关于隧道工程喷射混凝土回弹量控制的实践与研究
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浅谈喷射混凝土回弹率高、掉块的原因分析及解决措施发布时间:2022-08-25T08:40:57.516Z 来源:《工程建设标准化》2022年4月第8期作者:熊明涛[导读] 喷射混凝土占隧道混凝土总量近四分之一比重,是控制隧道施工成本的关键点。
熊明涛中铁十一局集团第二工程有限公司,湖北十堰 442000摘要:喷射混凝土占隧道混凝土总量近四分之一比重,是控制隧道施工成本的关键点。
下面统计分析在建川藏X标、川藏Y标、池黄铁路等项目喷射混凝土回弹率高,施工过程掉块严重等质量缺陷。
从原材料质量控制、配合比设计、混凝土施工质量控制、现场施工环境等方面进行调研统计分析,结合现场实际情况总结隧道初期支护混凝土回弹率大、掉块的原因及解决措施。
关键词:隧道施工;喷射混凝土;回弹率;掉块;原因分析;解决措施 1 工程概况目前公司在建的川藏7、川藏4、西十、杭衢、池黄5个项目共22座隧道,喷射混凝土均采用施工技术难度高、强度保证率好的湿喷工艺施工,各项目均存在不同情况的回弹率大、掉块等现象,各项目具体施工情况如表1。
表1:公司在建项目喷射混凝土施工情况一览表2 原因分析各项目成立隧道喷射混凝土质量跟踪小组,制定质量指标清单,每天现场实测喷射前混凝土坍落度、喷射过程各部位回弹量,统计混凝土出场、运输、停滞时间,同时实施日汇报制度,每天总结分析现场实测数据,指导下一步施工组织安排,现将隧道初期支护混凝土掉块原因分析如下:2.1 喷射混凝土原材料控制喷射混凝土基本原材料主要由水泥、机制砂、碎石、减水剂及速凝剂组成,试验人员定期将原材料数据、生产数据进行汇总分析,总结如下:(1)水泥:各项目水泥均满足GB 175-2007《通用硅酸盐水泥》技术性能要求,且水泥质量稳定,无较大波动。
表2:各项目水泥基本性能指标一览表(2)细集料:5个项目细集料均为机制砂,性能较稳定,川藏Y标、7标0.075mm以下含量和亚甲蓝MB值不符合要求,其他项目均能满足规范要求。
隧道喷射混凝土回弹量控制发布时间:2021-06-04T16:12:05.643Z 来源:《工程建设标准化》2021年2月第3期作者:谢东平[导读] 喷射混凝土回弹量的控制在隧道施工中一直是一个需要重点关注的问题谢东平中铁一局集团第三工程有限公司陕西宝鸡 721006摘要:喷射混凝土回弹量的控制在隧道施工中一直是一个需要重点关注的问题。
回弹量指的是在进行喷射混凝土过程中,集料、水(干喷)或已经拌好的混凝土(湿喷)喷射到围岩上,由于不能及时凝结以及避免的回弹,部分掉落的就是喷射混凝土的回弹量。
减小回弹量的主要方法主要是从工艺和材料选择上,调节集料等配比,改善施工时喷射角度,减少回弹。
本文根据作者多年工作经验,对隧道喷射混凝土回弹量控制谈了一些自己的看法和意见,供大家学习和借鉴。
关键词:隧道;混凝土喷射回弹量;控制1、引言目前,喷射混凝土在隧道施工中已广泛使用,但施工中回弹率普遍较大,平均在30%以上。
回弹率过高不但造成原材料浪费较大,而且增大了施工成本。
同时,过大的回弹率使施工现场空气中粉尘含量过高,严重威胁到施工人员的健康安全。
弹量过高直接延长了喷射混凝土的工作时间,延长了喷射时间,影响了施工进度。
如何通过技术改进和加强管理来降低喷射混凝土的回弹率是施工企业必须面对的研究课题。
2、隧道喷射混凝土回弹量控制2.1喷射混凝土技术控制(1)水灰比水灰比是影响喷射混凝土强度的主要因素。
一般来说,当喷射混凝土出现流淌、滑移、拉裂时,表明水灰比太大;若喷射混凝土表面出现斑作业中粉尘大、回弹多,则表明水灰比太小。
适宜的水灰比为0.4-0.5,在这一范围内,混凝土表面平整,呈水亮光泽粉尘和回弹量均较少,偏离这一范围,不仅减低喷射混凝土强度,也使回弹量增大。
(2)配料:各种材料的称量偏差为:水泥±3%,砂石±2%,向搅拌机的投料顺序:先装砂,再装水泥,最后装石子。
搅拌时间不小于90S。
(3)灰骨比(即水泥与骨料之比)适宜的比例为1:4-1:5,水泥过少,回弹量大,初期强度增长慢;水泥过多,不仅粉尘量增多,且硬化后的混凝土收缩也增大,也影响混凝土后期强度的增大(4)骨料的含水率:控制在4-6%,砼宜随拌随用。
隧道喷射混凝土回弹量大的分析及防治措施摘要:本文主要是针对在隧道喷射混凝土工程施工中,对喷射混凝土质量和成本影响较大的喷射砼回弹量大进行分析和研究,现分别从原材料、配合比设计、喷射工艺及喷射作业等方面采取有效控制措施,以达到提高喷射混凝土强度和减小喷射混凝土的回弹量目的,给以后的隧道喷射混凝土工程施工提供依据。
关键词:喷射混凝土;回弹量大;分析及防治一、概述喷射混凝土是利用压缩空气,将按一定比例的混凝土拌合料通过管道输送并高速喷射到受喷面上凝结硬化,从而形成混凝土支护层。
工艺流程一般分为干喷、潮喷、湿喷和混合喷。
喷射混凝土在实际喷射施工中,产生回弹是必然现象,而回弹又关系着经济利益和喷射混凝土的强度。
因此,其在施工过程中,为了保护环境和维护人员的健康,保证喷射混凝土的质量,降低成本,回弹量是一个非常值得研究的物理量。
二、喷射混凝土回弹量影响因素分析1.工作风水压对回弹量的影响工作压风进入喷射机前必须进行油水分离,工作风水压恰当时,喷射的混凝土结合密实,回弹量少,混凝土质量高。
当风水压过低时,从喷嘴射出的混凝土速度小,获得的动能就低,不能够嵌入到砂浆里面或者不能够与砂浆捣实、粘结在一起而致使其坠落;当工作风水压过高,喷射速度就大,很容易反弹下来,造成回弹量增大。
通过工作中的实践分析,现将工作风水压的影响因素以图的形式从人、料、机、法、环(见下图)等方面进行总结,已达到在施工中试喷时,找出最佳的回弹量所对应的风水压值。
风水压影响因素2.水灰比对喷射混凝土回弹量的影响水灰比大小对喷射混凝土的回弹量和强度有重大影响。
理论上表明,水泥水化反应所需的水灰比为0.25~0.3左右,而实际施工中,这一范围的水灰比满足不了喷射输送原理及喷射工艺的要求,现场施工中采用的湿喷法施工的喷射混凝土的水灰比一般控制在0.42-0.50。
且在实践中发现,当水灰比小于0.35时,混凝土的拌合料不能拌合均匀,料束分散,回弹现象明显。
隧道喷射混凝土超耗原因分析及控制措施摘要:隧道工程具有周期长、复杂性等特点,为了进一步完善交通体系,我国正在加快隧道工程建设。
实际施工中,喷射混凝土是重要一环,利用喷射机将混凝土喷射到隧道岩壁表面或者混凝土表面,从而满足施工所需。
本文就隧道喷射混凝土超耗原因及控制措施展开探讨,以期提升隧道工程建设经济效益。
关键词:隧道;喷射混凝土;超耗原因;控制措施在公路施工中,隧道工程相对较为特殊,所以混凝土施工中会采用喷射的方式,过程中可能会出现喷射厚度不均、超耗等问题,这不仅对施工质量会产生影响,而且增加了施工成本。
因此,需对喷射混凝土超耗原因进行分析,并在此基础上采用有效控制措施,最大程度提升喷射混凝土利用率,有助于提升隧道工程施工质量。
一、隧道喷射混凝土超耗原因分析(一)线性超挖1.测量放样测量人员在开展测量放样工作的过程中,有时知识单纯对轮廓线以及周边眼的区域测量,而对内圈眼完全无视,同时一些人员的思想重视度偏低,导致外部未能形成对应的轮廓,且整个光爆层的厚度起伏不定,造成线性超挖问题产生。
不仅如此,在爆破工作全部结束后,一些人员未能第一时间对断面部分予以测量,导致线性开挖的效果不佳。
[1]2.钻孔作业周边眼间距设计应符合要求,但是,在这次钻孔作业中,施工人员对周边眼间距没有严格控制,间距存在过大或者过小的情况,导致与设计要求不相符合。
另外,受到开挖台设计等因素的影响,这让隧道的辅助眼不能形成平顺圆弧,这对线形超挖控制会产生不利影响。
实际施工过程中,受到现场环境及作业人员因素影响,在部分作业环节存在不规范情况,使得许多隧道都产生了超欠挖的问题。
3.装药与爆破在操作过程中,工作人员并未根据规定要求设置装药量,单纯依靠个人长期工作经验自行确定,使得装药密度存在问题,与设计值不相符合,后期容易出现问题。
同时,周边眼运用连续装药结构,这对隧道超挖的线性控制会产生影响。
[2](二)喷射混凝土回弹1.原材料质量喷射混凝土是由多种材料按照一定比例混合而成的,不同材料性能对混凝土回弹量影响是不一样的,其中,影响最大的是速凝剂和机制砂。
隧道工程初支湿喷混凝土回弹率控制施工技术研究刘关昌发表时间:2020-04-09T13:02:32.673Z 来源:《建筑实践》2019年第23期作者:刘关昌[导读] 现如今,隧道施工随着施工技术、设备机具及施工理念的发展和改进,隧道初支湿喷混凝土施工工艺具有综合成本低、社会效益好、环境污染小的特点,摘要:现如今,隧道施工随着施工技术、设备机具及施工理念的发展和改进,隧道初支湿喷混凝土施工工艺具有综合成本低、社会效益好、环境污染小的特点,契合以人为本、构建和谐社会的现代发展理念,极大的改善了隧道施工环境,得到了越来越多的推广和应用,甚至成为隧道初支混凝土施工的规范性选择,但由于湿喷混凝土不可避免的会产生回弹现象,造成湿喷混凝土浪费,施工成本增加,因此控制隧道初支湿喷混凝土回弹率就成为了隧道施工成本控制的首要工作,本文就隧道初支湿喷混凝土回弹产生的过程和原因进行了分析和研究,确定了控制回弹率的几个主要因素,为以后隧道初支湿喷混凝土施工回弹率控制提供参考和借鉴。
关键词:隧道;初支;湿喷;回弹率引言湿喷混凝土具有操作简单,易于控制等优点,无论多么复杂的环境都可以实现快速作业,对于施工人员的技术要求也比较低。
同时减少了混凝土作业的施工工序和材料,施工更加快捷、便利,有效保障了施工进度。
但是需要注意隧道工程湿喷混凝土回弹量,避免对工程项目施工质量、经济效益造成影响。
1概述在隧道工程施工过程中,初期支护施工质量高低对整个隧道工程施工质量起着至关重要的作用。
传统的施工方法包括干喷作业和潮喷作业两种方法。
干喷作业施工完成后,常常出现喷层均匀度、密实度和强度与国家标准有一定距离,存在达不到工程设计要求的情况,尤其是整体钢筋网和拱架背后等特殊位置,在干喷过程中会留下很多空隙,在工程运营过程中,容易因积水导致钢筋发生锈蚀,严重危害工程的安全性。
潮喷作业由于控制难度比较大,常常会给施工安全、工程质量和使用安全等多方面留下巨大隐患。
隧道工程湿喷混凝土回弹量降低试验及要点分析发布时间:2022-05-31T07:49:44.578Z 来源:《新型城镇化》2022年10期作者:唐倩[导读] 隧道工程中,喷射混凝土施工作业是利用压缩空气,道按照一定比例将混凝土拌合料通过管道高速喷射到受喷面上,让材料凝结、硬化后形成支护层,施工形式较多,本文所研究的方式为干喷、潮喷、混合喷的形式。
喷射混凝土在实际施工中产生回弹是必然现象,回弹又关系到经济利益,关系到混凝土的强度和施工整体质量。
因此在施工中的为保护环境以及维护人员的健康,保证喷射混凝土的质量来降低成本,因此回弹量是现阶段研究内容的重要部分。
唐倩中铁二局四公司四川省乐山市 614000摘要:隧道工程中,喷射混凝土施工作业是利用压缩空气,道按照一定比例将混凝土拌合料通过管道高速喷射到受喷面上,让材料凝结、硬化后形成支护层,施工形式较多,本文所研究的方式为干喷、潮喷、混合喷的形式。
喷射混凝土在实际施工中产生回弹是必然现象,回弹又关系到经济利益,关系到混凝土的强度和施工整体质量。
因此在施工中的为保护环境以及维护人员的健康,保证喷射混凝土的质量来降低成本,因此回弹量是现阶段研究内容的重要部分。
关键词:喷射混凝土;回弹量;分析;试验新时期科技不断发展,交通运输事业朝着更迅猛的方向发展,隧道建设项目逐渐增多,作为重点项目工程也会受到社会各界的关注。
湿喷混凝土施工相对灵活,施工形式也方便,具有粉尘少,强度增长快和粘结力强的特征,因此现阶段该技术被广泛运用在边坡、隧道围岩、基坑等加固施工区域内。
由于湿喷混凝土具备操作简单和容易控制的优势,无论是多么复杂的项目工程,都可以快速完成施工,整体上对施工技术人员的技术要求也比较低,施工工序不复杂,施工速度快,能够保证施工进度,施工过程中尤其要关注湿喷混凝土的回弹量,避免对工程造成重要影响。
1.湿喷混凝土施工技术湿喷混凝土技术是一项比较成熟的技术,主要是按照一定的配合比,将水泥、粗细骨料、水等搅拌好,使用各种湿式喷射机将搅拌好的各种输料软管输送到喷嘴中,在喷嘴位置添加液体速凝剂,使用压缩空气来补给能量,从而约束混凝土。
浅谈喷射混凝土回弹量的影响因素与控制策略发布时间:2023-02-27T05:11:54.704Z 来源:《中国建设信息化》2022年27卷10月19期作者:冯庆[导读] 在隧道工程中大量采用喷射混凝土,但其回弹率普遍偏高,不但造成了大量的原材料浪费,而且回弹率高,导致了施工现场大气中的粉尘含量超标,对施工人员的身体健康和安全造成威胁。
冯庆中铁五局集团华南工程有限责任公司 523000摘要:目前,在隧道工程中大量采用喷射混凝土,但其回弹率普遍偏高,不但造成了大量的原材料浪费,而且回弹率高,导致了施工现场大气中的粉尘含量超标,对施工人员的身体健康和安全造成威胁。
喷射混凝土的回弹率受多种因素的影响,如管理、混凝土配合比、5-10mm碎石、外加剂、等。
本文从喷射距离、角度、风量、机制砂中石粉含量等施工技术等几个方面对喷射混凝土回弹的影响因素进行了分析。
关键词:喷射混凝土;回弹量;影响因素一、控制喷射混凝土回弹量的必要性在初支施工中,喷浆混凝土是锚固、喷浆施工中的一个关键环节。
喷射混凝土回弹率是在喷射混凝土时,将集料、水或混合混凝土喷入围岩时所产生的回弹量。
回弹量的测定是在施工现场发现一处侧墙或顶部,在地上铺上防水板,再用对掉落在地上的混凝土进行计量。
喷出混凝土的回弹率是由喷射混凝土所产生的混凝土质量所占的百分比。
在国内,目前采用的主要是喷射混凝土,其回弹率普遍偏高。
高回弹率不但造成大量的原材料浪费,而且会增加工程造价,而且会在工地上产生大量的粉尘,对工人的身体和生命安全构成威胁。
回弹量大,会使喷浆作业时间延长,喷出时间长,影响工程进度。
二、控制喷射混凝土回弹量的管理措施(一)提高思想意识加强职业健康卫生,改善施工环境,保证劳动者的身体健康,提高工人的自我防护能力;通过系统的分析和主动的指导,使工人认识到其它工艺(例如,超挖)对喷射混凝土的影响,并从根本上控制原材料,降低成本,提高效率。
(二)明确目标,采用激励机制通过劳动竞赛,使工人有一个清晰的目标,建立一个“可达成性”的激励机制。
浅谈隧道施工喷射混凝土超耗原因及控制措施摘要:目前隧道施工对施工成本影响最大的就是混凝土的超耗问题,其中最为突出的就数隧道的喷射混凝土超耗。
因此,隧道施工中喷射混凝土的超耗控制问题成为每个隧道施工方都会面临的重大难题。
本文依托XX高速铁路XX隧道施工工程,研究隧道工程在施工过程中影响喷射混凝土超耗的主要因素,并结合相关试验结果提出具体的控制措施。
希冀为相关工程施工提供参考。
关键词:隧道工程施工;喷射混凝土的超耗;喷射混凝土的控制引言:随着社会的进步,科技的发展,经济的增长,我国的建设工程项目也迅猛发展,隧道施工中喷射混凝土施工是一项重要的施工工序,喷射混凝土的质量不仅关系到隧道施工的安全,同时也是项目施工成本控制的关键,喷射混凝土的超耗问题一直是隧道施工中的一个难题,通过总结现场实际施工参数,调整施工工艺,在保证施工安全和质量的前提下,降低喷射混凝土的超耗,为项目节约施工成本。
1.工程概况XX高速铁路线路所经地区属典型的云贵高原地区,自然条件差,地形起伏大,工程地质极为复杂,不良地质异常突出,且分布范围广。
XX隧道总长9364m,设斜井400m/1处,横洞735m/1处,平导5011.37m/1处,横通道487.08m/12处。
合计暗洞施工15997.45m,明洞24m。
本隧道辅助坑道采用“1斜井+1横洞+1平导”方案。
2.超耗情况目前,从XX隧道已施工段落超耗情况来看,喷射混凝土超耗情况严重。
隧道进口(Ⅴ级围岩)超耗率达到109%;隧道斜井工区(Ⅳ级围岩)超耗率达到121%,斜井工区(Ⅴ级围岩)超耗率达到134%;隧道横洞工区(Ⅳ级围岩)超耗率达到121%,横洞工区(Ⅴ级围岩)超耗率达到122%。
隧道喷射混凝土超耗控制迫在眉睫。
3.原因分析隧道喷射混凝土超耗主要是由隧道洞身围岩破碎、地下水发育、爆破效果不佳等原因造成洞身超挖和喷射混凝土回弹率偏高两方面造成。
具体原因如下:3.1洞身超挖引起超耗XX隧道测区不良地质为岩溶、有害气体(微瓦斯)、顺层偏压、危岩落石、滑坡、断层等,特殊岩土为膨胀土。
隧道喷射混凝土回弹量的降低方法及应用实践摘要:在我国隧道建设中,喷射混凝土回弹是行业难以克服的一个难点问题。
通过施工实践,大大减少了喷射混凝土回弹量,保证了施工进度,减少了施工投资,改善了可用性和可维护性,实现了经济和社会效益。
对于武都至九寨沟高速公路,土建四标草坡隧道基础上,提出了回弹产生机理在实际情况减少回弹量的方法,旨在为类似工作提供参考,并确保有效的支护施工。
关键词:隧道围岩支护;混凝土喷射;回弹量混凝土喷射广泛用于隧道施工,但施工时回弹率水平一般较高,平均超过30%。
不仅原材料浪费大,而且回弹率太高,施工现场空气中粉尘太多,对建设单位的健康安全构成严重威胁。
技术和管理的改进有望减少回弹率,这是建筑公司所面临的一项研究任务,以降低回弹率,提高经济效益,保护员工健康。
技术和管理的改进喷射混凝土的回弹量限制在20%。
一、降低喷射混凝土回弹量的必要性近年来,隧道工程增多,混凝土喷射的使用变得司空见惯,技术也越来越好,但较高回弹量问题仍然存在,予以解决解决。
减少隧道施工项目质量控制的混凝土回弹量。
进行了减少隧道内混凝土回弹量的试验研究,以帮助降低喷射混凝土回弹量。
1.研究背景。
随着资源危机和环境污染的日益严重,全国各地区的环境资源都变得越来越重视。
大多数现代隧道支护使用干喷技术,但是,对多个建筑工地回弹率的比较和经验分析表明,大多数隧道干喷回弹率一般不符合GB50086国家标准的要求,经过多年的现场实践和质量控制结果的总结,我们总结出一种降低喷射混凝土回弹率的有效方法。
2.目标研究。
通过有效解决隧道施工最常见的过高喷射混凝土回弹率问题,可以减少材料损失,降低施工成本,降低回弹率缩短单循环运行时间,加快施工进度,减少隧道空气中粉尘的产生,改善洞内的工作条件,保障员工健康。
1.回弹量降低方法与应用1.选择材料。
回弹量为了有效控制,必须对材料的选择给予应有的注意。
在实践中,应考虑以下几点:(1)水泥的选择应优先考虑耐用的水泥。
喷射混凝土回弹量的探讨喷射混凝土(Shotcrete)是一种特殊的混凝土施工技术,通过将混凝土材料以高速喷射方式投射到支撑面或模板上形成构件的施工方法。
喷射混凝土具有施工速度快、施工质量高等优势,广泛用于隧道、地下工程、矿山工程等领域。
然而,由于其施工方式的特殊性,回弹量成为一个不可忽视的问题。
本文将从回弹量的原因、影响因素以及减少回弹量的方法进行探讨。
回弹量是指喷射混凝土中未附着在支撑面上的混凝土量。
在喷射过程中,混凝土颗粒因冲击力过大或者材料不合理,难以附着在支撑面上,从而形成回弹。
回弹量除了会造成浪费,还会影响施工质量和工程的安全性。
降低回弹量成为了提高施工效率和质量的关键。
回弹量的形成原因主要有四个方面:混凝土本身的性能、喷射工艺参数、喷射设备的选择和操作技术。
首先,混凝土本身的性能直接影响回弹量。
水胶比低、粒度合适、粘结力强的混凝土更容易附着在支撑面上,减少回弹量。
其次,喷射工艺参数的选择也会对回弹量造成影响。
包括喷射压力、喷嘴形状和尺寸、喷射距离等参数的合理设置对降低回弹量非常重要。
再次,喷射设备的选择也会对回弹量产生影响。
喷射设备的质量和性能直接关系到回弹量的大小。
最后,操作技术也是降低回弹量的关键。
操作人员需要熟练掌握喷射技术,合理调整施工参数,以保证混凝土的附着性。
影响回弹量的因素有很多,以下列举几个主要的因素。
首先是喷射距离。
一般来说,喷射距离越远,回弹量越大。
这是因为喷射距离过远,混凝土颗粒在喷射过程中会发生颗粒相互之间的碰撞,从而造成回弹。
其次是混凝土的粘结力。
粘结力是衡量混凝土附着性能的重要指标,通常用剪切强度来表示。
粘结力越大,混凝土附着性越好,回弹量就越小。
此外,混凝土的流动性也会影响回弹量。
流动性好的混凝土在喷射过程中更容易和支撑面接触,从而减少回弹量。
另外,还有混凝土的颗粒形状、喷射压力、水胶比、喷射速度等都会对回弹量产生一定的影响。
为了减少回弹量,可以采取一些措施。
浅谈如何控制喷射混凝土回弹量摘要:目前喷射混凝土在隧道施工中广泛使用,但施工中回弹率普遍较大,不但原材料浪费较大,而且过大的回弹率使施工现场空气中粉尘含量过高,严重威胁到施工人员的健康安全。
在喷射混凝土施工中影响回弹量的主要因素较多,主要有管理方面的,喷混凝土配合比方面的;米石、外加剂、外加材料方面的,施工过程中,喷射距离、角度及风量等施工工艺方面的,本文从影响回弹量因素方面入手分析了控制喷射混凝土回弹量的措施。
关键词:喷射混凝土;回弹量;材料工艺Abstract: at present shotcrete is widely used in the tunnel construction, but the construction of resilient rate is generally bigger, not only waste of raw materials is larger, and excessive resilient rate make excessive amounts of dust in the air on the construction site, a serious threat to the health and safety of construction personnel. In the construction of sprayed concrete is the main factors influencing the springback amount is more, there are mainly in management, spray concrete mixture ratio of; M stone, admixture, plus material, construction process, construction technology aspects such as the jet distance, Angle and air volume, this article obtains from the aspects of the factors affecting springback amount control springback amount of sprayed concrete measures are analyzed.Key words: sprayed concrete; The springback amount; Material technology一、控制喷射混凝土回弹量的必要性喷射混凝土作为新奥法的三大要素之一,它是锚喷支护的重要组成部分。
铁路隧道喷射混凝土回弹率测试及优化马召林【摘要】为控制隧道喷射混凝土回弹率,进行了现场测试,分析了主要影响因素,并设计实施了优化方案,取得了显著效果.结果表明,拱墙回弹率整体偏高,5个工作面回弹率小于35%,5个工作面回弹率处于35%~45%,3个回弹率超过45%,拱部回弹率大幅高于边墙回弹率;围岩等级、岩面水况、施工工艺及混凝土配合比等因素会不同程度地影响回弹率,其中围岩等级及断面大小是主要客观因素;相比优化前试验工作面拱墙整体回弹率平均降低7.7%,拱顶回弹率平均降低9.7%,尤其对于软弱围岩,拱顶回弹率平均降低11%以上.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2019(041)001【总页数】4页(P114-117)【关键词】铁路隧道;回弹率优化;喷射混凝土;试验研究【作者】马召林【作者单位】中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院,广州511458【正文语种】中文【中图分类】TU5020 引言在铁路隧道工程中,喷射混凝土作为一种广泛应用的柔性支护形式,对控制围岩稳定性起着重要的作用,但普遍存在回弹率偏高且难以控制的现象[1,2]。
回弹率控制不佳,会造成原材料的极大浪费且施工效率低下,还会造成施工现场粉尘浓度急剧增大,出现混凝土料块弹射甚至掉落的现象,严重威胁到施工人员的健康与安全。
近年来,喷射混凝土的快速施工工艺发展迅速[3,4],颜威合[5]、韩斌[6]等分析了工程中影响湿喷混凝土使用效果及回弹率大小的关键影响因素,为优化回弹率研究提供了一定基础。
目前有关回弹率的研究主要为两个方向:一是优化喷射设备及配套速凝剂,张露晨[7]、马井雨[8]等进行了喷射用速凝剂的性能试验,并配套优化了现场使用方法,魏广[9]、张开玉[10]等人针对工程特点对湿式喷射机进行了研发与优化设计,均很好地降低了粉尘浓度和回弹量;二是改善喷射混凝土自身材料性能,杜国平[11]、张露晨[12]等研究了不同掺料(钢纤维、粉煤灰等)及其掺量对喷射混凝土性能的影响,试验结果说明合适的掺量能够降低回弹率,曾宪桃[13]等向喷射混凝土喷射过程中加入磁化水进行试验,证明了磁化水对改善回弹量的可行性、有效性。
喷射混凝土回弹量控制技术总结摘要:对隧道工程喷射混凝土施工过程中的回弹量控制与研究,结合施工过程中出现的问题,对喷射混凝土回弹量的控制提出合理化建议。
关键词:隧道开挖;初期支护;喷射混凝土;回弹量控制一、引言随着国家基础建设投资力度的加大以及城市交通压力的不断增长,高速铁路与地铁工程建设呈现较大的增长趋势,因此隧道工程量也大大增加。
据有关资料显示,我国已建成铁路隧道5500余座,总长度约5000Km;公路隧道1900余座,总长度约850Km,是世界上隧道工程最多的国家。
目前隧道工程支护中普遍采用的是喷射混凝土支护,喷射混凝土具有支护及时、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。
喷射混凝土的回弹量控制是喷射混凝土中较为重要的研究课题,一般隧道工程的利润主要来自开挖和初期支护的喷射混凝土。
因此回弹量的控制不仅关系到喷射混凝土的支护质量,对工程的成本控制也有着重要作用。
笔者通过调查研究得知,现在隧道工程中喷射混凝土回弹量普遍在35%以上,损失较大,通过技术改进和加强管理可将喷射混凝土的回弹量控制在20%左右。
二、工程概况范家山隧道设计长度10190m, III级围岩占到全隧道围岩的90% 以上,其地质状况主要为水平状红色砂岩或砂岩夹泥岩,层间结合多数较差,岩层裂隙水较大。
喷射混凝土设计强度为C25,V围岩全断面喷护,设计厚度25cm0VI级围岩全断面喷护,设计厚度18cm,I 级围岩拱墙喷护,设计厚度10cm。
三、隧道工程中应优先选用潮喷工艺隧道工程喷射混凝土据工艺流程一般分为干喷、湿喷、潮喷和混合喷四种。
主要区别是各工艺的投料顺序不同,特别是加水和速凝剂的时机不同。
干喷是将骨料、水泥和速凝剂按一定比例干拌均匀,然后装入喷射机,用压缩空气使干集料在软管内呈悬浮状态压送到喷枪,再在喷嘴处与高压水混合,以较高速度喷射到岩面上。
浅谈如何控制喷射混凝土回弹量摘要:目前喷射混凝土在隧道施工中广泛使用,但施工中回弹率普遍较大,不但原材料浪费较大,而且过大的回弹率使施工现场空气中粉尘含量过高,严重威胁到施工人员的健康安全。
在喷射混凝土施工中影响回弹量的主要因素较多,主要有管理方面的,喷混凝土配合比方面的;米石、外加剂、外加材料方面的,施工过程中,喷射距离、角度及风量等施工工艺方面的,本文从影响回弹量因素方面入手分析了控制喷射混凝土回弹量的措施。
关键词:喷射混凝土;回弹量;材料工艺Abstract: at present shotcrete is widely used in the tunnel construction, but the construction of resilient rate is generally bigger, not only waste of raw materials is larger, and excessive resilient rate make excessive amounts of dust in the air on the construction site, a serious threat to the health and safety of construction personnel. In the construction of sprayed concrete is the main factors influencing the springback amount is more, there are mainly in management, spray concrete mixture ratio of; M stone, admixture, plus material, construction process, construction technology aspects such as the jet distance, Angle and air volume, this article obtains from the aspects of the factors affecting springback amount control springback amount of sprayed concrete measures are analyzed.Key words: sprayed concrete; The springback amount; Material technology一、控制喷射混凝土回弹量的必要性喷射混凝土作为新奥法的三大要素之一,它是锚喷支护的重要组成部分。
关于隧道工程喷射混凝土回弹量控制的实践与研究
摘要:文章通过对大连地铁隧道工程喷射混凝土施工过程中的回弹量控制与研究,结合施工过程中出现的问题,对喷射混凝土回弹量的控制提出合理化建议。
随着国家基础建设投资力度的加大以及城市交通压力的不断增长,高速铁路与地铁工程建设呈现较大的增长趋势,因此隧道工程量也大大增加。
据有关资料显示,我国已建成铁路隧道5300余座,总长度约4000Km;公路隧道1800余座,总长度约750Km,是世界上隧道工程最多的国家。
目前隧道工程支护中普遍采用的是喷射混凝土支护,喷射混凝土具有支护及时、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。
喷射混凝土的回弹量控制是喷射混凝土中较为重要的研究课题,一般隧道工程的利润主要来自开挖和初期支护的喷射混凝土。
因此回弹量的控制不仅关系到喷射混凝土的支护质量,对工程的成本控制也有着重要作用。
笔者通过调查研究得知,现在隧道工程中喷射混凝土回弹量普遍在30%以上,损失较大,通过技术改进和加强管理可将喷射混凝土的回弹量控制在20%左右。
一、隧道工程中应优先选用潮喷工艺
隧道工程喷射混凝土据工艺流程一般分为干喷、湿喷、潮喷和混合喷四种。
主要区别是各工艺的投料顺序不同,特别是加水和速凝剂的时机不同。
干喷是将骨料、水泥和速凝剂按一定比例干拌均匀,然后装入喷射机,用压缩空气使干集料在软管内呈悬浮状态压送到喷枪,再在喷嘴处与高压水混合,以较高速度喷射到岩面上。
潮喷是将骨料预加少量水,使之呈潮湿状,再加水泥拌合,从而降低上料、拌合和喷射时的粉尘。
湿喷是将骨料、水泥和水按一定比例拌和均匀,用湿式喷射机压送到喷头处,再在喷头上添加速凝剂后喷出。
在上述几种喷射工艺种,湿喷法对喷射混凝土回弹率控制最好。
但湿喷法对称量及湿拌的工艺要求较高,设备昂贵,而且速凝剂在喷射混凝土中分布不均匀,容易发生堵管故障,因此经综合考虑,潮喷法在隧道施工中较为适用,且能较好控制喷射混凝土回弹率。
二、喷射前有效的准备工作可降低喷射混凝土回弹量
喷射混凝土前应对受喷岩面进行处理。
一般岩面可用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑,当岩面遇水容易潮解、泥化时,宜采用高压风吹净岩面。
若为泥砂质岩面时,应挂设钢筋网(网格宜不大于20*20mm,线径宜小于3mm),用环向钢筋和锚钉或钢架固定,使其密贴受喷面,以提高喷射混凝土的附着力。
喷射混凝土前,宜先喷一层水泥砂浆,待终凝后再喷射混凝土。
隧道工程中一般将喷射工艺简化,没有对受喷面进行处理,将受喷面冲洗后可有效降低回弹量。
三、喷射混凝土时应分段分块进行
喷射混凝土应采用分段、分片、分层依次进行,喷射顺序应自下而上,分段不宜超过6m,分块大小不宜超过2m*2m,严格按照先墙后拱、自下而上的顺序进行喷射,以减少混凝土因重力而滑动或脱落,从而控制喷射混凝土的回弹量。
(一)分段喷射混凝土施工时,上次喷的混凝土应预留斜面,斜面宽度为200-300mm,斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。
(二)分片喷射要自下而上进行,并先喷钢架与壁面间混凝土,再喷两钢架之间混凝土。
边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射,从而降低喷射混凝土的回弹量。
(三)分层喷射时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1h后再进行喷射时,应先用风水清洗喷层表面。
边墙一次喷射混凝土厚度控制在7-10cm,拱部控制在
5-6cm,并保持喷层厚度均匀。
顶部喷射混凝土时,为避免产生堕落现象,两次间隔时间宜为2-4h,控制喷射混凝土的回弹量。
四、喷射速度、喷嘴与受喷面的距离、喷射角度的合理性直接影响回弹量
喷射混凝土时,喷射速度要适当,以利于混凝土的压实,从而提高混凝土强度,减少回弹量。
风压过大,喷射速度增大回弹增加;风压过小,喷射速度过小,压实力小,影响混凝土强度。
因此在开机后要注意观察风压,其始风压达到0.5Mpa后,才能开始操作,并据喷嘴出料情况调整风压。
一般工作风压:边墙0.3-0.5MPa,拱部0.4-0.65MPa。
黄土隧道喷射混凝土时喷射机的压力一般不宜大于0.2MPa。
喷射混凝土的水压一般控制在稍高于风压即可。
施工现场可以按水压高于输料管风压10-15N/cm2进行控制,其目的是为了保证高压水能够从喷枪混合室(喷头处)内壁小孔高速射出,把拌合料迅速拌和均匀,从而减少回弹量。
喷射距离在0.6-1.2m时回弹量较小,喷射距离过大或过小都会增加回弹量。
喷头长度一般只有0.5-0.6m。
喷射手因担心骨料反弹,将喷射距离控制在0.6-1.2m较困难。
因此在隧道工程喷射混凝土施工时可将喷头加长到1.2-1.5m,这样喷射手站在距离受喷岩面2.0m 左右即可进行喷射,以达到最小回弹量。
喷射混凝土时应尽量使喷嘴与受喷岩面垂直,并偏向刚喷射部位(倾斜角度控制在10°以内),若喷嘴与受喷面角度太小,会形成混凝土物料在受喷面上的滚动,产生凹凸不平的波形喷面,增加回弹量,影响喷射混凝土的质量。
五、喷射混凝土的原材料、配合比对喷射混凝土的影响
尽管采取了各种减小喷射混凝土回弹量的措施,如果不能很好的控制喷射混凝土的原材料和配合比,则无论采取何种有效措施,喷射混凝土的质量和回弹量都无法有效控制。
(一)喷射混凝土对所用水泥的基本要求是:掺入速凝剂后凝结快、保水性好,早期强度增长快,收缩小,此外还应考虑同速凝剂的相溶性。
实践证明,喷射混凝土施工中应优化选用不低于32.5的硅酸盐或普通硅酸盐水泥,这两种水泥同速凝剂的相溶性好,能速凝快,后期强度也高,能有效控制喷射混凝土的强度和回弹量。
经试验得知,喷射混凝土用砂最后选用中粗砂,细度模数大于2.5,含泥量小于5%,含水量以质量计以5%-7%为宜。
砂子过细,会使干缩增大;砂子过粗,则会增大回弹量。
一般控制粒径0.2mm的颗粒不超过20%,否则由于骨料粘有灰尘,会妨害水泥的水化作用,显著影响强度的增大,回弹量也将增加。
喷射混凝土用卵石或碎石均可,但以碎石为好,其最大粒径不宜大于15mm,且应选用合理连续级配的骨料。
骨料级配对喷射混凝土拌合料通过管道的流动性,在喷嘴处的水化,对受喷面粘附及最终喷射混凝土的密实度和回弹量控制都有重要作用。
为了降低用水量,降低回弹量和粉尘率,使喷射混凝土早凝、早强,在喷射混凝土中必须使用速凝剂。
在使用速凝剂前,应做水泥的相溶性相溶性试验及水泥净浆凝结效果试验,严格控制掺量,并要求初凝时间不应大于5min,终凝不应大于10min。
(二)喷射混凝土配合比的设计与控制要点。
1、水灰比水灰比是影响喷射混凝土强度的主要因素。
一般来说,当喷射混凝土出现流淌、滑移、拉裂时,表明水灰比太大;若喷射混凝土表面出现干斑、作业中粉尘大、回弹多,则表明水灰比太小。
适宜的水灰比为0.4-0.5,在这一范围内,混凝土表面平整,呈水亮光泽,粉尘和回弹量均较少,偏离这一范围,不仅减低喷射混凝土强度,也使回弹量增大。
2、灰骨比(即水泥与骨料之比)适宜的比例为1:4-1:5,水泥过少,回弹量大,初期强度增长慢;水泥过多,不仅粉尘量增多,且硬化后的混凝土收缩也增大,也影响混凝土后期强度的增大。
3、砂率砂子在整个骨料中所占的百分率对喷射混凝土施工及回弹量有显著影响,经试验研究得知,砂率宜为45%-55%,砂率过低时,回弹量较大且易产生管路堵塞;砂率过高时水泥用量过多且对喷射混凝土强度有较大影响。
(三)硅粉用于喷射混凝土
混凝土中掺入硅石粉,显著改善了塑性混凝土粘附性能和凝聚性,大幅度减低了回弹量,增大喷射混凝土一次成型厚度,缩短工期,节省了工程造价。
在欧美国家,75%的喷射混凝土都掺入硅灰,而挪威和瑞典,硅粉是喷射混凝土的必备材料。
硅粉作为喷射混凝土中添加的一种新型材料,对喷射混凝土性能的提高及回弹率的控制有着显著作用,在我国有着较好的发展前景,有待于进一步的研究。
结语
在隧道工程中,喷射混凝土应用越来越广泛,因此喷射混凝土回弹量控制成为隧道工程中较为重要的研究方向。
笔者根据大连地铁107标段的实际情况,项目共计57000m3喷射混凝土,经初步计算,每m3混凝土造价为242元,若将回弹量由30%控制到20%左右,可节约成本250余万元。
由此可见,喷射混凝土的回弹量控制对工程造价有着重要的增益作用,回弹量控制的研究也将得到更进一步的发展。