碾壓式真空溜管輸送砼技術(shù)是一種水利工程建設(shè)的新方法,在桂林市防洪及漓江補(bǔ)水川江水利樞紐工程施工中的應(yīng)用表明,碾壓式真空溜管技術(shù)能夠滿足施工面大、部分地理環(huán)境復(fù)雜、山勢高、河床狹窄的地段施工，能夠大大節(jié)省砼的輸送時間，加快施工進(jìn)度，保證工程施工質(zhì)量。
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(chǎn)值達(dá)到了3.5萬方。當(dāng)初大壩澆筑到一定高程時已不能再靠修進(jìn)倉路的方式進(jìn)到倉面進(jìn)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(jìn)倉，由于大壩靠修進(jìn)倉路進(jìn)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(dá)44m，如何設(shè)計、安裝、減速、抗分離、保證入倉的準(zhǔn)確安全等都是要解決的難題。
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(shí)踐和論證后發(fā)現(xiàn)，碾壓式真空溜管具有很多獨(dú)特之處，具體表現(xiàn)為:
2.1.適應(yīng)性很強(qiáng)
碾壓式真空溜管能夠適應(yīng)不同地理環(huán)境，針對河道山勢陡峭地區(qū)可以開展碾壓砼通過真空原理傳送，安全性能高。從實(shí)踐結(jié)果和過程表現(xiàn)來看，碾壓式真空溜管的可控性強(qiáng)，適應(yīng)不同坡度地區(qū)。
2.2.運(yùn)輸能力強(qiáng)，投送量大
碾壓式真空溜管能夠結(jié)合施工壓力大，高強(qiáng)度運(yùn)行的特點(diǎn)，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(yīng)用的溜管設(shè)計運(yùn)輸能力最大達(dá)到210m3/h。
2.3.可控性強(qiáng)
碾壓式真空溜管可控性強(qiáng)，管體是全封閉設(shè)計，內(nèi)外隔離。在傳送砼時，投送能力強(qiáng)，適應(yīng)高強(qiáng)度的施工要求，其原理是在溜管內(nèi)部形成真實(shí)或者人造的類似真空狀態(tài)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(fā)生骨料分離的可能性，在最大程度上保障了施工砼的質(zhì)量。
2.4.針對特殊地勢施工需要而設(shè)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(jié)合，因?yàn)榫哂衅露葌魉偷囊?，相比平地施工來看，這種真空溜管的投資不高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
碾壓式真空溜管的結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)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(gòu)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(yùn)送到大壩壩肩卸料平臺上再倒入受料斗，受料斗的設(shè)計是雙保險的，為了檢修方便，不耽誤工程進(jìn)度而在左右岸各設(shè)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(fù)合層的，在下方安裝了支撐部位。在碾壓式真空溜管的設(shè)計結(jié)構(gòu)中，有兩個構(gòu)件是砼入倉的關(guān)鍵：受料斗和溜管。碾壓式真空溜管的設(shè)計，管體采用了可以機(jī)動組裝拆卸的構(gòu)件，隨著澆筑倉面的上升，溜管管體每一節(jié)都是可以自由拆卸的。在碾壓式溜管的安裝設(shè)計中，對于溜管的下部支撐構(gòu)件采用的是錨桿立柱支撐。
碾壓式真空溜管的管體設(shè)計是全封閉的，底座是鋼結(jié)構(gòu)的耐磨材料，上部采用柔韌性強(qiáng)且耐磨的材料。在鋼結(jié)構(gòu)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(shè)計，簡單科學(xué)而實(shí)用性強(qiáng)。在溜管輸送砼的過程中，為了防止發(fā)生骨料分離，阻塞管道的事故發(fā)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(xiàn)的堵塞現(xiàn)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(nèi)部出現(xiàn)的影響因素很多，比如砼與管壁的摩擦力大小、溜管內(nèi)部真空程度、砼前后出現(xiàn)的擠壓壓力差的大小、在管內(nèi)輸送的砼的自身重量等等。
碾壓式真空溜管管內(nèi)的砼下滑輸送的基本規(guī)律是，如果砼的輸送速度能夠人為控制在預(yù)定范圍內(nèi)，碾壓式真空溜管就會呈現(xiàn)波浪式的砼輸送。如果把溜管內(nèi)部用吸氣泵抽空成為真空的話，那么溜管內(nèi)部的真空度越高越好。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，要想真實(shí)的描述好碾壓式真空溜管內(nèi)部砼輸送過程中呈現(xiàn)出來的狀態(tài)及問題，是非常困難的，因?yàn)橛绊懝軆?nèi)真空的因素很多，比如：①碾壓砼的構(gòu)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(nèi)部形成很多的空隙，造成溜管內(nèi)部真空度損失嚴(yán)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(jìn)行定量分析是很難的。
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(chǎn)值達(dá)到了3.5萬方。從溜管施工的效果來看，如期完成了生產(chǎn)任務(wù)，既保障了施工質(zhì)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(tài)和輸送砼的強(qiáng)度分析，如果溜管內(nèi)部的真空狀態(tài)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(yùn)行的質(zhì)量就是達(dá)標(biāo)的。
4.2.碾壓式真空溜管輸送的砼質(zhì)量受很多因素的影響，在溜管輸送砼的過程中，理論和實(shí)踐出入較大的地方是在二三級配比的砼下滑的速度上，實(shí)際數(shù)據(jù)要高于理論設(shè)計值。這與溜管內(nèi)壁的形狀、砼配比、受料口的受料質(zhì)量等因素有關(guān)。
4.3.碾壓式真空溜管輸送的砼強(qiáng)度和質(zhì)量如何，主要從兩個方面的數(shù)值進(jìn)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(shè)計，受料口是近垂直設(shè)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(diào)節(jié)管體下料傾角及速度來控制，下料傾角過大，則管內(nèi)砼速度較快，特別是川江大壩落差達(dá)40多米的溜管，則會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的骨料分離。通過現(xiàn)場多次的實(shí)驗(yàn)，選擇最適角度并在特定的標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)內(nèi)安裝減速板，既能起到減速作用又能對骨料進(jìn)行兩次拌合，最大限度的減少了因骨料分離而影響砼的質(zhì)量。

碾壓式真空溜管施工技術(shù)是水利工程施工高科技應(yīng)用方面的一項(xiàng)新技術(shù)，它具有投資小、見效快的施工特點(diǎn)，能夠在施工倉面大、部分地理環(huán)境復(fù)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(jìn)度，保證工程施工質(zhì)量。這一新施工工藝的運(yùn)用，是水利工程建設(shè)施工技術(shù)方面的重大突破。