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青科小課堂——濕噴混凝土技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用(一)

類別:新聞中心 時(shí)間:2020/3/25 瀏覽量:
隨著濕噴機(jī)械和相關(guān)材料、設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步,濕噴混凝土將會(huì)作為一項(xiàng)成熟的施工手段得到廣泛的應(yīng)用。
1、噴射混凝土技術(shù)概況
1.1 噴射混凝土工藝原理及特點(diǎn)
將摻速凝劑的混凝土用噴射機(jī)噴向巖石或結(jié)構(gòu)物表面,從而使巖石或結(jié)構(gòu)物得到加強(qiáng)和保護(hù)。噴射混凝土密實(shí)型及整體性控制與普通澆注混凝土的振搗密實(shí)原理不同,噴射混凝土通過高速射流密實(shí),其密實(shí)度與射流過程密切相關(guān)。噴射混凝土施工簡便,省去支模、澆筑和拆模工藝,施工進(jìn)度加快,且較普通混凝土密實(shí)度高,強(qiáng)度和抗?jié)B性能好。
1.2 噴射混凝土的主要作用
(1)填充出露的節(jié)理和裂,提高圍巖整體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
(2)混凝土是能夠與圍巖大面積的、牢固接觸的一種支護(hù)方式。
(3)通過接觸面的附著力和剪力,作用在噴射混凝土上的外力分散在圍巖上,防止局部掉塊,在隧道壁面附近形成一個(gè)承載環(huán),控制了圍巖的應(yīng)力釋放。
(4)填平圍巖的凹面,阻止應(yīng)力集中,加強(qiáng)了軟弱層。將土壓傳遞到鋼支撐和錨桿,開挖后,及時(shí)覆壁面,防止圍巖風(fēng)化。
2、濕噴混凝土施工工藝
2.1 施工準(zhǔn)備
(1)檢查受噴面輪廓尺寸,并加以修整,使之符合設(shè)計(jì),若有松散、破碎部分須清除干凈。
(2)有明顯滲水地段應(yīng)事先做好防排水處理。
(3)噴射前用高壓風(fēng)、水沖洗巖面,并將表面軟弱破碎巖石清掃干凈。沖洗時(shí)從隧道拱頂開始,按從上到下的順序清洗至側(cè)壁底部。
(4)備好腳手架或工作平臺(tái)及護(hù)鐵紗罩。
(5)檢查機(jī)械、管道、安全閥、壓力表是否完好,并進(jìn)行試運(yùn)行。
(6)在拱頂、邊墻或巖面上做好設(shè)計(jì)噴層厚度標(biāo)志。
2.2 濕噴作業(yè)技術(shù)要點(diǎn)
(1)混凝土拌制時(shí)按砂→碎石→水泥→水的順序投料,攪拌采用全自動(dòng)計(jì)量強(qiáng)制式攪拌機(jī),施工配料嚴(yán)格按配合比進(jìn)行操作;加入復(fù)合泵送劑后攪拌2 min 以上,不能超過4 min,以免影響混凝土的拌合質(zhì)量。
(2)噴射混凝土?xí)r從隧道底處開始由下往上、以S 曲線移動(dòng)進(jìn)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(yīng)在前一次混凝土終凝后進(jìn)行,若終凝后1 h 以上再次噴射,應(yīng)用風(fēng)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。
(3)噴射混凝土?xí)r應(yīng)嚴(yán)格控制風(fēng)壓。風(fēng)壓太小,會(huì)使噴射力減弱,無法滿足噴射混凝土粘結(jié)密實(shí)要求,甚至達(dá)不到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求;風(fēng)壓太大,噴射混凝土一觸及巖面(或上一噴層)就會(huì)被后續(xù)的強(qiáng)大沖擊力吹走,二者都會(huì)加大骨料的反彈,從而直接造成回彈的增加。一般起始風(fēng)壓≥0.5 MPa 才能開機(jī)操作,并根據(jù)噴頭出料情況調(diào)整風(fēng)壓,邊墻作風(fēng)壓應(yīng)控制在0.3~0.5 MPa 之間,拱部控制在0.4~0.65 MPa 之間。
(4)噴射混凝土?xí)r應(yīng)根據(jù)圍巖類別及水文地質(zhì)情況,確定適宜的初噴層厚度: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(dá)10 cm 以上。
(5)無鋼筋網(wǎng)噴射時(shí),噴嘴盡量垂直巖面成90 °角,并偏向剛噴射部位(傾斜角控制在10 °內(nèi)),保持0.8~2 m 的距離,以確;炷恋拿軐(shí)效果,對(duì)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)。
(6)噴頭應(yīng)均勻地按螺旋軌跡運(yùn)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(dòng),每圈直徑15~20 cm;若受噴面不平,應(yīng)先噴凹坑找平。
(7)在噴射混凝土終凝1 h 后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),保持噴射面濕潤,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d。
2.3濕噴混凝土施工中的注意事項(xiàng)
(1)噴射前必須用水泥漿潤滑混凝土濕噴機(jī)和送料管,噴射結(jié)束后用水沖洗干凈管路內(nèi)殘留的混凝土。
(2)嚴(yán)格控制工作機(jī)的風(fēng)壓在0.15~0.2 MPa 范圍內(nèi)。
(3)嚴(yán)格控制水灰比,以剛噴射的混凝土表面有一層暗弱光澤為度。
(4)滲水地段的處理,當(dāng)水量不大時(shí),在噴射混凝土前用壓縮空氣吹掃,噴射混凝土配料及拌料按正常施工程序進(jìn)行;當(dāng)水量較大時(shí),在開始噴射時(shí)適當(dāng)減小用水量,噴射由遠(yuǎn)而近,臨時(shí)加大速凝劑摻量(≯5%)逐漸合攏,止水后,必須緊接著用正常速凝劑產(chǎn)量的噴射混凝土封閉。
(5)在噴射過程中,噴射手要時(shí)刻注意觀察噴嘴情況,一旦堵管,要讓助手立即與操作司機(jī)聯(lián)系,停機(jī),關(guān)風(fēng),檢查管路是否暢通。
(6)對(duì)局部噴射混凝土過厚的情況,在掛防水板前一定要將突出部分混凝土剔除。因?yàn)檫@種情況有可能頂破防水板,更有可能在初期支護(hù)和二次襯砌之間形成點(diǎn)接觸,造成局部應(yīng)力
集中而導(dǎo)致二次襯砌表面開裂。
(7)混凝土噴射后至下一循環(huán)放炮時(shí)間,應(yīng)通過試驗(yàn)確定,一般不小于4 h,放炮后應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行檢查,如出現(xiàn)裂紋,應(yīng)調(diào)整放炮間隔時(shí)間或爆破參數(shù)。
(8)在混凝土凝結(jié)之后,需要對(duì)噴射混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測。在進(jìn)行強(qiáng)度檢測時(shí),應(yīng)采取切割鉆芯法取樣,以接近噴射混凝土的真實(shí)情況,若采樣的混凝土無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求,則應(yīng)
及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救。

(9)在噴射混凝土?xí)r要注意觀察拱腰至拱頂?shù)膸r面,加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù),防止混凝土和巖面的石塊在高壓噴射混凝土的沖擊下垮落傷人。

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