隧道工程喷射混凝土施工技术

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隧道工程喷射混凝土施工技术

喷射混凝土技术在隧道工程中应用较为广泛,它主要是使用混凝土喷射机,将掺有速凝剂的混凝土按照一定的混合比例和程序进行拌和,然后经过高压喷嘴喷射到隧道围岩表面,使混凝土快速固结形成一种高密度、高强度的支护结构。

一、喷射混凝土在隧道工程中的作用

目前隧道工程复合支护中普遍采用的是喷射普通混凝土或喷射钢纤维混凝土,喷射方式主要采用干喷和湿喷。喷射混凝土具有支护及时、质量好(强度高、密实性强)、操作简单、灵活性大等优点,特别是在软弱围岩地质条件下,配合钢拱架和系统锚杆作为联合支护,其优点更为明显。就新奥法原理而言,容许围岩产生变形,同时在变形过程中,通过围岩自承能力和支护结构对围岩变形进行控制,达到让围岩变形适度释放而不是彻底释放的目的。

二、喷射混凝土施工工艺

1.干式喷射混凝土的施工工艺

干材料在搅拌站混合以后,使用压缩空气输送到高压喷嘴处,在喷嘴处与水、液态原外加剂和速凝剂混合,然后通过高压将混合物喷射出来,通常喷射的压力在0.6〜0.7MPa。干喷的施工方法较为方便且流程简单,所需要的机械设备也比较少,只需要一台拌和机和干喷机。干喷施工的输送距离比较长,施工布置比较灵活,通常输送的距离可达到300m, 垂直距离也可以达到180m远。通常可以提前在喷射机中加入速凝剂,然后将其搅拌均匀。干喷混凝土的施工方法工作环境较差,粉尘的回弹量较大,而且在喷射过程中,有脉冲现象所以喷料的均匀性比较差。拌和用的水在喷头处才能与干粉结合,所以它的水灰比准确性在控制上较难, 操作人员的施工经验、技术水平和临场应变能力对喷射质量有着较强的影响,所以施工质量的控制受人为因素影响较大,设计配合比也会受到回弹因素的影响,使实际的混凝土配合比存在一定差距。 2.湿式喷射混凝土施工工艺

湿式混凝土喷射施工中,除了速凝剂以外,所有的原材料都在拌和站进行拌合均匀,然后再通过混凝土泵送到喷嘴处,在喷嘴位置与速凝剂混合后一起喷射出来,喷射的空气压力在0.6〜0.7MPa。湿喷的混凝土喷射施工,对混合料的配合比控制较为容易,拌和也较为均匀,对水泥的水化非常有利,所以施工后的混凝土强度也较高。粉尘的回弹量较少,对施工环境没有影响。但是湿喷机的设备较为复杂,加入速凝剂也比较困难。能够实现的混合料输送距离和输送高度较小,对施工现场的工作面要求也较高,混合料在喷射过程中不能出现停机等现象,且喷射后也需要及时对设备进行清洗。

三、喷射混凝土施工重点环节的质量控制

材料控制

(1)喷射混凝土的对凝结速度及强度的要求较高,应优先选用不低于42.5等级的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,确保材料干燥,不得把不同规格水泥混用。

(2)配置细骨料时应选均匀干净的中砂,控制砂的细度模数,同时还应控制粗骨料粒径,避免管路堵塞,强化喷射效果;骨料表面宜粗糙,强化粘结效果。

(3)可在配合比中加入钢纤维,改善混凝土整体力学性能,包括抗拉强度和变形能力等。

(4)拌合用水须避免采用酸性水,以免影响凝结效果。 (5)可在配合比中适量加入粉煤灰等活性掺和料,既可减少水泥用量,也可提高抗腐蚀性。

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2.施工的质置控制

(1)控制工作风压及喷嘴出口处风压,以确保混凝土回弹率质量合格,计算时应考虑输料管长度等诸多因素。

(2)控制水压,确保通过喷头的拌和料能在极短时间内湿润,喷前调整水量。

(3)根据材料配合比、施工环境等,控制喷头与受喷面的距离和倾角,这也是控制回弹率的重要技术措施。

(4)根据围岩等级等因素,合理计算喷射厚度,在保证混凝土颗粒间强度的情况下,确保其整体性。

(5) 移动喷嘴时,速率均匀,连续缓慢环形移动,喷射后应检查基面是否光滑。

查缺补漏,一次性理清喷射混凝土施工质量控制要点! 质量控制

(1)喷射混凝土后,待其厚度达到设计要求时,应在混凝土初凝后及时抹平,填平坑洼处,施工时避免野蛮施工,确保新混凝土内部结构与基层粘结良好。

(2)分层喷射混凝土时,应确保在前一层混凝土初凝后再喷射第二层,以免影响粘结效果,最后一层混凝土喷射完毕后,应在终凝2h后洒水养护不少于14d;夏季高温天气时应加强洒水频率与洒水量。