1、浅谈隧道湿喷混凝土施工摘要:混凝土湿喷工艺综合成本低、社会效益好、环境污染小,在隧道施工中已成为强制要求实施的工艺。本文论述了隧道湿喷混凝土施工工艺,并针对性的论述了施工过程中的质量控制要点。 关键词:隧道施工;混凝土湿喷工艺;操作 中图分类号:TU74 文献标识码:A 混凝土湿喷工艺综合成本低、社会效益好、环境污染小,在隧道施工中已成为强制要求实施的工艺。如何让混凝土湿喷施工能巨大地改善隧道施工作业环境、缩短喷射混凝土的作业循环,更尤为重要的是通过湿喷工艺建立喷射混凝土质量保证体系,使喷射混凝土质量稳定可靠呢?经过本人的调查了解和研究,下面针对施工要点,谈谈本人的看法。 一、原材料的控制及配
2、合比优化 细集料应采用级配合理且细度模数在 2.53.2 之间的中粗砂或机制砂。粗集料应选择 510mm 的碎石。水泥可选用普通硅酸盐水泥,其与混凝土设计标号相适应,且其技术指标符合规定。值得注意的是:根据现场施工调查,混凝土塌落度宜控制在 180200mm 之间,塌落度过小易出现堵管现象,塌落度多大喷射时混凝土难以自稳、易塌落、回弹量较大,同时速凝剂的用量增大,混凝土强度也得不到保证。 二、喷射面的处理 首先应测量受喷围岩的基本尺寸,并要求隧洞外轮廓较为光顺,对欠挖部位应进行补凿及清除浮石,之后用高压水或气将受喷面上的污泥、灰尘及细岩清除干净;若隧洞存在漏水地段应查明水源并做好防排水措施,必
3、要时采用凿岩机钻孔以对周边围岩排水以防止喷射混凝土与围岩间的水阻碍混凝土的粘结及延缓混凝土强度提高。 三、湿喷操作要点 湿喷工艺是一个动态的施工过程,应根据现场实际调整混凝土的塌落度、风压、喷射角度及喷射距离。施作时软管长度不宜大于 20 米,隧道拱顶作业时风压宜控制在 0.30.5Mpa,边墙湿喷作业时风压宜控制在0.20.4Mpa。 1、喷射角及距离。作业时喷嘴一般应垂直于喷射面,边墙喷射则宜将喷嘴下俯 10o 左右以使混凝土束较厚的喷射在混凝土顶端,避免喷嘴和喷射面间角度过小导致混凝土物料在受喷面上滚动而产生凹凸不平的波形喷面,增加回弹量;喷射距离应根据混凝土最小回弹和最高强度确定,一般
4、喷嘴至受喷面距离在 1-1.5m 范围内为宜,并以能看清喷射情况并使料束集中,回弹量最小为宜。 2、喷射方法。施工中采用分层喷射方法,一次喷射厚度在 4-6cm 范围内;第一层喷射前在设计确定的断面位置埋设厚度测量组件;前一层喷射后硬化达到一定强度后方可喷射下层,最终每层以不出现坠落并达到所需厚度后方可前移;若在喷射下层混凝土时前一层已经蒙上粉尘,则应用高压气体或水对表面进行清洗;喷射过程中应避免一次喷射厚度太薄骨料发生回弹,或一次喷射过厚出现喷层下坠流淌现象;若喷层与岩面间存在空鼓现象则每次喷射厚度不得小于骨料粒径的 2 倍以减小回弹率。 3、喷射顺序及时间间隔。隧道内的喷射顺序为先墙后拱,
5、自上而下分段、分片进行,施工中按照纵向 3-4m 为一段,分片宽度约为 2m,每片均应自下部起水平方向旋转移动往返一次喷射后方可向上移行,当岩面存在较大凹洼部位则应现将其喷平;喷射过程中喷头应先找平凹处之后将喷头成螺旋形或 S 形缓慢均匀移动,每圈压前面半圈,绕圈直径一般控制在 30cm 左右,每次的喷射长度应根据混凝土速凝效果决定以求喷出的面层平顺光滑;两层的喷射时间间隔一般控制在 15-20min,在下层喷射前应保证上层达到一定强度。 4、回弹量调整。喷射过程中由于岩面、钢筋或骨料相互碰撞而从受喷面上弹落下来的拌和物称为回弹量,其根据喷射位置、空气压力、水泥用量、水灰比及骨料最大粒径和级配
6、等决定,喷射初期回弹量较大,当其形成塑性层后则粗骨料易嵌入回弹量则会减小,因此应调整喷射厚度来控制回弹量;同时由于回弹料中水泥含量小且主要为粗骨料,因此其不宜用于重新使用而影响最终的喷射质量。 四、速凝剂参量调节和使用 液体速凝剂的参量应在试验室确定最佳参量的基础上、考虑到差异性、敏感性和施工中的损耗,进行综合确定。原则上在满足凝结要求的基础上尽量少掺。实际施工中液体速凝剂的掺量只能通过调整喷射机自带的计量泵流量来控制。速凝剂流量及计量泵螺杆示数按下式计算:Y=(QWcxK)/(rsP),式中 Q 为湿喷机生产率,Wc 为每方混凝土的水泥用量,K 为速凝剂的掺量,rs 为速凝剂的容重,P 为计
7、量泵的最大流量,Y 为计量泵上计量螺杆刻度值。 五、养护 由于湿喷混凝土的表面较为粗糙,对其进行良好的养护非常必要,同时由于拌和物内水泥用量和砂率较高,因此为使水泥充分水化以减少和防止混凝土不正常收缩裂缝的产生因此在其终凝后则应进行养护。养护时应采用洒水养护的方式,养护时间不少于 7d 以保证后续强度的发展。六、特殊部位处理 1、拱顶光滑岩面的处理。当围岩较好、岩体整体性较为完整,开挖时光面爆破控制的较好的情况下,拱顶段的岩面通常较为光滑,喷射混凝土时底层混凝土和岩面通常难以粘结。为保证喷射混凝土同岩面的粘结牢固,应在拱顶光滑岩面正式喷射前在光滑岩面扫喷一层厚约 2cm 的1:22.5 的水泥
8、砂浆,并可适当加大速凝剂用量,以实现其在喷射23min 后即可达到终凝,进而进行喷射混凝土至设计厚度。 2、对滴、渗水部位喷射。应在该部位围岩表面喷射混凝土时,其喷射混凝土的凝结时间应随喷射面渗水量的大小而进行调整。 3、钢架间的喷射混凝土喷射。为确保初期支护安全、可靠,对于类围岩通常都采用 I20 以上钢架进行支护,钢架间距通常在 0.6 米左右。钢架背后设置 2020 钢筋网片。这就提高了对喷射混凝土的要求。因此宜采用低风压、近距离、变换喷射角度的方式进行。风压宜控制在0.20.3Mpa,距离在 1 米左右。先调整角度将拱架背后喷密实,在喷实钢筋网背后,最后恢复正常湿喷方式喷实拱架之间间隙
9、。否则在钢架和钢筋网表面会形成一个混凝土壳,而钢筋网背后、钢架背后易形成空洞。参考文献: 1 姜昭荣.湿喷混凝土技术在向家坝隧道施工中的应用J. 山西建筑. 2011(05) 2 单强,李路,余一松,明世祥.地下矿山湿喷技术应用现状与存在问题分析J. 现代矿业. 2011(03) 3 巨荣文,林伟明.聚丙烯纤维湿喷混凝土试验与应用J. 四川水力发电. 2009(06) 4 陈铁锋.地下工程湿喷混凝土技术探讨J.北方交通.2010(01) 5邱超.隧道湿喷混凝土施工技术J.中国西部科技.2010(06) 6李浩.湿喷混凝土在公路隧洞中的应用J.交通世界(建养.机械).2010(07) 7赵颖超,李勇,李万年.湿喷混凝土技术在隧道施工中的应用J.青海交通科技.2010(S1) 8李兵.湿喷技术在海棠山隧道施工中的应用J.辽宁省交通高等专科学校学报.2010(03)