷面空間小(開挖斷面34m2)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設置Π型起伏彎管，同時當輸送泵達到泵送距離極限時，沿斜坡道搭設輔助運輸滑槽，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2次)，在仰拱澆筑時埋設Ω型地錨一次，地錨采用Φ25螺紋鋼，位于臺車兩側行走輪的軸線上，便于固定手拉葫蘆(設置導鏈的定滑輪)。臺車施工布置見下圖:

2.2 泵送管路的布設及混凝土滑槽的設計制作 需要施工襯砌支護的斜坡道總長787.3m，其中在-21水平設計轉向彎道，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當澆筑位置距離拌和機200m以內時，輸送地泵接料后直接泵送入模;②當超過200m外時，加設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臺地泵之間搭設滑槽，滑槽的長短可根據現場需要來定。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:當施工至-21水平轉彎段時，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)，混凝土可通過農用車運輸至地表下料孔下放至洞內，洞內的下料孔出口處設置1臺砼地泵，可滿足向前200m的輸送距離，如超過200m遠時，加設砼輸送地泵和滑槽，即可完成剩余襯砌施工任務;

2.2.3 混凝土輸送管路的布設和滑槽的制作

①因斜坡道坡度較大，當輸送垂直高度大于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:

②輸送線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可分為:往復循環定位立模、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固定在后方預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整其標高，再利用橫向油缸千斤頂調整其平面位置，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、側向絲杠支撐牢固。

為避免混凝土澆注過程中臺車產生上浮，采用3個絲杠在臺車前端拱頂端部增設支撐，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，左右側交替對稱澆注，每層澆筑厚度不宜大于100cm，兩側高差控制在50cm以內。一般采用灌注時間和灌注高度兩個指標進行雙控，即單側混凝土灌注高度達1m時，必須交換另側工作窗灌注;單側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定每側連續灌注時間達50min時，必須換側灌注。

3.3 脫模行走 按施工規范采用最后一盤封頂混凝土制作試件，現場養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，根據現場經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合緩凝成分，延長砼的凝結時間;

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，確保滑槽光潔順滑，并確保其穩固度;

4.3 手拉葫蘆定期進行檢查保養，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 澆筑循環臺車立模搭接長度不小于10cm，每兩模間采用預埋止水帶連接密封防水。

5 結束語

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，最終取得了預期效果，同時從根本上解決了以往礦山井建襯砌環向接縫錯臺和漏漿、跑模、混凝土表面存在冷縫、顏色不一致等質量問題。

據施工現場統計:同以往礦山傳統人工組裝模板施工法相比，每延米立、拆模提高工效5倍、節約設備材料消耗投入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，技術經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。