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摘要：以平洞空间转向长距离混凝土结构斜井并内套钢管为例，分析了长距离斜井内衬钢管外回填混凝土泵送加溜管技术，解决了小空间内斜井泵送配合溜管混凝土中的堵管、混凝土離析等问题，并细述了长距离斜井钢管外回填混凝土施工技术措施等。
关键词：小断面、混凝土 浇筑面
中图分类号： TU37文献标识码： A
1工程概况
本工程引水上斜井共两条，上斜井增加钢板衬砌，钢衬外部采用自密实细石混凝土回填，并根据施工现场揭露的实际情况增设随机浅层防渗灌浆。钢衬范围为斜井直段EL723.478m～EL450m ，斜井倾角为50，单条共119节，总长约357m。内套钢管内径为5.8m，加劲环高10cm（定位节前三环15cm）。
钢管外回填自密实C25W6混凝土。由于斜井直径为6.5米，内套钢管直径5.8米（加筋环高10-15厘米），钢管外空间非常小，目前在国内尚无成熟的施工技术可供参考，为保证混凝土浇筑密实和钢管安装牢固，采用钢管外回填自密实微膨胀混凝土技术并在钢衬段进行凿毛，其中第2节至第9节全部凿毛，第10节以上根据混凝土浇筑段长度进行凿毛，每次凿毛范围为浇筑段长度的10%。
配制自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和精心的配合比设计,将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服,使混凝土流动性增大,同时又具有足够的塑性粘度,令骨料悬浮于水泥浆中,不出现离析和泌水问题,能自由流淌并充分填充模板内的空间,形成密实且均匀的胶凝结构。
2施工方案确定
2.1 施工布局
回填混凝土施工用风主要是混凝土凿毛、锚筋施工以及工作面清理等，供风利用设置在水平支洞内的一台25m3/h的英格索兰空压机进行，供风管采用PPC胶管，供风管根据斜井内轨道布置情况设置在轨道内侧，沿轨道铺设。
回填混凝土施工用水主要是锚筋施工用水，供水利用支洞的供水管线延伸，斜井内供水管采用6分的白色塑料管，满足斜井锚杆施工用水，供水管线和斜井供风管线同时布置在轨道内侧，其中供水管和供风管绑扎在一起，供风管每隔10米利用铁线和轨道锚杆捆扎在一起，避免供风管脱落。
斜井混凝土施工用电和斜井钢管焊接施工用电，使用YC-3×70+1×25和YC-3×50+1×25电缆布置于轨道内侧，并在施工台车上布置配电柜和36V行灯变压器，满足混凝土回填时施工照明、振捣等各项施工用电要求。
斜井内人员、小型材料的运输利用送人送料台车进行，台车使用12T双筒卷扬机牵引；混凝土在拌合站和支洞内的运输采用混凝土罐车进行；在水平支洞内运输采用混凝土泵运输；在斜井内运输采用溜管运输。
2.2 卷扬机提升系统布置
每个上斜井卷扬机布设包括2台5t/10t卸车用卷扬机、1台20t斜段钢管运输用卷扬机和1台12t送料、送人台车用双筒卷扬机等，布置如下：
2.3混凝土浇筑面布置
由于平洞支洞内均有轨道（安装钢管需要），混凝土罐车无法直接把混凝土运送至上斜井井口，因此在支洞端头布置一台混凝土泵，混凝土在拌合站搅拌完成后利用混凝土罐车运送至混凝土泵位置，在两个支洞内各布置一趟混凝土泵输送管，利用混凝土泵把混凝土输送至1#、2#上斜井井口位置，在斜井内根据轨道铺设情况，在轨道的外侧设置Φ125无缝钢管做为斜井混凝土运输溜管，在上斜井井口处设置漏斗形接料口，接料口底部设置一个内置的控制阀，通过控制阀开关将泵送至斜井井口的混凝土接入溜管中，通过溜管溜送至工作面。
溜管沿轨道外侧约10cm处铺设，每隔10米利用Φ25的钢筋固定在轨道锚杆或者轨道垫板上，避免混凝土溜管脱落，溜管每隔50米设置一个排气阀，在溜管下部设置一个缓冲器，溜管接头处利用橡胶软管套接，橡胶软管长度40cm，两端用铁线绑扎牢固。临近施工作业面15米采用钢丝橡胶软管连接，便于混凝土入仓。
2.4定位节模板支立及拆除
在定位节下口分布钢筋安装完成后进行定位节上、下口支模施工，模板采用木模板，模板由厚25mm木板和50×80mm、100×100mm木方制成（其中大木方为模板外楞，小木方为模板内楞），模板固定采用拉筋和木方固定的方式，拉筋采用ф16的圆钢，在模板和木方侧加工成螺纹丝扣，便于穿过模板和木方，另一侧焊接在定位节下口第一道加劲环上和Ф32锚筋上，模板在加工厂加工完成后运输入井，其中定位节下口模板一次性支立，模板缝隙利用土工布密实，避免浇筑时漏浆。
定位节上口模板支立在定位节上口第一道加劲环内侧，为了便于混凝土入仓，上口模板不一次性支立完成，而是随混凝土浇筑高度支立，固定方式和下口模板固定方式相同。
2.5混凝土入仓及振捣
混凝土采用软溜管入仓，按照先顶拱，在边墙，后底板的入仓方式进行。在进行顶拱和边墙入仓时，在钢管管口以上10-15米范围内，把斜井内运输混凝土的溜管平顺架高，避免出现较大的折角而堵管。定位节混凝土由于存在较大的空间，入仓混凝土利用软轴振捣器完全振捣。
3混凝土施工重点及施工工艺要求
在混凝土斜井溜管运输过程中，由于管径小（ф125钢管），距离长，混凝土下流过程中混凝土容易离析，造成堵管，且堵管后在斜井内难以处理，并且影响混凝土回填时间，因此采取以下措施进行保障。
配合比调整塌落度
虽然自密实混凝土流动性好，具有良好的施工性能和填充性能，且骨料不离析，混凝土硬化后具有良好的力学性能和耐久性。但在斜井溜管过程中还是容易发生离析，造成堵管。配制自密实混凝土应首先确定混凝土配制强度、水胶比、用水量、砂率、粉煤灰、膨胀剂等主要参数,再经过混凝土性能试验强度检验,反复调整各原材料参数来确定混凝土配合比的方法。经过实验室多次试验，不断优化参数，混凝土配合比出具后，多次在野外进行模拟试验，直至自密实混凝土在同样的斜井平坡度下不发生离析。具体为调整外加剂参合量、选用无级配小粒径骨料，优化水胶比等来提高混凝土的和易性。
经野外多次模拟浇筑和现场预浇筑试验试验，经多次优化调整各项参数，最终选用自密实混凝土配合比为：
2）设置双溜管
在每条斜井内沿轨道布置两条溜管，施工时可以同时使用，并且当一条溜管堵管之后，另一条溜管仍然可以继续进行。
3）设置排气孔
在溜管上每隔50米设置一个排气阀，即便于防止溜管堵管，也便于在溜管堵管后检查堵管位置。
4）堵管处理
一旦发生堵管，需要在第一时间进行处理，在每次混凝土回填时，均做好堵管处理的人员、工具和材料准备，发生堵管时及时协调好载人台车的使用，及时下井处理。处理时首先从上而下逐步打开排气阀，以便检查堵管位置，在确定完堵管位置后，迅速把堵管段拆除，在安装新的钢管代替已堵的钢管，恢复混凝土溜管通道以便继续施工，然后利用敲击、灌水等方式清除掉拆除掉的钢管管内的混凝土，留做备用，在处理下次堵管时随时使用。
4控制方式
1）混凝土浇筑前先采用3m³同标号的水泥砂浆对管线进行润管，保证管线的顺畅。
2）混凝土运输采用ф125管，垂直运输长度为：357m，由于浇筑段为：6m和12m，所以浇筑混凝土量分别为：22 m³和62.5m³，而运输管内混凝土全部填完为：2.8 m³，但是混凝土管运输不可能全部为满管，因此混凝土每仓浇筑完成至少需要8次和22次管内运输才能满足，另外在斜井工作面处和混凝土泵车处设置一个响铃，当混凝土浇筑到一定高度时，井下按响响铃，告知不再需要或者暂缓要料。
3）混凝土管线的运输速度由设置在弯段的漏斗形接料口处的内置阀门进行控制。
4）每个浇筑面浇筑完成后，用清水对管线进行清理，在工作面处设置一个溜槽，上铺两层过滤网，将弃渣运至上面，水直接排至斜井。
5其它注意事项
1）严格按照设计图纸、施工规范、操作细则组织施工。全力做好施工前的各项技术准备，以及规范、细则在施工中的贯彻、执行、监督、检查，做好施工后的验收，严格把好质量关。
2）认真执行岗位责任制，施工图纸文件会审制，编制施工组织设计制，技术交底制，开、竣工报告制，测量复核制，隐患工程检查制，材料与半成品检查制，技术档案管理制，使质量管理制度化、系统化。
3）对每道工序严格执行施工质量“三检制”与“联检制”，并做到“监督上工序、保证本工序、服务下工序”。
4）工程质量验收严格按《水利水电工程工程施工质量评定规程》、《水利水电建设工程单元工程质量等级评定标准》、《水利水电建设及工程验收规程》的要求，对各工序的单元工程进行验收评定，争取做到单元工程一次检查合格率100%，优良率90%以上。
5）混凝土拌和站必须严格按照混凝土拌和配合比及有关标准（如计量、拌和时间等）搅拌混凝土；混凝土运输车辆必须按有关规定接、送、放料。
6）混凝土浇筑过程中，应随时监视混凝土下料情况，按要求控制混凝土的下料质量和速度。
7）混凝土浇筑时配有施工备用设备，尤其是振捣器、混凝土搅拌车及混凝土泵等，确保浇筑混凝土的连续性。能够进行振捣作业部位，采用软轴振捣器辅以振捣。
8）为了防止溜管下料混凝土出现分离现象，下料流管底部设置缓冲器。
9）保证混凝土入仓温度控制在5℃～25℃范围内，超出此范围时采取温控措施。
6、结论
斜井内钢管外小断面回填自密实混凝土没有成熟的施工技术，经过在实际操作中实践和一系列调整自密实混凝土参数、溜管管径、方式等，混凝土堵管问题得到了妥善解决。斜井小断面溜管混凝土造成堵管原因无非就是溜管距离长，前期混凝土溜管时，溜管本身易吸附混凝土中的水分（自密实混凝土本身具有喜铁性），使混凝土过早脱水，骨料容易分离，形成加速度遇到阻力后阻塞溜管。只有在具体施工过程中加以控制，调整施工工艺，必能有效解决相应的问题。
关键词：小断面、混凝土 浇筑面
中图分类号： TU37文献标识码： A
1工程概况
本工程引水上斜井共两条，上斜井增加钢板衬砌，钢衬外部采用自密实细石混凝土回填，并根据施工现场揭露的实际情况增设随机浅层防渗灌浆。钢衬范围为斜井直段EL723.478m～EL450m ，斜井倾角为50，单条共119节，总长约357m。内套钢管内径为5.8m，加劲环高10cm（定位节前三环15cm）。
钢管外回填自密实C25W6混凝土。由于斜井直径为6.5米，内套钢管直径5.8米（加筋环高10-15厘米），钢管外空间非常小，目前在国内尚无成熟的施工技术可供参考，为保证混凝土浇筑密实和钢管安装牢固，采用钢管外回填自密实微膨胀混凝土技术并在钢衬段进行凿毛，其中第2节至第9节全部凿毛，第10节以上根据混凝土浇筑段长度进行凿毛，每次凿毛范围为浇筑段长度的10%。
配制自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和精心的配合比设计,将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服,使混凝土流动性增大,同时又具有足够的塑性粘度,令骨料悬浮于水泥浆中,不出现离析和泌水问题,能自由流淌并充分填充模板内的空间,形成密实且均匀的胶凝结构。
2施工方案确定
2.1 施工布局
回填混凝土施工用风主要是混凝土凿毛、锚筋施工以及工作面清理等，供风利用设置在水平支洞内的一台25m3/h的英格索兰空压机进行，供风管采用PPC胶管，供风管根据斜井内轨道布置情况设置在轨道内侧，沿轨道铺设。
回填混凝土施工用水主要是锚筋施工用水，供水利用支洞的供水管线延伸，斜井内供水管采用6分的白色塑料管，满足斜井锚杆施工用水，供水管线和斜井供风管线同时布置在轨道内侧，其中供水管和供风管绑扎在一起，供风管每隔10米利用铁线和轨道锚杆捆扎在一起，避免供风管脱落。
斜井混凝土施工用电和斜井钢管焊接施工用电，使用YC-3×70+1×25和YC-3×50+1×25电缆布置于轨道内侧，并在施工台车上布置配电柜和36V行灯变压器，满足混凝土回填时施工照明、振捣等各项施工用电要求。
斜井内人员、小型材料的运输利用送人送料台车进行，台车使用12T双筒卷扬机牵引；混凝土在拌合站和支洞内的运输采用混凝土罐车进行；在水平支洞内运输采用混凝土泵运输；在斜井内运输采用溜管运输。
2.2 卷扬机提升系统布置
每个上斜井卷扬机布设包括2台5t/10t卸车用卷扬机、1台20t斜段钢管运输用卷扬机和1台12t送料、送人台车用双筒卷扬机等，布置如下：
2.3混凝土浇筑面布置
由于平洞支洞内均有轨道（安装钢管需要），混凝土罐车无法直接把混凝土运送至上斜井井口，因此在支洞端头布置一台混凝土泵，混凝土在拌合站搅拌完成后利用混凝土罐车运送至混凝土泵位置，在两个支洞内各布置一趟混凝土泵输送管，利用混凝土泵把混凝土输送至1#、2#上斜井井口位置，在斜井内根据轨道铺设情况，在轨道的外侧设置Φ125无缝钢管做为斜井混凝土运输溜管，在上斜井井口处设置漏斗形接料口，接料口底部设置一个内置的控制阀，通过控制阀开关将泵送至斜井井口的混凝土接入溜管中，通过溜管溜送至工作面。
溜管沿轨道外侧约10cm处铺设，每隔10米利用Φ25的钢筋固定在轨道锚杆或者轨道垫板上，避免混凝土溜管脱落，溜管每隔50米设置一个排气阀，在溜管下部设置一个缓冲器，溜管接头处利用橡胶软管套接，橡胶软管长度40cm，两端用铁线绑扎牢固。临近施工作业面15米采用钢丝橡胶软管连接，便于混凝土入仓。
2.4定位节模板支立及拆除
在定位节下口分布钢筋安装完成后进行定位节上、下口支模施工，模板采用木模板，模板由厚25mm木板和50×80mm、100×100mm木方制成（其中大木方为模板外楞，小木方为模板内楞），模板固定采用拉筋和木方固定的方式，拉筋采用ф16的圆钢，在模板和木方侧加工成螺纹丝扣，便于穿过模板和木方，另一侧焊接在定位节下口第一道加劲环上和Ф32锚筋上，模板在加工厂加工完成后运输入井，其中定位节下口模板一次性支立，模板缝隙利用土工布密实，避免浇筑时漏浆。
定位节上口模板支立在定位节上口第一道加劲环内侧，为了便于混凝土入仓，上口模板不一次性支立完成，而是随混凝土浇筑高度支立，固定方式和下口模板固定方式相同。
2.5混凝土入仓及振捣
混凝土采用软溜管入仓，按照先顶拱，在边墙，后底板的入仓方式进行。在进行顶拱和边墙入仓时，在钢管管口以上10-15米范围内，把斜井内运输混凝土的溜管平顺架高，避免出现较大的折角而堵管。定位节混凝土由于存在较大的空间，入仓混凝土利用软轴振捣器完全振捣。
3混凝土施工重点及施工工艺要求
在混凝土斜井溜管运输过程中，由于管径小（ф125钢管），距离长，混凝土下流过程中混凝土容易离析，造成堵管，且堵管后在斜井内难以处理，并且影响混凝土回填时间，因此采取以下措施进行保障。
配合比调整塌落度
虽然自密实混凝土流动性好，具有良好的施工性能和填充性能，且骨料不离析，混凝土硬化后具有良好的力学性能和耐久性。但在斜井溜管过程中还是容易发生离析，造成堵管。配制自密实混凝土应首先确定混凝土配制强度、水胶比、用水量、砂率、粉煤灰、膨胀剂等主要参数,再经过混凝土性能试验强度检验,反复调整各原材料参数来确定混凝土配合比的方法。经过实验室多次试验，不断优化参数，混凝土配合比出具后，多次在野外进行模拟试验，直至自密实混凝土在同样的斜井平坡度下不发生离析。具体为调整外加剂参合量、选用无级配小粒径骨料，优化水胶比等来提高混凝土的和易性。
经野外多次模拟浇筑和现场预浇筑试验试验，经多次优化调整各项参数，最终选用自密实混凝土配合比为：
2）设置双溜管
在每条斜井内沿轨道布置两条溜管，施工时可以同时使用，并且当一条溜管堵管之后，另一条溜管仍然可以继续进行。
3）设置排气孔
在溜管上每隔50米设置一个排气阀，即便于防止溜管堵管，也便于在溜管堵管后检查堵管位置。
4）堵管处理
一旦发生堵管，需要在第一时间进行处理，在每次混凝土回填时，均做好堵管处理的人员、工具和材料准备，发生堵管时及时协调好载人台车的使用，及时下井处理。处理时首先从上而下逐步打开排气阀，以便检查堵管位置，在确定完堵管位置后，迅速把堵管段拆除，在安装新的钢管代替已堵的钢管，恢复混凝土溜管通道以便继续施工，然后利用敲击、灌水等方式清除掉拆除掉的钢管管内的混凝土，留做备用，在处理下次堵管时随时使用。
4控制方式
1）混凝土浇筑前先采用3m³同标号的水泥砂浆对管线进行润管，保证管线的顺畅。
2）混凝土运输采用ф125管，垂直运输长度为：357m，由于浇筑段为：6m和12m，所以浇筑混凝土量分别为：22 m³和62.5m³，而运输管内混凝土全部填完为：2.8 m³，但是混凝土管运输不可能全部为满管，因此混凝土每仓浇筑完成至少需要8次和22次管内运输才能满足，另外在斜井工作面处和混凝土泵车处设置一个响铃，当混凝土浇筑到一定高度时，井下按响响铃，告知不再需要或者暂缓要料。
3）混凝土管线的运输速度由设置在弯段的漏斗形接料口处的内置阀门进行控制。
4）每个浇筑面浇筑完成后，用清水对管线进行清理，在工作面处设置一个溜槽，上铺两层过滤网，将弃渣运至上面，水直接排至斜井。
5其它注意事项
1）严格按照设计图纸、施工规范、操作细则组织施工。全力做好施工前的各项技术准备，以及规范、细则在施工中的贯彻、执行、监督、检查，做好施工后的验收，严格把好质量关。
2）认真执行岗位责任制，施工图纸文件会审制，编制施工组织设计制，技术交底制，开、竣工报告制，测量复核制，隐患工程检查制，材料与半成品检查制，技术档案管理制，使质量管理制度化、系统化。
3）对每道工序严格执行施工质量“三检制”与“联检制”，并做到“监督上工序、保证本工序、服务下工序”。
4）工程质量验收严格按《水利水电工程工程施工质量评定规程》、《水利水电建设工程单元工程质量等级评定标准》、《水利水电建设及工程验收规程》的要求，对各工序的单元工程进行验收评定，争取做到单元工程一次检查合格率100%，优良率90%以上。
5）混凝土拌和站必须严格按照混凝土拌和配合比及有关标准（如计量、拌和时间等）搅拌混凝土；混凝土运输车辆必须按有关规定接、送、放料。
6）混凝土浇筑过程中，应随时监视混凝土下料情况，按要求控制混凝土的下料质量和速度。
7）混凝土浇筑时配有施工备用设备，尤其是振捣器、混凝土搅拌车及混凝土泵等，确保浇筑混凝土的连续性。能够进行振捣作业部位，采用软轴振捣器辅以振捣。
8）为了防止溜管下料混凝土出现分离现象，下料流管底部设置缓冲器。
9）保证混凝土入仓温度控制在5℃～25℃范围内，超出此范围时采取温控措施。
6、结论
斜井内钢管外小断面回填自密实混凝土没有成熟的施工技术，经过在实际操作中实践和一系列调整自密实混凝土参数、溜管管径、方式等，混凝土堵管问题得到了妥善解决。斜井小断面溜管混凝土造成堵管原因无非就是溜管距离长，前期混凝土溜管时，溜管本身易吸附混凝土中的水分（自密实混凝土本身具有喜铁性），使混凝土过早脱水，骨料容易分离，形成加速度遇到阻力后阻塞溜管。只有在具体施工过程中加以控制，调整施工工艺，必能有效解决相应的问题。