碾壓式真空溜管輸送新工藝之解析

摘要：碾壓式真空溜管輸送砼技術是一種水利工程建設的新方法，在桂林市防洪及漓江補水川江水利樞紐工程施工中的應用表明，碾壓式真空溜管技術能夠滿足施工面大、部分地理環境復雜、山勢高、河床狹窄的地段施工，能夠大大節省砼的輸送時間，加快施工進度，保證工程施工質量。

關鍵詞：真空溜管；川江水利樞紐；碾壓砼

1.工程簡介

桂林川江水利樞紐工程是一個中型的碾壓砼重力壩，自2009年開建以來，砼累計輸出超過45萬方，高峰期月產值達到了3.5萬方。當初大壩澆筑到一定高程時已不能再靠修進倉路的方式進到倉面進行澆筑，考慮到大壩所處的地勢，只能在左岸1#壩上安裝一套真空溜管用于大壩砼的進倉，由于大壩靠修進倉路進倉澆筑只能到▽234m高程，而1#壩高程為▽278m，倉面與1#壩上下高差達44m，如何設計、安裝、減速、抗分離、保證入倉的準確安全等都是要解決的難題。

2.碾壓式真空溜管的工藝特色

在桂林川江水利樞紐工程施工中通過對碾壓式真空溜管的實踐和論證后發現，碾壓式真空溜管具有很多獨特之處，具體表現為：

2.1.適應性很強

碾壓式真空溜管能夠適應不同地理環境，針對河道山勢陡峭地區可以開展碾壓砼通過真空原理傳送，安全性能高。從實踐結果和過程表現來看，碾壓式真空溜管的可控性強，適應不同坡度地區。

2.2.運輸能力強，投送量大

碾壓式真空溜管能夠結合施工壓力大，高強度運行的特點，在不同施工倉面和坡度情況下使用。桂林川江水利樞紐工程應用的溜管設計運輸能力最大達到210m3/h。

2.3.可控性強

碾壓式真空溜管可控性強，管體是全封閉設計，內外隔離。在傳送砼時，投送能力強，適應高強度的施工要求，其原理是在溜管內部形成真實或者人造的類似真空狀態的傳送條件，在砼的傳送過程中，利用減速板及二次拌合裝置，能有效的避免砼因下滑太快，易發生骨料分離的可能性，在最大程度上保障了施工砼的質量。

2.4.針對特殊地勢施工需要而設計，工程量一般不大

碾壓式真空溜管適用在坡度陡，跨度大的傳送倉到施工倉面之間傳送砼。一般情況下，土建的工程量不是很大，在傳送的過程中，施工工具都是簡單、易于操作的，從碾壓式真空溜管的外形來看，就是受料斗與溜管結合，因為具有坡度傳送的要求，相比平地施工來看，這種真空溜管的投資不高，經濟實用。

3.碾壓式真空溜管的結構設計原理和操作性能研究

3.1.碾壓式真空溜管的配置和整體設計

桂林川江水利樞紐工程所采用的碾壓式真空溜管主要由3個部件構成：受料斗、下料控制裝置、溜管管體。整個碾壓式溜管傳送砼的過程為：由自卸汽車從拌合樓把砼運送到大壩壩肩卸料平臺上再倒入受料斗，受料斗的設計是雙保險的，為了檢修方便，不耽誤工程進度而在左右岸各設計一套備用。受料斗的下料控制是來自電弧門傳送的信號。碾壓式真空溜管的管體是復合層的，在下方安裝了支撐部位。在碾壓式真空溜管的設計結構中，有兩個構件是砼入倉的關鍵：受料斗和溜管。碾壓式真空溜管的設計，管體采用了可以機動組裝拆卸的構件，隨著澆筑倉面的上升，溜管管體每一節都是可以自由拆卸的。在碾壓式溜管的安裝設計中，對于溜管的下部支撐構件采用的是錨桿立柱支撐。

碾壓式真空溜管的管體設計是全封閉的，底座是鋼結構的耐磨材料，上部采用柔韌性強且耐磨的材料。在鋼結構和耐磨材料的連接部位，管體與管體的連接處，溜管和受料斗的連接都是密封而且很牢固，整個溜管的設計，簡單科學而實用性強。在溜管輸送砼的過程中，為了防止發生骨料分離，阻塞管道的事故發生，在碾壓式真空溜管的接茬拐彎處，都配置了震動裝置，通過震動減少砼因停留彎道時間過長而出現的堵塞現象。

3.2.碾壓式真空溜管的工作原理分析

在砼傳送的過程中，在溜管內部出現的影響因素很多，比如砼與管壁的摩擦力大小、溜管內部真空程度、砼前后出現的擠壓壓力差的大小、在管內輸送的砼的自身重量等等。

碾壓式真空溜管管內的砼下滑輸送的基本規律是，如果砼的輸送速度能夠人為控制在預定范圍內，碾壓式真空溜管就會呈現波浪式的砼輸送。如果把溜管內部用吸氣泵抽空成為真空的話，那么溜管內部的真空度越高越好。在實踐中發現，要想真實的描述好碾壓式真空溜管內部砼輸送過程中呈現出來的狀態及問題，是非常困難的，因為影響管內真空的因素很多，比如：①碾壓砼的構成不固定，骨料和配料在輸送過程中與溜管管壁摩擦阻力分析很難；②砼里面的骨料很容易松散，在溜管內部形成很多的空隙，造成溜管內部真空度損失嚴重；③假如溜管管體和受料口的連接部位密封不好，也會造成真空程度差，要進行定量分析是很難的。

4.碾壓式真空溜管的施工效果分析

桂林川江水利樞紐工程自2009年開建以來，砼累計輸出超過45萬方，高峰期月產值達到了3.5萬方。從溜管施工的效果來看，如期完成了生產任務，既保障了施工質量，也為川江水利樞紐工程大壩順利封頂爭取了寶貴的時間。

4.1.從碾壓式真空溜管的工作狀態和輸送砼的強度分析，如果溜管內部的真空狀態和砼的輸送速度都能和理論分析一致，那么碾壓式真空溜管的傳送量和溜管運行的質量就是達標的。

4.2.碾壓式真空溜管輸送的砼質量受很多因素的影響，在溜管輸送砼的過程中，理論和實踐出入較大的地方是在二三級配比的砼下滑的速度上，實際數據要高于理論設計值。這與溜管內壁的形狀、砼配比、受料口的受料質量等因素有關。

4.3.碾壓式真空溜管輸送的砼強度和質量如何，主要從兩個方面的數值進行分析：vc值損失和砼的骨料分離情況。盡管砼vc值的變化受到很多因素的影響，比如氣溫的變化、砼停留時間的長短等。但由于碾壓式真空溜管是全封閉的設計，受料口是近垂直設計，砼的傳輸時間短，vc值的變化很小，與理論分析一致。對于砼骨料分離情況控制，可以通過調節管體下料傾角及速度來控制，下料傾角過大，則管內砼速度較快，特別是川江大壩落差達40多米的溜管，則會產生非常嚴重的骨料分離。通過現場多次的實驗，選擇最適角度并在特定的標準管節內安裝減速板，既能起到減速作用又能對骨料進行兩次拌合，最大限度的減少了因骨料分離而影響砼的質量。

5.結語

碾壓式真空溜管施工技術是水利工程施工高科技應用方面的一項新技術，它具有投資小、見效快的施工特點，能夠在施工倉面大、部分地理環境復雜、山勢高、狹窄河床的地段滿足施工要求并大大縮短砼的輸送時間，有效提高施工進度，保證工程施工質量。這一新施工工藝的運用，是水利工程建設施工技術方面的重大突破。

作者簡介：陳檢珠（1986-），男，助理工程師，主要從事水利工程機電安裝工作。