淺談濕噴混凝土技術(shù)在大川隧道中的應(yīng)用

1、淺談濕噴混凝土技術(shù)在大川隧道中的應(yīng)用    【摘要】由于混凝土濕噴技術(shù)能巨大的改善隧道施工作業(yè)環(huán)境?？s短噴射混凝土的作業(yè)循環(huán)，更為重要的是通過(guò)濕噴工藝建立噴射混凝土質(zhì)量保證體系，使噴射混凝土質(zhì)量穩(wěn)定可靠。同時(shí)混凝土濕噴工藝由于其“綜合成本低、社會(huì)效益好、環(huán)境污染小”的優(yōu)點(diǎn)在隧道施工中逐步占據(jù)了主導(dǎo)趨勢(shì)，因此獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。【關(guān)鍵詞】濕噴；混凝土；隧道；支護(hù)；應(yīng)用。 【Summary 】 spray a technique because of the wet concrete ability huge improvement tunnel cons

2、truction environment.Shorten the homework circulation of jetting the concrete, passing is more important wet spray the craft establishment jet concrete of quality control system, make to jet concrete quality stable dependable.The concrete is wet to spray at the same time the craft the advantage of &

3、quot;comprehensive the cost low and social efficiency is good, the pollution of the environment is small" be gradually under construction to occupy predominant trend in the tunnel because of it, therefore acquire a more and more extensive application. 中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： 前言：我單位承建的大川隧道施工中初期支護(hù)

4、采用濕噴混凝土技術(shù)，大大的改善了工人勞動(dòng)作業(yè)環(huán)境，通過(guò)實(shí)踐，從機(jī)械設(shè)備、選材、到現(xiàn)場(chǎng)操作，總結(jié)出了一套完整的施工技術(shù)，不但降低了環(huán)境污染，而且節(jié)約了施工成本，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1、 工程概況新建通丹高速公路大川隧道位于通化縣新勝村至大川村之間，雙線隧道，左右線間距為10.0m，設(shè)計(jì)為22的單面下坡，全隧位于右偏曲線上R=7900。隧道進(jìn)口里程D1K418+567，出口里程D1K420+062，全長(zhǎng)為1495m。隧道巖體為III、IV、V類圍巖，初期支護(hù)采用噴射混凝土，傳統(tǒng)的干噴工藝存在粉塵大、回彈高、混凝土質(zhì)量不穩(wěn)定三大技術(shù)難題 ,因此本隧道初期支護(hù)噴射混凝土采用濕噴工藝進(jìn)行施工

5、。2、 初期支護(hù)濕噴混凝土施工2.1、 設(shè)備選用大川隧道初期支護(hù)噴射混凝土施工采用巖峰TK-600型噴射機(jī)，該機(jī)是TK系列轉(zhuǎn)子活塞式濕噴機(jī)。是曾獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)和鐵道部科技進(jìn)步獎(jiǎng)的TK961型濕噴機(jī)的全新?lián)Q代產(chǎn)品，繼承其轉(zhuǎn)子活塞凸輪喂料機(jī)構(gòu)，保持管道內(nèi)混凝土均勻稀薄流輸送特征，其技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2.2、 原材料的控制及配合比優(yōu)化細(xì)集料采用級(jí)配合理且細(xì)度模數(shù)在2.53.2之間的硬質(zhì)潔凈的河砂 (中粗砂 ) 。粗集料選擇515mm的碎石。水泥選用普通硅酸鹽水泥（PO.425），其與混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)相適應(yīng)，且其技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，混凝土塌落度宜控制在180200mm之間，塌落度

6、過(guò)小易出現(xiàn)堵管現(xiàn)象，塌落度過(guò)大噴射時(shí)混凝土難以自穩(wěn)、易塌落、回彈量較大，同時(shí)速凝劑的用量增大，混凝土強(qiáng)度也得不到保證。2.3、 噴射面檢查處理首先應(yīng)測(cè)量受噴圍巖的基本尺寸，并要求隧洞外輪廓較為光順，對(duì)欠挖部位應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)鑿及清除浮石，之后用高壓水或氣將受噴面上的污泥、灰塵及細(xì)巖清除干凈；若隧洞存在漏水地段應(yīng)查明水源并做好防排水措施，必要時(shí)采用鑿巖機(jī)鉆孔以對(duì)周邊圍巖排水以防止噴射混凝土與圍巖間的水阻礙混凝土的粘結(jié)及延緩混凝土強(qiáng)度提高。2.4、 噴射手培訓(xùn)及濕噴操作要點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)噴射手的培訓(xùn)，使其熟練掌握濕噴機(jī)的性能和操作要領(lǐng)。理解濕噴工藝是一個(gè)動(dòng)態(tài)的施工過(guò)程。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)整混凝土的塌落度、風(fēng)壓、噴

7、射角度及噴射距離。施作時(shí)軟管長(zhǎng)度不宜大于20米，隧道拱頂作業(yè)時(shí)風(fēng)壓宜控制在0.30.5Mpa，邊墻濕噴作業(yè)時(shí)風(fēng)壓宜控制在0.20.4Mpa。2.4.1噴射角及距離作業(yè)時(shí)噴嘴一般應(yīng)垂直于噴射面，邊墻噴射則宜將噴嘴下俯10o左右以使混凝土束較厚的噴射在混凝土頂端，避免噴嘴和噴射面間角度過(guò)小導(dǎo)致混凝土物料在受噴面上滾動(dòng)而產(chǎn)生凹凸不平的波形噴面，增加回彈量；噴射距離應(yīng)根據(jù)混凝土最小回彈和最高強(qiáng)度確定，一般噴嘴至受噴面距離在1-1.5m范圍內(nèi)為宜，并以能看清噴射情況并使料束集中，回彈量最小為宜。2.4.2 噴射方法施工中采用分層噴射方法，一次噴射厚度在4-6cm范圍內(nèi)；第一層噴射前在設(shè)計(jì)確定的斷面位置埋

8、設(shè)厚度測(cè)量組件；前一層噴射后硬化達(dá)到一定強(qiáng)度后方可噴射下層，最終每層以不出現(xiàn)墜落并達(dá)到所需厚度后方可前移；若在噴射下層混凝土?xí)r前一層已經(jīng)蒙上粉塵，則應(yīng)用高壓氣體或水對(duì)表面進(jìn)行清洗；噴射過(guò)程中應(yīng)避免一次噴射厚度太薄骨料發(fā)生回彈，或一次噴射過(guò)厚出現(xiàn)噴層下墜流淌現(xiàn)象；若噴層與巖面間存在空鼓現(xiàn)象則每次噴射厚度不得小于骨料粒徑的2倍以減小回彈率，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，拱部噴層厚6cm，邊墻8cm 。2.4.3噴射順序及時(shí)間間隔隧道內(nèi)的噴射順序?yàn)橄葔蠊?，自上而下分段、分片進(jìn)行，施工中按照縱向3-4m為一段，分片寬度約為2m，每片均應(yīng)自下部起水平方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)往返一次噴射后方可向上移行，當(dāng)巖面存在較大凹洼部位則應(yīng)現(xiàn)將

9、其噴平；噴射過(guò)程中噴頭應(yīng)先找平凹處之后將噴頭成螺旋形或S形緩慢均勻移動(dòng)，每圈壓前面半圈，繞圈直徑一般控制在30cm左右，每次的噴射長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)混凝土速凝效果決定以求噴出的面層平順光滑；兩層的噴射時(shí)間間隔一般控制在15-20min，在下層噴射前應(yīng)保證上層達(dá)到一定強(qiáng)度。2.4.4 回彈量調(diào)整噴射過(guò)程中由于巖面、鋼筋或骨料相互碰撞而從受噴面上彈落下來(lái)的拌和物稱為回彈量，其根據(jù)噴射位置、空氣壓力、水泥用量、水灰比及骨料最大粒徑和級(jí)配等決定，噴射初期回彈量較大，當(dāng)其形成塑性層后則粗骨料易嵌入回彈量則會(huì)減小，因此應(yīng)調(diào)整噴射厚度來(lái)控制回彈量；同時(shí)由于回彈料中水泥含量小且主要為粗骨料，因此其不宜用于重新使用而影

10、響最終的噴射質(zhì)量。2.4.5 整平對(duì)噴射層進(jìn)行整平對(duì)提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐久性均有利，但對(duì)其進(jìn)一步追加振動(dòng)平整則會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，即可損壞混凝土與鋼筋間的粘結(jié)并易在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，但依靠噴射自然形成的面層則過(guò)于粗糙并對(duì)后期二襯防水板的鋪設(shè)產(chǎn)生影響，因此施工中在噴射混凝土初凝后則用刮刀將多余混凝土刮掉，之后用噴漿或抹灰漿對(duì)其找平。2.4.6 速凝劑摻量調(diào)節(jié)和使用液體速凝劑的摻量應(yīng)在試驗(yàn)室確定最佳摻量的基礎(chǔ)上、考慮到差異性、敏感性和施工中的損耗，進(jìn)行綜合確定。原則上在滿足凝結(jié)要求的基礎(chǔ)上盡量少摻。實(shí)際施工中液體速凝劑的摻量只能通過(guò)調(diào)整噴射機(jī)自帶的計(jì)量泵流量來(lái)控制。速凝劑流量及計(jì)量泵螺桿示數(shù)按下式計(jì)算：

11、Y=(Q×Wc×K)/(Rs×P),式中Q為濕噴機(jī)生產(chǎn)率（m3/h）; Wc為每方混凝土的水泥用量，kg/ m3；K為速凝劑的摻量（%）；Rs為速凝劑的容重（kg/L）; P為計(jì)量泵的最大流量L/h；Y為計(jì)量泵上計(jì)量螺桿刻度值。以大川隧道所使用的TK-600型噴射機(jī)及Vc圍巖所采用的C30噴射混凝土配合比為例，取Q=5m3/h，Wc=476kg/ m3，K=4.5%，Rs=1.4kg/L, P=12L/h;經(jīng)計(jì)算得Y=6.4。2.5、 養(yǎng)護(hù)由于濕噴混凝土的表面較為粗糙，對(duì)其進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)非常必要，同時(shí)由于拌和物內(nèi)水泥用量和砂率較高，因此為使水泥充分水化以減少和防止

12、混凝土不正常收縮裂縫的產(chǎn)生因此在其終凝后則應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)采用灑水養(yǎng)護(hù)的方式，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d以保證后續(xù)強(qiáng)度的發(fā)展。2.6、 拱頂光滑巖面的處理:當(dāng)圍巖較好、巖體整體性較為完整，開挖時(shí)光面爆破控制的較好的情況下，拱頂段的巖面通常較為光滑，噴射混凝土?xí)r底層混凝土和巖面通常難以粘結(jié)。為保證噴射混凝土同巖面的粘結(jié)牢固，應(yīng)在拱頂光滑巖面正式噴射前在光滑巖面掃噴一層厚約2cm的1：22.5的水泥砂漿，并可適當(dāng)加大速凝劑用量，以實(shí)現(xiàn)其在噴射23min后即可達(dá)到終凝，進(jìn)而進(jìn)行噴射混凝土至設(shè)計(jì)厚度。2.7、 對(duì)滴、滲水部位噴射：應(yīng)在該部位圍巖表面噴射混凝土?xí)r，其噴射混凝土的凝結(jié)時(shí)間應(yīng)隨噴射面滲水量的大小

13、而進(jìn)行調(diào)整。先噴一層厚2cm細(xì)骨料混凝土，然后冉噴射混凝土至設(shè)計(jì)厚度。2.8、 鋼架間的噴射混凝土噴射：為確保初期支護(hù)安全、可靠，對(duì)于類圍巖通常都采用I20以上鋼架進(jìn)行支護(hù)，鋼架間距通常在0.6米左右。鋼架背后設(shè)置20×20鋼筋網(wǎng)片。這就提高了對(duì)噴射混凝土的要求。因此宜采用低風(fēng)壓、近距離、變換噴射角度的方式進(jìn)行。風(fēng)壓宜控制在0.20.3Mpa，距離在1米左右。先調(diào)整角度將拱架背后噴密實(shí)，在噴實(shí)鋼筋網(wǎng)背后，最后恢復(fù)正常濕噴方式噴實(shí)拱架之間間隙。否則在鋼架和鋼筋網(wǎng)表面會(huì)形成一個(gè)混凝土殼，而鋼筋網(wǎng)背后、鋼架背后易形成空洞。3、 結(jié)束語(yǔ)3.1、從防水角度考慮，噴射厚度1215cm較好，分層噴射，68cm一層，其效果會(huì)更