關于濕噴混凝土技術在隧道施工中的應用分析

1、<p>　　關于濕噴混凝土技術在隧道施工中的應用分析</p><p>　　摘要:濕噴混凝土的質(zhì)量較容易控制，噴射過程中的粉塵和回彈量較少，是隧道施工中廣泛采用的噴射方法。下文簡述了隧道濕噴混凝土施工工藝，并針對性的論述了施工過程中的質(zhì)量控制要點。 </p><p>　　關鍵詞:隧道；濕噴；混凝土 </p><p>　　中圖分類號： U45 文獻標識碼： A

2、 </p><p>　　噴射混凝土技術是新奧法隧道施工中一項關鍵技術，它借助噴射機械，將速凝混凝土噴向巖石或結(jié)構物表面，使巖石或結(jié)構物得到加強和保護。其與干噴相比，具有可有效地減少回彈、降低粉塵、加大一次噴層厚度、提高噴射砼質(zhì)量、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。隨著濕噴機械和相關材料、設備的生產(chǎn)技術不斷進步，濕噴混凝土將會作為一項成熟的施工手段得到廣泛的應用。但目前，從我國總體隧道施工技術水平看，由于實際工作中缺乏對噴射混凝土

3、支護作用重要性的足夠認識，致使它的發(fā)展落后于隧道其他施工技術，噴射混凝土是目前隧道施工中的薄弱環(huán)節(jié)。 </p><p>　　一、噴射混凝土技術概況 </p><p>　　1.濕噴混凝土施工方法 </p><p>　　細骨料應采用粗砂或中砂，應潔凈，保證含泥量小于3%，小于0.075 mm的顆粒含量小于20%，具有大于2.5的細度模數(shù)。粗骨料選用卵石或碎石，保證其級配

4、滿足要求，最大粒徑小于15mm，如果速凝劑為堿性時，嚴禁采用活性二氧化硅石料。采用的水應保證水質(zhì)滿足相關規(guī)定的工程用水標準要求，嚴禁使用含有影響水泥正常硬化與凝結(jié)的有害雜質(zhì)。應采用強度等級大于42.5MPa的水泥，根據(jù)實際情況摻加質(zhì)量合格的外加劑，普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥在噴射混凝土時優(yōu)先采用，遇到有特殊要求的時候，應根據(jù)實際情況采用特種水泥，如早強水泥在遇到軟弱圍巖的時候采用。應采取有效措施保證水泥不變質(zhì)，水泥在使用時應強度復驗合格

5、，并且要求其終凝時間小于10min，凝時間不大于5min。速凝劑的最佳摻量根據(jù)水灰比、水泥品種經(jīng)試驗確定。按設計比例將水、水泥和骨料拌和均勻，拌和好的混凝土混合料經(jīng)濕式噴射機壓送至噴頭處，再在噴頭上添加速凝劑后噴出。 </p><p>　　2.原材料選擇及配合比確定 </p><p><b>　　(1)原材料選擇 </b></p><p>&l

6、t;b>　?、偎?</b></p><p>　　選用P.O425、P.O525普通硅酸鹽水泥，其技術指標符合規(guī)定。 </p><p><b>　?、谏?</b></p><p>　　為保證噴射混凝土的強度，選用硬質(zhì)潔凈的中砂，細度模數(shù)小于2.4，含泥量為2.6%，或使用級配良好的機制砂。 </p><p&

7、gt;<b>　?、鬯槭?</b></p><p>　　為防止噴射混凝土時堵管和減少回彈，選用粒徑5～20 mm的機制碎石，要求連續(xù)粒級，保證級配均勻并堅硬耐久。 </p><p><b>　?、馨韬陀盟?</b></p><p>　　工程中多以飲用水作為拌合用水，而pH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量超過水量1%的水，含有影

8、響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害物質(zhì)的水均不得使用。 </p><p><b>　?、菟倌齽?</b></p><p>　　速凝劑對混凝土拌合物的性能起關鍵作用，水灰比為0.4時摻有外加劑的水泥漿初凝時間＜5 min，終凝時間＜10 min，產(chǎn)量為水泥用量的3%～6%，一般取4.5%為宜。 </p><p><b>　　(2)配合比確定 &

9、lt;/b></p><p>　　噴射混凝土設計等級為C25。在進行配合比設計時，根據(jù)濕噴混凝土工藝要求，必須考慮到混凝土的可泵性及混凝土在受噴面上的附著性。實驗人員首先在試驗室進行配合比篩選，然后進行實地噴射試驗。經(jīng)試驗確定其配合比為：灰骨比為1:4；水灰比為0.45～0.50；每立方米噴射混凝土水泥用量為427 kg；每立方米噴射混凝土摻速凝劑19.2 kg。施工中根據(jù)砂、碎石的含水率及時調(diào)整施工配合比

10、。 </p><p>　　3.濕噴混凝土施工工藝 </p><p><b>　　(1)施工準備 </b></p><p>　　檢查受噴面輪廓尺寸，并加以修整，使之符合設計，若有松散、破碎部分須清除干凈;有明顯滲水地段應事先做好防排水處理;噴射前用高壓風、水沖洗巖面，并將表面軟弱破碎巖石清掃干凈。沖洗時從隧道拱頂開始，按從上到下的順序清洗至側(cè)壁底

11、部;備好腳手架或工作平臺及護鐵紗罩;檢查機械、管道、安全閥、壓力表是否完好，并進行試運行;在拱頂、邊墻或巖面上做好設計噴層厚度標志。 </p><p>　　(2)濕噴作業(yè)技術要點 </p><p>　?、倩炷涟柚茣r按砂→碎石→水泥→水的順序投料，攪拌采用全自動計量強制式攪拌機，施工配料嚴格按配合比進行操作；加入復合泵送劑后攪拌2 min以上，最多不能超過4 min，以免影響混凝土的拌合質(zhì)

12、量。 </p><p>　?、趪娚浠炷習r從隧道最底處開始由下往上、以S曲線移動進行噴射，以避免回彈料污染已沖洗干凈的巖面，影響噴射混凝土的質(zhì)量；后一次噴射應在前一次混凝土終凝后進行，若終凝后1 h以上再次噴射，應用風水清洗混凝土表面；隧道從兩側(cè)邊墻底部開始噴射，噴射到拱頂中心線位置閉合，完成一環(huán)噴射混凝土的一次試噴。 </p><p>　?、蹏娚浠炷習r應嚴格控制風壓。風壓太小，會使噴射

13、力減弱，無法滿足噴射混凝土粘結(jié)密實要求，甚至達不到設計和規(guī)范要求；風壓太大，噴射混凝土一觸及巖面（或上一噴層）就會被后續(xù)的強大沖擊力吹走，二者都會加大骨料的反彈，從而直接造成回彈的增加。一般起始風壓≥0.5 MPa才能開機操作，并根據(jù)噴頭出料情況調(diào)整風壓，邊墻作風壓應控制在0.3～0.5 MPa之間，拱部控制在0.4～0.65 MPa之間。 </p><p>　?、車娚浠炷習r應根據(jù)圍巖類別及水文地質(zhì)情況，確定適

14、宜的初噴層厚度：Ⅱ類圍巖分3次，Ⅲ類圍巖分2次，Ⅳ類圍巖分1～2次；采用濕噴，經(jīng)現(xiàn)場測定初噴層厚度確定為4～5 cm，第二次噴射厚度可達10 cm以上。 </p><p>　?、轃o鋼筋網(wǎng)噴射時，噴嘴盡量垂直巖面成90度角，并偏向剛噴射部位，保持0.8～2 m的距離，以確保混凝土的密實效果，對掛有鋼筋網(wǎng)的受噴面，噴油略傾斜，距離則宜控制在0.6～1.0 m范圍內(nèi)。 </p><p>　?、迖?/p>

15、頭應均勻地按螺旋軌跡運行，分區(qū)段，一般不超過6 m，自上而下，一圈壓半圈，緩慢移動，每圈直徑15～20 cm；若受噴面不平，應先噴凹坑找平。 </p><p>　　⑦在噴射混凝土終凝1 h后進行灑水養(yǎng)護，保持噴射面濕潤，養(yǎng)護時間不少于7 d。 </p><p>　　二、施工質(zhì)量控制要點 </p><p>　　1.噴頭移動方式噴射過程中噴射手應根據(jù)圍巖具體情況，慢速的

16、采用繞8 字、繞S 或螺旋線等使用，以保證混凝土堆到一定厚度方離開，然后逐步擴充噴射面，再按由下往上、先墻后拱的順序噴射。當混凝土表面凹凸不平時，首先要填平表面，然后噴頭成S 型或螺旋狀均勻緩慢地移動，為盡量避免回彈現(xiàn)象發(fā)生，每圈必須壓前面半圈噴射，每次噴射3- 4 米長即可，總之要確?；炷帘砻婀饣?、平順。 </p><p>　　2.回彈量調(diào)整混凝土噴射面和鋼筋、巖面即骨料顆粒發(fā)生碰撞后，被碰掉的混凝土就是回彈

17、量，水泥用量、鋼筋量、骨料粒徑、噴射角度、濕噴機風壓和水灰比等都會會對回彈量造成影響，往往在初噴時回彈量較大，形成塑性層后因粗骨料的嵌入而降低了回彈量。所以一次噴射厚度至少為4cm。由于回彈料中的水泥用量不大，且雜物較多，因此不允許將回彈料再次放入濕噴機使用。 </p><p>　　3.噴射角及距離噴射時，噴嘴要與巖面垂直，而在邊墻噴射的過程中，為了將混凝土噴射到較厚的混凝土頂端，噴嘴最好向下約10 度，以直徑方

18、向為準進行頂部的噴射，受噴面如果被鋼筋或格柵等覆蓋，則允許噴頭適當傾斜，同時要防止其間角度太小致使混凝土物料在受噴面滾動，在產(chǎn)生波形噴面的同時加大回彈量；根據(jù)最小回彈量即最高強度來設計噴射距離，但最好以回彈量最小和料束比較集中的條件為主，噴射距離一般不允許超過0.6-1.2米，噴嘴處空氣壓力必須在0.4-0.6Mpa 的范圍內(nèi)。 </p><p>　　4.速凝劑添加速凝劑在噴射作業(yè)現(xiàn)場添加，添加量控制在水泥用量的

19、3~5%左右。速凝劑添加量過大會降低混凝土強度，添加量過小，會造成已經(jīng)噴射成型的混凝土成片脫落，造成回彈量過大。 </p><p><b>　　三、 結(jié)束語 </b></p><p>　　濕噴混凝土施工技術直接關系到隧道工程初期支護質(zhì)量，而對濕噴工藝原理和現(xiàn)場施工應用的探究，有利于推廣隧道工程建設創(chuàng)新技術的應用，是我國鐵路隧道施工向著更科學、更安全、更經(jīng)濟方向發(fā)展的必

20、然趨勢。參考文獻： </p><p>　　[1]孥夕兵.濕噴混凝土技術在隧道施工中的應用[J].科學之友：下旬 2010(12) </p><p>　　[2]鄧尤東.掛模濕噴混凝土技術在隧道施工中的應用[J].巖石力學與工程學報.2003(1)[3]張勝利,廖金福,琚宏昌,張鵬,李紅遠.摻加礦物細粉料和高效減水劑濕噴混凝土的試驗研究[J]. 混凝土.2011(12) </p>