摘要:湿喷法的发明对于隧道工程来说,具有极其重要意义,它可以改善隧道内的施工状况,让混凝土的喷射时间大大缩短,并且保障了喷射混凝土成型后的使用性能,文章通过对湿喷法的详细解析,一一阐述了隧道湿喷法施工的各项要点。
关键词:隧道;湿喷法;施工工艺;质量控制
随着我国经济水平的不断提升,建筑行业也有了足够经济支撑,用来研发新的施工技术,隧道湿喷法由此应运而生,它是我国近年来研发也大力推广的一项新的施工工艺,具有注射厚度大并且生产效率高的特性。特别适合用在地下施工中,可以较大的改善隧道的施工环境,并且确保混凝土有良好的强度及稳定性。
1.隧道湿喷法施工准备
在进行隧道湿喷法的施工前,需要做好充分的施工准备,主要有以下几方面。
1.1技术准备
为了确保隧道湿喷法在正式施工时,能够操作顺畅,必须要在施工前充分了解这项工艺的所有技术要点,并且要由专业的工程师对此施工方式进行详细的技术解说,确保施工现场的所有相关人员都能够熟练掌握,并且要求施工的设备、机具、人员以及环境都能够符合隧道湿喷法所需要的要素。
1.2原材料准备
湿喷法的原材料也是相当重要,需要确保水泥能够达到使用标准:普通的硅酸盐水泥或者硅酸盐水泥的使用等级必须优先于其他类型的水泥,并且其使用强度必须要大于42.5Mpa,在有地下水的施工区域或者土壤中存在可溶性硫酸盐的地区,都应该要以侵蚀类型和侵蚀程度为参考依据,来确定选择何种类型的原材料。如果原材料原则恰当,则混凝土凝结的时间就能够符合工艺标准。而在水泥中的碱离子与骨料发生了化学反应时,就必须要第一时间决定用低碱水泥,这样才能够让混凝土最后的凝结情况符合施工要求。
1.3配合比准备
一般情况下,施工团队都会使用混合比例为20%的水泥与15%的聚合物以及20%的砂石材料等,固体材料为60%或者65%左右的混凝土为湿喷法的原材料,而在实际施工时,必须要根据细集料、粗集料、掺合料、外加剂以及水泥类型的不同,进行不同的比例混合配比,这样才能够让使用的混凝土符合施工地的环境。并且需要考虑到,在进行隧道湿喷时,会有射流回弹的现象,且在回弹的过程中会产生与原始混凝土成分不同的物质,所以在进行混凝土的配比时,一定要提前预知这种情况并进行一定比例的调整。
1.4机具准备
在材料与配合比都确定后,就一定要选择合适的施工机具,并且在进行混凝的设备配置时,一定是要对应隧道开挖的方式以及隧道整体的施工周期,而施工机具的支护能力可以让混凝土喷射的平衡能力发挥至1.2~1.5倍。其中主要会使用装载机、湿喷机械手、挖掘机、混凝土车以及搅拌站等常用机具。
2.湿喷法施工工艺
当施工准备都做好后,就需要按照湿喷法的工艺进行隧道施工,一般在进行施工时会采用C25的喷射混凝土,并且需要参考隧道洞内的围岩级别,来确定喷射厚度,大致是在10~25cm范围内。
2.1喷射混凝土施工
在机具都运达施工现场后,就需要将其前后腿支撑在稳固的地点,并且要进行开机前的调试准备工作,在一切准备就绪后按照先后顺序接通外部电源,然后将紧急复位的开关恢复到初始状态,拉伸喷涂臂并且让空压机和液压系统处于启动状态。在混凝土车抵达现场后,就需要将泥浆预拌砂浆通过管道输送至机具内。
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2.2湿喷现场施工
在启动混凝土湿喷机具后,必须要先送风再加料,这样才能让混凝土可以顺畅的从喷嘴中喷出,并且还需要同时供给液态速凝剂。在供料的过程里,需要让上料的动作保持匀速且连续的状态,还要确保湿喷机处于料满状态。当喷淋作业开始后,需要第一时间对射流表面的整体超挖状态进行观察,再扫过整个射流表面以及穹顶和侧壁,最后再将凹陷较为严重的区域进行重点喷射,这也称为填坑,在填坑的过程中,一定要让喷射的速度保持在20~24立方米每小时,并且喷射的厚度需要达到混凝土不会坠落的临界值。最后在墙和钢框架之间进行均匀的喷洒,并且湿喷机具的喷嘴需要保持螺旋形的旋转状态。
3.施工过程质量控制要点
3.1喷射混凝土原材料的控制
要确保隧道湿喷工艺符合施工标准,就必须保证原材料的使用合格。选择水泥时,优先选用普通硅酸盐水泥,这种水泥的强度等级达到了42.5Mpa,具有较强的速凝性能和黏合性能,其各项指标都符合当前行业的要求。而砂石需要使用耐磨、耐腐蚀且坚硬的中粗砂,其细度模数一般是在2.6~2.9范围内,并且含泥量必须要小于2%。一般施工的隧道周边是以变质砂岩为主的碎石,是一种较好的施工原料,可以在进行隧道湿喷时原地取材,用以降低施工成本,缩短原材料的采购时间。这种在施工地直接获取的碎石,需要经过多次加工才能用于混凝土配比,要将石渣首先加工成碎石,并且通过筛选将碎石的粒径范围控制在5~10mm以内,且要排出泥土的成分,确保碎石的含泥量不会超过2%,在通过多次加工后,还需要对碎石进行抽样检查,确定符合施工标准后,才能用于实际施工。而液态速凝剂,需要使用无碱速凝剂,并且促进剂的使用量也要通过配比试验后,才能够确定,不能按照经验直接添加。
3.2喷射混凝土配合比控制
如果湿喷混凝土的配合比不合理,会导致混凝土的强度大打折扣,并且让湿喷机具出现阻塞现象,甚至会导致湿喷机故障从而导致隧道施工的工期受影响,并且混凝土回弹量过大时,会增加混凝土原材料的使用量,让工程的造价成本出现增加。所以湿喷法对于混凝土的性能要求较高,需要在整个湿喷混凝土的施工中,保证搅拌站和试验室的正常运转,这样才能够根据实际施工的环境配比出合适的混凝土,还能够实时跟踪喷射情况,进行第一时间的调整。此外,混凝土搅拌和运输也能够快速响应,不会导致供给不足的情况。
3.3湿喷设备的使用和保养管理
在进行隧道湿喷工艺中,混凝土的湿喷机具有非常重要的作用,如果其没有正确使用和保养,不但会给施工团队带来经济损失,更严重的是延缓隧道施工工期,导致整个工程无法及时交付。而隧道的湿喷工艺对于湿喷机具的操作要求以及技术要求都非常高,并且机具本身就非常昂贵,比如西坪塬隧道的湿喷混凝土机械手采用的是长沙科达生产的KC-30,一台成本就需要280万,这还不包含平时的使用及保养费用,所以在隧道这种恶劣的使用环境中,就需要有专人对湿喷机进行合理的维护和保养,确保其使用状态能够一直处于正常水平,而施工团队最好要对湿喷机的保养设置强制维护周期,这样才能够确保混凝土的湿喷工作正常进行,确保隧道施工顺畅。
结束语:
隧道湿喷法从研发初期,就对隧道的支护施工起到了至关重要的作用,其施工质量能够直接影响到隧道施工进度、质量以及安全,所以需要特别重视隧道湿喷法的使用方式。
参考文献:
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论文作者:秦岭
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签:混凝土论文; 隧道论文; 机具论文; 原材料论文; 碎石论文; 水泥论文; 状态论文; 《基层建设》2019年第1期论文;