隧道初支湿喷施工工艺阐述论文_孔丽娜

孔丽娜

江苏省苏州市中铁二十局集团第一工程有限公司 215012

摘要:本文从湿喷施工工艺对设备的选型入手,分析了湿喷工艺配合比设计及对原材料及速凝剂的要求,并对湿喷工艺对环境及围岩的适应性及特点进行了探讨,最后就湿喷工艺发表了一点自己的见解,以供参考。

关键词:隧道;初支;湿喷;施工工艺

引言

兰新铁路甘青段LXS-7标承担祁连山及大梁两座Ⅰ级风险隧道,在施工中为确保初期支护的质量,积极推广应用湿喷混凝土工艺,现就隧道初支湿喷施工情况阐述如下。

一、湿喷工艺对设备选型要求

湿喷就是将水泥、骨料和水计量搅拌后再喂入专用机械,经软管输送至喷嘴,藉助压缩空气喷射至受喷面。湿喷设备选型原则:易操作、施工方便、机动性强、可靠性、耐久性、送料连续性好、维修方便、价格合理、尽量为电动、风动设备。按照这个原则,经综合比较,可选用意大利CSS-3喷浆机械手及成都岩峰TK-500型湿喷机。

二、湿喷工艺配合比设计及对原材料及速凝剂的要求

1、原材料质量要求

①水泥:选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,标号不低于42.5号;

②细骨料:砂子过细,会使干缩增大;砂子过粗,则会增加回弹,因而湿喷混凝土用砂宜选择中粗砂,细度模数2.5-3.0为宜,含泥量不超过3%,泥块含量不超过0.5%,其它指标符合TB10753-2010标准要求(注:砂子中小于0.075颗粒不应超过20%)。

③粗骨料:5-10mm连续级配坚硬耐久清洁碎石或碎卵石,最大粒径不超过16mm,为了减少回弹量尽量采用碎石或破碎卵石,质量指标符合TB10753-2010标准要求。

④粉煤灰:质量指标符合TB10753-2010标准要求。

⑤速凝剂:初凝时间不超过3min,终凝时间不超过8min;一等品;1天抗压强度不小于7MPa,28天抗压强度比不小于75%,速凝剂与水泥要相适应,做相关适应性试验。现场采用液态无碱速凝剂,测试PH值在4-6之间,或检测NaO2、KO2碱含量不超过10%,即在人体健康安全允许范围内。我们采用山西黄河外加剂厂Hj-1型液态速凝剂,掺量为胶凝材料用量的4%。

⑥水:符合TB10753-2010标准要求。

2、配合比设计

①胶凝材料不宜小于500Kg/m3,

②水胶比0.30-0.45

③砂率50%-60%

④胶骨比1:3-1:4

⑤坍落度80±20mm

兰新铁路甘青段LXS-7标使用湿喷配合比(C30)

3、拌合施工

1原材料计量准确。

2严格按配合比施工拌合,搅拌时间180s.

3根据坍落度控制用水量,控制水胶比,水胶比过大,速凝效果愈差,回弹量增大,混凝土强度偏低;水胶比小,施工喷射困难,水泥水化不充分,强度较低,而且回弹增大。尽量使用小坍落度的砼,以砼顺利从罐车中能卸出来为原则。

4必要时可掺0.5-0.8%的早强型高效减水剂,减少单位用水量,改善砼和易性。

三、湿喷工艺对环境及围岩的适应性

1、富水围岩

对于滴水或渗水较大的岩面,采用湿喷工艺喷射混凝土,由于渗水稀释了速凝剂浓度,改变了混凝土的水灰比,使得喷射混凝土粘贴不上去,也无法保证喷射混凝土品质。

2、Ⅴ级围岩

Ⅴ级围岩上台阶每次要求只能开挖1榀,喷射混凝土方量较少,同时要求尽快及时封闭确保施工安全,但湿喷混凝土动用的设备较多,喷射前准备期较长,很难达到迅速及时封闭岩面的要求。

3、洞内环境温度对湿喷工艺的影响

洞内环境温度较低,会使混凝土初凝时间较长,液态速凝剂速凝效果变差,湿喷混凝土回弹较大,当洞内环境温度低于5℃,湿喷混凝土效果开始变得非常差,喷射混凝土温度宜在15~25℃为好。

四、湿喷工艺的优缺点

1、优点

①能确保混凝土品质

湿喷能对混凝土的水灰比准确计量、能使速凝剂掺量准确,从而确保喷射混凝土的品质,使其强度高、匀质性好。

②对纤维材料适应性好

在混凝土中可添加纤维材料,不影响喷射作业。

③回弹率低、施工时的粉尘浓度低,有利于环境和劳动保护。

④机械化程度较高、生产率高

2、缺点

①容易堵管

湿喷作业时,容易堵管,主要原因:骨料中有大块混入,搅拌前需要对细集料过10mm筛,粗骨料过16mm筛;混凝土搅拌不均匀,泵送性差;管路内有积水或残留物,需要每次施工完成后,加强清洗;成品混凝土搅拌后留置时间较长,必须在1.5小时内使用完毕。

②对操作手要求较高,设备操作和维修要具有一定的技术水平

湿喷的操作手必须要经过厂家的培训、具有丰富的施工经验,尤其是机械手的操作人员,必须要熟练操控机械并掌握湿喷技巧,这样的操作人员数量少、要价高。

③所需设备较多、操作维护麻烦

混凝土采用拌合站拌合,罐车运输,湿喷机或机械手喷射,这么多机械设备,操作保养麻烦。喷浆机械手国内产品不成熟,多为国外进口产品,对施工电压要求很高,洞内电压必须达到额定电压,方能启动,而且一旦有损坏,配件需从国外进口,进货时间长、维修困难,造成机械停用时间较长,现场需要一用一备,但机械手价格昂贵,长期备用一台很不经济。

④施工组织能力要求高

要保证湿喷施工质量,需抓好混凝土原材料、拌合、运输及喷射设备的操作、保养等环节,那个环节出了问题,都会直接影响到湿喷的效果,对施工组织管理能力要求高。

⑤施工成本高

动用设备较多,操作养护成本高,喷射设备较贵,液态速凝剂较贵、使用碱性速凝剂对作业人员伤害较大,采用无碱速凝剂价格高,综合这些因素,造成湿喷施工成本高。

五 如何推广湿喷工艺的意见和建议

六、 1、项目管理领导要重视初支喷射混凝土施工质量,努力提高管理水平,积极推广应用湿喷工艺。

2、富水围岩、Ⅴ级需要及时迅速封闭岩面的围岩,洞内环境温度低于5℃时,可以采用其他喷混凝土工艺,其它围岩,要尽量采用湿喷工艺

参考文献:

[1] 崔越超. 京沈客专隧道初支干喷与湿喷经济比较[J]. 价值工程,2017(17):140-142.

[2] 张文泽. 公路隧道初期支护中湿喷与潮喷工艺对比研究[J]. 公路交通科技:应用技术版,2017(1).

[3] 崔学民. 无碱湿喷混凝土在隧道施工中的应用[J]. 价值工程,2015(17):157-159.

论文作者:孔丽娜

论文发表刊物:《建筑科技》2017年第24期

论文发表时间:2018/4/8

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