【摘要】為研究大高差深V峽谷環(huán)境下溜管與二次攪拌機組合輸送系統(tǒng)設計及施工方法的可行性，文中以某地區(qū)大高差條件下的混凝土輸送為例，對組合輸送系統(tǒng)的施工關(guān)鍵技術(shù)進行闡述；對經(jīng)由組合輸送系統(tǒng)運輸前后的混凝土坍落度損失值進行對比；對混凝土試塊在標準養(yǎng)護和同條件養(yǎng)護下的試驗數(shù)據(jù)進行分析。研究結(jié)果表明，混凝土經(jīng)由組合輸送系統(tǒng)運輸后坍落度損失值較小，入模處混凝土的抗壓強度滿足設計要求。

【關(guān)鍵詞】大高差；混凝土澆筑；坍落度；抗壓強度

【中圖分類號】TU755 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）11-0156-03

0 引言

近年來，中國的橋梁建設取得了巨大的成就，橋梁設計、施工、管養(yǎng)理論體系與技術(shù)也隨之不斷變化與改進[1]。傳統(tǒng)混凝土運輸方式在面對大高差時，混凝土各組分間會產(chǎn)生離析現(xiàn)象，從而降低結(jié)構(gòu)的抗壓、抗拉及抗?jié)B能力，給混凝土工程留下質(zhì)量隱患[2]。因此，解決大高差條件下輸送混凝土的技術(shù)問題具有重要的現(xiàn)實意義。

大高差條件下混凝土澆筑常用的施工方法有溜管法、向下泵送法、滿管溜槽輸送法等方法。近年來，張念來等[3]對大落差混凝土泵送技術(shù)進行研究，提出了混凝土入模方案，對混凝土向下輸送過程中遇到的問題進行分析，并提出了相應的解決方法。楊選波[4]介紹了一種山區(qū)混凝土長距離、高揚程運輸時多級混凝土泵接力的輸送方式，分析了混凝土泵的堵管事故，提出加強施工組織管理等具體防范措施。歐陽瑞等[5]對大落差的混凝土澆筑方案進行研究，分析了向下泵送技術(shù)和滿管溜槽輸送技術(shù)，從受力分析以及施工安排兩個角度對兩套施工方案的安全性、經(jīng)濟性和可行性進行比較。

綜上所述，學者對大高差混凝土澆筑技術(shù)進行了深入研究，多集中于對單一輸送系統(tǒng)的設計方案或施工控制要點進行分析，對于澆筑入模的混凝土質(zhì)量把控仍有不足。本文以某工程為例，對大高差深V峽谷區(qū)環(huán)境下混凝土澆筑的關(guān)鍵技術(shù)進行細致研究，以期為大高差條件下混凝土的澆筑施工提供借鑒。

1 工程概況

洮河大橋位于洮河峽谷區(qū)，橋址處地形狹窄，黃河溝谷呈典型的“V”字形。擬建橋位區(qū)域河流兩岸的陡立坡面基巖裸露，陡立的岸坡頂部為黃土緩陵地貌，坡面順直，多呈狹長的黃土梁地貌及坡頂渾圓的黃土峁地貌形態(tài)，局部發(fā)育有黃土沖溝，沖溝寬淺、坡面陡立。洮河大橋橋臺4#墩柱位于坡面位置，坡度為50°～70°，施工便道無法修至工作面。

2 大高差條件下混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)

2.1 溜管試驗

為驗證溜管與二次攪拌機組合系統(tǒng)在大高差條件下輸送混凝土的可行性，確?；炷猎谳斔瓦^程中不會因為落差過大而出現(xiàn)離析，在正式施工之前，選擇臨時工程模擬實際施工中的混凝土澆筑流程，搭建臨時組合系統(tǒng)。

溜管的材質(zhì)、直徑、長度和安裝角度等參數(shù)根據(jù)設計要求來確定。單獨采用C20～C60不同強度等級的混凝土進行試驗。通過調(diào)整水泥、水、骨料和添加劑的比例，配制出符合實際澆筑要求的混凝土樣本。將配制好的混凝土通過組合系統(tǒng)進行輸送，觀察混凝土在輸送過程中的流動性、黏性和是否出現(xiàn)離析等現(xiàn)象。記錄混凝土通過溜管的時間、速度和最終的澆筑質(zhì)量。

對試驗過程中收集的數(shù)據(jù)進行詳細分析，包括混凝土的坍落度、抗壓強度、耐久性等指標。這些數(shù)據(jù)將用于評估組合系統(tǒng)的性能，以及確定是否需要對組合系統(tǒng)的設計或混凝土的配比進行調(diào)整。確保試驗過程中的混凝土滿足質(zhì)量要求。根據(jù)試驗結(jié)果分析得出各項指標均滿足設計要求，確定采用溜管與二次攪拌機組合作為主要的混凝土運輸方法。通過這一系統(tǒng)的試驗，可以為大高差條件下的混凝土澆筑提供科學的數(shù)據(jù)支持，確保施工的安全性和混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，見圖1。

2.2 潤管處理

在混凝土澆筑前，首先要確保溜管系統(tǒng)的清潔和暢通。使用清水對溜管進行沖洗，確保管道內(nèi)無銹漬、灰塵或其他可能影響混凝土質(zhì)量的雜質(zhì)。對于清洗溜管，特別重要的是要確保管道內(nèi)壁光滑、無附著物，以減少混凝土在輸送過程中的摩擦和阻力。

清水處理后，使用2 m3砂漿對溜管進行潤管操作，目的是清除管道內(nèi)的銹漬和其他雜質(zhì)。這一步驟對于防止混凝土在管道內(nèi)壁上的黏附和離析至關(guān)重要[6]。潤管所用的砂漿不澆筑到作業(yè)面，而是單獨處理，以避免影響混凝土的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量。

2.3 混凝土澆筑

在潤管之后，開始正式的混凝土澆筑。在溜管的上方等待約40～60 s，下方開始流出混凝土。這是為了確?；炷聊軌蝽樌鲃硬⒊錆M整個溜管。當下方開始流出混凝土后，上方繼續(xù)澆筑混凝土，保持混凝土連續(xù)供應，以避免空氣進入管道造成堵塞。在澆筑過程中，需要有專人監(jiān)控溜管的出料情況。如果發(fā)現(xiàn)混凝土沒有順利流出，需要立即檢查溜管是否有堵管情況，并及時采取相應措施。

澆筑完成后，使用清水對溜管進行徹底清洗，以去除殘留的混凝土和砂漿，為下一次澆筑做好準備[7]。清洗后的污水應妥善處理，避免對環(huán)境造成污染。隨后，對澆筑的混凝土進行養(yǎng)護，以確保其達到設計強度和耐久性要求。

2.4 溜管堵塞問題解決方案

2.4.1 布置雙管道系統(tǒng)

為應對可能的溜管堵塞問題，施工團隊布置了兩條獨立的管道系統(tǒng)。當一條管道發(fā)生堵塞時，另一條管道可以立即投入使用，保證混凝土連續(xù)澆筑不受影響，見圖2。

雙管道系統(tǒng)的設計提高了施工的可靠性和靈活性，確保了施工進度不會因為管道問題而延誤。

2.4.2 備用二次攪拌機和地泵

除雙管道系統(tǒng)，準備了備用的二次攪拌機和地泵，以及9 m3的混凝土吊罐。這些設備可以通過纜索吊裝至工作面，以備不時之需。這種備用方案可以在主要澆筑系統(tǒng)出現(xiàn)故障時迅速啟動，確保混凝土供應的連續(xù)性。

3 混凝土坍落度試驗分析

坍落度試驗是測定混凝土和易性的常用方法，通過坍落度試驗測定拌合物的流動性，并輔以直觀經(jīng)驗評定黏結(jié)性和保水性，從而判斷施工能否正常進行[8]。本研究通過記錄混凝土罐車卸料時的混凝土坍落度以及混凝土在澆筑前的坍落度計算坍落度的損失值。為評估組合輸送方法的適用性提供科學依據(jù)，從而對輸送技術(shù)的效率和可靠性做出判斷。

由表1可知，承臺、實體段、第二節(jié)段、第三節(jié)段以及第四節(jié)段的混凝土經(jīng)組合系統(tǒng)運輸后，其坍落度損失值分別為8、10、12、7、9 mm，平均損失為9.2 mm。研究結(jié)果表明，該組合輸送系統(tǒng)能夠有效維持混凝土的和易性，確保混凝土在運輸過程中的穩(wěn)定性。

4 混凝土標養(yǎng)和同條件養(yǎng)護試驗數(shù)據(jù)分析

4.1 混凝土標準養(yǎng)護試驗數(shù)據(jù)分析

為全面評估經(jīng)溜管與二次攪拌機組合系統(tǒng)輸送后的混凝土的力學性能，在混凝土澆筑入模處制備了混凝土試塊[9]。其中，承臺位置制備了15塊標準試塊，以確保對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)點的混凝土性能進行充分評估。此外，為了對墩柱不同位置的混凝土性能進行細致分析，在墩柱的實體段制備了6塊試塊，第二節(jié)段制備了6塊，第三節(jié)段制備了6塊，第四節(jié)段制備了3塊。所有這些試塊均在受控的標準養(yǎng)護條件下進行養(yǎng)護，以確保測試結(jié)果的準確性和可靠性。由試驗結(jié)果可得，各作業(yè)面的混凝土平均抗壓強度達到了設計要求的119.7%，驗證了施工技術(shù)的可靠性，確保了工程質(zhì)量的穩(wěn)定性。

4.2 混凝土同條件養(yǎng)護試驗數(shù)據(jù)分析

為進一步驗證溜管與二次攪拌機組合系統(tǒng)輸送的混凝土力學性能是否滿足設計要求，在墩柱實體段混凝土入模處制備了6組符合規(guī)范條件的混凝土同條件養(yǎng)護試塊，見表2，旨在準確評估經(jīng)運輸后混凝土在實際施工條件下的性能，從而為工程質(zhì)量提供堅實的數(shù)據(jù)支持。

墩柱實體段的混凝土設計強度等級為C40。由表2可知，所取的2組混凝土樣本在45 d同條件養(yǎng)護后，抗壓強度分別達到設計強度等級的113.5%和111.8%。綜上所述，墩柱實體段的混凝土在經(jīng)過組合系統(tǒng)運輸后，其強度符合既定的工程質(zhì)量標準[10]。研究結(jié)果表明，采用溜管與二次攪拌機的組合運輸系統(tǒng)能夠確保混凝土在輸送過程中的質(zhì)量穩(wěn)定，從而有效地保障混凝土的入模質(zhì)量，滿足工程對混凝土性能的要求。

5 結(jié)語

1）本文對溜管與二次攪拌機組合輸送系統(tǒng)在施工過程中的應用進行了研究，闡述了施工環(huán)節(jié)中各個關(guān)鍵步驟的技術(shù)要點，該施工方法可有效預防混凝土在運輸過程中出現(xiàn)的離析不良現(xiàn)象，從而確保了混凝土在入模處的質(zhì)量符合工程設計要求。

2）對組合輸送系統(tǒng)運輸前后的混凝土坍落度進行測量，通過計算得出坍落度平均損失值為9.2 mm。試驗結(jié)果表明，該組合輸送系統(tǒng)在運輸過程中能夠有效維持混凝土的和易性，確保混凝土的物理性能穩(wěn)定，為混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量提供了堅實保障。

3）對混凝土試塊在標準養(yǎng)護和同條件養(yǎng)護下的試驗數(shù)據(jù)進行分析，試驗結(jié)果表明，通過溜管與二次攪拌機組合輸送系統(tǒng)運輸后的混凝土力學性能符合設計規(guī)范要求，確保了混凝土在澆筑階段的品質(zhì)。

參考文獻

[1] 汪斌，湯港歸，唐繼舜，等.橋梁工程可靠度2020年度研究進展[J].土木與環(huán)境工程學報，2021，43（S1）：222-227.

[2] 汪永劍，丁仕輝，何育文，等.高陡坡運輸碾壓混凝土抗分離溜管的研制與應用[J].水利水電技術(shù)，2011，42（10）：91-93.

[3] 張念來，盛希，楊遵儉，等.矮寨特大懸索橋大落差混凝土泵送技術(shù)研究[J].中外公路，2009，29（5）：269-271.

[4] 楊選波.基獨河四級水電站引水明渠混凝土運輸方式選擇及實踐[J].水電能源科學，2013，31（1）：138-140.

[5] 歐陽瑞，劉衛(wèi)東，危鼎，等.大落差豎直向下澆筑混凝土施工方案分析[J].混凝土，2016（7）：123-126.

[6] 代艷芳，肖云偉，梅偉.長隧洞深長斜井混凝土運輸方案研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2018（8）：181-185.

[7] 唐際宇，林忠和，陳勇輝，等.南寧華潤中心東寫字樓項目雙溜管澆筑底板大體積混凝土施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2016，45（18）：63-69.

[8] 梁寧慧，周侃，毛金旺，等.多尺度聚丙烯纖維混凝土在隧道二襯中的應用[J].公路交通科技，2023，40（9）：158-165.

[9] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.混凝土物理力學性能試驗方法標準：GB/T 50081—2019 [S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2019：6.

[10] 國家鐵路局.鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準：TB 10424—2018 [S].北京：中國鐵道出版社，2018.