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隧道喷射混凝土节超分析及湿喷技术


言归正传,来说说湿喷混凝土吧。 先说说湿喷机,目前实际施工中主要有小型 湿喷机和混凝土湿喷手两种湿式混凝土喷射机, 如下图所示(左下图为岩峰产的TK500型湿喷机, 右下图为中联中科产的湿喷手)。
目前,由于隧道工程,尤其是高铁隧道工程,大力 推行湿喷工艺,很多厂家都推出了自己的湿喷机产品, 尽管花样繁多,但是大多“大同小异”。 这里要说的是: 1、小型湿喷机实际工作效率只有标称效率的50%~70%。 以TK500型湿喷机为例,实际每小时能喷料约3m方; 2、不论小型还是大型湿喷机,对于操作手的水平要求 较高,否则平整度、回弹量均难以得到保障; 3、目前要找到水平较高的湿喷队伍或是大型湿喷机操 作手应引起项目足够重视。 4、湿喷作业对混凝土的性能指标要求也很高,在进行 配合比选择时,务必做工艺性试验,否则及其可能出现 各种问题,如速凝剂超耗、回弹量大、喷不上等。
一、选择机具配套 1、工作台架:根据隧道断面大小现场加工制作长度为一 个喷射作业循环长度的工作台架。 2、上料平台:喷射机料斗高度1.2m,也可采用填碴坡 道满足混凝土罐车将湿喷混凝土卸至湿喷机料斗的需要。 3、混凝土喷射机:TK500型混凝土湿喷机其理论生产能力 为5m3/h。 4、混合料搅拌机:强制式混凝土搅拌机,配有计量设备 磅秤、台秤等。 5、空气压缩机。 6、坍落度桶,10*10抗压标准模具,抗渗模具,喷射大板 底模及其它辅助工具。
湿喷
湿喷:即是喷射混凝土湿拌法,是 将拌好的混凝土通过压浆泵送至喷 嘴,再用压缩空气进行喷灌的方法。 施工时宜用随拌随喷的办法,以减 少稠度变化。此法的喷射速度较低, 由于水灰比增大,混凝土的初期强 度亦较低,但回弹情况有所改善, 材料配合易于控制,工作效率较干 拌法为高。
喷射砼工艺的选择
据《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设 【2010】241中第12.3.4条“软弱围岩及不良地质隧
先说说规范允许的超挖
不论是公路隧道还是铁路隧道,规范或指南都对 各级围岩规定了一定的允许超挖量,先看看公路 是怎么规定的,《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)中5.3.2条规定如下:
再看看铁路隧道规定
在《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁 建设【2010】241号第10.2.1条款中,关于 对超挖的允许范围如下表所示:
二、材料选择与混凝土配比 1材料选择 ①水泥:P.O425普通硅酸盐水泥。 ②砂:细度模数2.59,含泥量为1.8%。 ③粗骨料:5~15mm连续级配花岗岩碎石。 ④水:饮用水。 ⑤外加剂: 速凝剂:水剂(液体速凝剂) 减水剂:选用TJ—G高效减水剂,掺量在 0.8%~1%,其减水率可达15%以上。
“平整度用1m靠尺检查,有拱架处不大 于5cm,无拱架处不大于10cm,每10m检查 不少于10处”
这无形中加大了喷射混凝土超方的压力。 而以前的隧道工程,大多将初支拱架喷成了“排骨”, 即拱架之间喷射混凝土凹陷,然后在进行二衬时利用二衬 混凝土进行补亏。因为二衬混凝土的单价要比喷射混凝土 低很多。
怎么办!
面对如此严峻的压力,咱们怎么办?笔者认为: 1、做好光面爆破。这方面大家都是专家,在此不做 探讨; 2、加强围岩量测数据对施工的指导性,在确保围岩 稳定的情况下尽量减小预留沉降值; 3、狠抓回弹控制,注意,超方混凝土也是有回弹的; 4、争取业主及监理单位同情,积极开展因允许超挖 带来的理赔工作。
道喷射混凝土应采用湿喷工艺,特殊地质条件下不 能湿喷时需另行设计。”
由上述条款可见,推行湿喷的同时,并非完全否定 干喷! 在实际工作中,常常遇到渗水严重,围岩难以自 稳等紧急情况,这个时候,干喷工艺由于其良好的 可喷性、附着力、早期强度和工效,具有不可替代 的作用。 因此,作为施工单位,不能过于教条,工作中应遵 重事实,科学决策方能有效解决施工中的各种问题。
增强一下直观认识
大型湿喷机在进行作业
操作手通过遥控器操作大型湿喷 机进行喷射混凝土作业
小型湿喷机作业
来看看实际工作中的这组的数字
下一步想法
1、积极协调业主及监理,争取把规范允许的 超放量要回来; 2、做好现场施工控制,尤其是在光面爆破、 根据围岩量测数据减少预留沉降值等方面 花大力气,最低限度控制超方; 3、在围岩允许的条件下,积极协调业主、设 计及监理单位,将IV级围岩开挖工法变更为 台阶法进行施工;
• 配合比的拟定 按照湿喷机的技术要求和设计喷射混凝土强度等 要求,进行混凝土配合比试配,同时需根据现场 实际情况进行可喷性工艺试验,确定喷射混凝土 速凝剂参量。
• 进行现场可喷性工艺试验这一步非常关键,在大 多数项目中,实验室往往只进行了参量试验,而 没有根据实际情况进行可喷性试验,最终导致现 场反应喷不上、速凝剂用量严重超标。对于成本 开支和工班材料扣款带来很大麻烦,因此需特别 引起注意。
上述公路、铁路两个行业隧道工程施工规范 性文件允许超挖的规定说明什么呢? ——说明隧道开挖过程中,不超挖是不可 能的,因为如若不超挖,拱架都立不上去。 这也是咱们隧道工程施工常见的问题。
超挖后的成本耗费 “超挖部分采用同级混凝土回填”
——规范对超挖处理的共同原则
可能大家还难以理解这会带来多 大的利润损失,再看看下一张表。
注意,这项内容里面还包括开挖增加的量。
接下来说说湿喷
现在隧道工程几乎无一例外 的都在推行湿喷工艺。 作为“湿喷”工艺的对立概念, 要说“湿喷”必然绕不过“干喷” 这个感念,先来简单说说干喷。
干 喷
• 干喷:也即是干拌法喷射混凝土的施工工艺。 具体做法是将水泥、砂、米石在干燥状态下拌合 均匀,然后用压缩空气将其和速凝剂送至喷嘴并 与压力水混合后进行喷灌的方法。 此法须由熟练人员操作,水灰比宜小,石子须用 连续级配,粒径不得过大,水泥用量不宜太小, 一般可获得28~34兆帕的混凝土强度和良好的粘 着力。 缺点:因喷射速度大,粉尘污染及回弹情况较严 重,且实体强度保证率较底,使用上受一定限制, 近年来在高铁施工中趋于停用。
喷射层厚的影响
一次喷射层太厚,在自重作用下, 喷层会出现错裂而引起大片坍落;太薄 时大部分粗集料会回弹,喷层仅留砂浆, 将影响喷射效果和质量,经现场试验, 一次喷层厚度在拱部6cm,边墙8cm时效 果最好,也就是说要喷到设计厚度需要 分片分次进行,后喷层在前一喷层终凝 后进行。
风压和水压的影响
风压过大会造成喷射速度太高而加 大回弹量,风压过小会使喷射力减弱, 使混凝土密实性差影响强度;水压过小 也会影响施工质量。 经试验采用风压为200N/cm2,水 压为210N/cm。
喷射步骤
①喷射前根据岩面潮湿程度,适当调整水灰比。
②喷射应分段、分部、分块,按先墙后拱、自下而 上进行喷射,喷嘴需对受喷岩面作均匀的顺时针 方向的螺旋转动,一圈压半圈的横向移动,螺旋 直径约为20~30cm,或采用S形往返移动前进。 ③喷射时分段长度不应超过6m,分部为先下后上, 分块大小为2m*2m。 ④喷嘴和岩面的距离为l.5m,喷嘴与受喷面垂直, 并稍微偏向刚喷射的部位(倾斜角约80),岩面 凹陷宜先喷和多喷,而凸出处宜后喷和少喷。
对于湿喷混凝土的几个影响因素
水灰比的影响
对湿喷混凝土,水灰比越大,速凝效果 越差,回弹量增大,混凝土强度偏低; 水灰比小,施工喷射困难,水泥水化不 充分,强度较低,回弹增大。通过C/ W=0.4~5.0进行试喷,C/W=0.45效果 较好。
施工温度的影响
水泥凝结时间随温度升高而加快,当温 度到达30℃时,经试验掺速凝剂后的混凝土 其终凝时间和后期强度都不利。喷射混凝土 温度宣在15~25℃为好。
结束语
• 限于个人水平,讲解难免让大家味同 嚼蜡,请各位领导及同仁批评指正。

谢谢大家

2014年2月ห้องสมุดไป่ตู้
隧道喷射混凝土节超分析及 湿喷技术浅析
中铁二十局集团 第五工程公司第三隧道工程队 翟德平
一、隧道喷射混凝土节超分析
众所周知,隧道工程喷射混凝土超方几 乎是所有隧道工程都会面临的重点课题, 混凝土的超方随之而来的便是效益的流失, 而造成混凝土超方的原因不外乎以下几个 方面:
1、围岩自身原因引起的超挖。如断层、夹层、 破碎带、岩性接触带等段落开挖时较为明 显; 2、光爆控制方面的原因; 3、规范允许但又难以与设计和业主沟通的允 许超挖; 4、平整度要求。 上述4个方面囊括了几乎所有正常情况下的 喷射混凝土超方,由于主题侧重,本文仅 就第3和第4条展开讨论。
注意:表中所列超方仅为规范允许计算值,考虑喷射混凝土施工工 艺,这个数字还需要加上30%的回弹量,加上回弹后的规范允许 超方为20553m3,而喷射混凝土每方连工带料按766元计算,超 耗喷射混凝土需耗费15743598元,这一数字几乎占到投资总 额的10%。
上一张幻灯片是目前咱们公司西成客专8标11工区房 家湾隧道1#横洞800m横洞及3050m正洞在规范允许超挖引 起喷射混凝土超方的计算结果。 对于前述超方原因的第4条——平整度要求,现在的隧道工 程,不论是监理还是业主都将喷射混凝土的平整度作为了 一项重要的日常检查内容和重点控制内容,西成公司明文 规定:
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