第二炮兵青州士官學(xué)校四系 肖海清 孫翠蓮 尹利軍

地下工程噴射混凝土施工質(zhì)量控制措施

第二炮兵青州士官學(xué)校四系 肖海清 孫翠蓮 尹利軍

地下工程噴射混凝土有加快施工進(jìn)度、強(qiáng)度增長(zhǎng)快、密實(shí)性良好、施工準(zhǔn)備簡(jiǎn)單、適應(yīng)性較強(qiáng)等特點(diǎn),但也存在著施工厚度不易掌握、回彈量較大、表面不平整、勞動(dòng)條件較差等缺點(diǎn)。本文從噴射前準(zhǔn)備工作、原材料質(zhì)量控制、混凝土施工等方面,提出了確保地下工程噴射混凝土施工質(zhì)量的措施。

噴射混凝土施工質(zhì)量措施

噴射混凝土技術(shù)被廣泛應(yīng)用于地下工程初期支護(hù)。然而,在施工過(guò)程中,往往會(huì)忽視某些關(guān)鍵工序的細(xì)微性和嚴(yán)謹(jǐn)性,使噴射混凝土達(dá)不到應(yīng)有的強(qiáng)度和厚度,直接影響到初期支護(hù)的功能和效應(yīng)。因此,為滿足設(shè)計(jì)要求,必須綜合考慮影響噴射混凝土質(zhì)量的各種因素,從多方面加以控制,來(lái)提高噴射混凝土的質(zhì)量。

一、做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作

(1)檢查開挖斷面尺寸:光面爆破效果直接影響斷面的成型好壞。成型不好,凹凸不平,在噴射混凝土?xí)r,將導(dǎo)致超挖處混凝土噴層過(guò)厚,而欠挖處混凝土噴層又過(guò)薄,形不成均勻的噴射混凝土整體,起不到支承圍巖作用。因此,開挖斷面結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,欠挖部分應(yīng)即時(shí)處理。(2)巖面處理:噴射前,應(yīng)用高壓水或風(fēng)將巖面沖洗干凈,并將表面軟弱破碎巖石清掃干凈。清除開挖面的松動(dòng)巖塊及拱墻的堆積碎石。如果對(duì)錨網(wǎng)進(jìn)行噴射,為了避免鋼絲網(wǎng)的反彈,應(yīng)檢查鋼筋網(wǎng)是否已經(jīng)被牢固地固定在需噴射的巖面上。(3)埋設(shè)噴層厚度標(biāo)志:為更好地控制噴射混凝土的厚度,需要在噴射前埋設(shè)噴層厚度標(biāo)志。標(biāo)志可以采用4～6mm的鋼筋制作,其長(zhǎng)度略大于設(shè)計(jì)噴射混凝土厚度。埋設(shè)時(shí),先在圍巖面鉆一小孔,放入鋼筋,用砂漿固定。(4)有水地段排水措施檢查:有水地段必須先對(duì)涌水進(jìn)行處理,方可進(jìn)行噴射混凝土施工。當(dāng)涌水點(diǎn)不多時(shí),用開縫摩擦錨桿進(jìn)行導(dǎo)水處理后再噴射;當(dāng)涌水范圍大時(shí),設(shè)樹枝狀排水導(dǎo)管后再噴射;當(dāng)涌水嚴(yán)重時(shí),可設(shè)置泄水孔,邊排水邊噴射。

二、嚴(yán)控原材料質(zhì)量

(1)水泥:水泥是噴射混凝土的關(guān)鍵性原材料。為保證噴射混凝土的凝固時(shí)間及與速凝劑的相溶性,所用水泥需強(qiáng)度高、抗?jié)B性和耐久性好,應(yīng)優(yōu)先選用強(qiáng)度等級(jí)42.5MPa以上的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥,其次選用礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。在軟弱圍巖中應(yīng)采用早強(qiáng)水泥,使用前應(yīng)做強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。(2)骨料:噴射混凝土的細(xì)骨料宜采用細(xì)度模數(shù)大于2.5、質(zhì)地堅(jiān)硬的中粗砂。粗骨料是硬化后混凝土的骨架,應(yīng)根據(jù)輸送管的管徑粗細(xì)選擇質(zhì)地堅(jiān)硬、粒徑適宜、顆粒級(jí)配為連續(xù)級(jí),便于泵送的粗骨料,避免使用間斷級(jí)配、針片狀顆粒含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的粗骨料。骨料顆粒表面越粗糙,界面粘結(jié)強(qiáng)度越高。實(shí)踐表明,在一定范圍內(nèi)骨料粒徑越小、分布越均勻,混凝土強(qiáng)度越高,骨料最大粒徑的減少不僅增加了骨料與水泥漿的粘結(jié)面積,而且骨料周圍有害氣體減少,水膜減薄,容易拌和均勻,從而提高了混凝土的強(qiáng)度。(3)拌和用水:噴射混凝土拌和用水不得使用污水、pH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量(按SO3計(jì))超過(guò)水量1%的井水或海水,工程中多以飲用水作為拌和用水。(4)外加劑:用于噴射混凝土的外加劑,主要有速凝劑、早強(qiáng)劑和減水劑等。摻加速凝劑之前,應(yīng)做速凝劑與水的相溶性實(shí)驗(yàn)及水泥凈漿速凝效果實(shí)驗(yàn),注意速凝劑效果實(shí)驗(yàn),初凝時(shí)間不應(yīng)大于5min,終凝時(shí)間不應(yīng)大于10min;同時(shí)要規(guī)范對(duì)速凝劑的管理規(guī)范,避免受潮。噴射混凝土常用的早強(qiáng)劑有氯化鈣、氯化鈉、亞硝酸鈉、三乙醇胺、硫酸鈉等,實(shí)際中為達(dá)到更好的早強(qiáng)效果,多采用復(fù)合型早強(qiáng)劑。在選擇減水劑時(shí),要考察其對(duì)水泥是否具有緩凝作用,有緩凝作用的減水劑不能用于噴射混凝土,最好選擇具有早強(qiáng)作用的減水劑。

三、規(guī)范混凝土施工

(1)混凝土的配制:噴射混凝土的配合比不同于普通混凝土的配合比。確定噴射混凝土骨料的最大粒徑和砂率,一般情況下,骨料的最大粒徑不得大于噴射系統(tǒng)輸料管道最小斷面直徑的1/3～2/5,也不宜超過(guò)一次噴射厚度的1/3,一般不大于15mm。砂率宜為45%～55%,砂率過(guò)高或過(guò)低易造成堵管。水泥的用量,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)宜為375～450kg/m3;一般,速凝劑合理控制的最佳摻量約為水泥重量的2%～4%,實(shí)際使用時(shí)拱部可利用2%～4%,邊墻可用2%?；炷恋乃冶纫话銥?.4～0.5,水灰比過(guò)小會(huì)產(chǎn)生粉塵,回彈量大,粘結(jié)力低,噴層會(huì)產(chǎn)生干斑、砂窩等現(xiàn)象,水灰比過(guò)大會(huì)造成強(qiáng)度低、速凝效果差,噴層流淌、滑移、坍落等現(xiàn)象。(2)混凝土的拌和:干混合料采用容量小于400L的強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌料時(shí),攪拌時(shí)間不得少于1min,采用自落式攪拌機(jī)拌料時(shí),攪拌時(shí)間不得少于2min,采用人工拌料時(shí),攪拌次數(shù)不得少于3次,且混合料的顏色應(yīng)均勻一致。摻有外加劑時(shí),攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)?；旌狭弦穗S拌隨用,不摻速凝劑時(shí),存放時(shí)間不宜超過(guò)2h;摻速凝劑時(shí),存放時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2min。(3)混凝土的噴射:開噴時(shí)應(yīng)先加入適量水泥砂漿或水,以便潤(rùn)滑清通機(jī)筒及管路。施工中噴頭與工作面的角度控制:邊墻部分90°左右,盡量使噴頭與工作面保持垂直;拱頂部分≥75°。距離控制在0.6m～115m之間為宜。邊墻一次噴射厚度為4cm～6cm,拱部則為2cm～4cm,分層次噴射作業(yè)時(shí),兩次噴射的時(shí)間間隔宜為15min～25min。(4)混凝土的養(yǎng)護(hù):由于經(jīng)常放炮和通風(fēng)不良導(dǎo)致洞內(nèi)的溫度較高,噴射混凝土周圍的空氣相對(duì)來(lái)說(shuō)比較干燥,當(dāng)空氣中水分不足時(shí),極易發(fā)生早期干縮裂紋;同時(shí),所摻入的速凝劑在一定程度上抑制了水泥的水化反應(yīng),影響了混凝土強(qiáng)度的發(fā)展。因此,噴射2h～4h后應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù),一般養(yǎng)護(hù)7d～14d。

[1]孫海濤,丁德馨,劉東燕等.隧道噴射混凝土襯砌構(gòu)筑時(shí)機(jī)的數(shù)值模擬分析[J].地下空間與工程學(xué)報(bào),2006,(05)

[2]李文秀,梁旭黎,趙勝濤等.軟巖地層隧道噴射混凝土襯砌研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2005,(S2)

[3]李治平.公路隧道噴射混凝土施工質(zhì)量控制[J].施工技術(shù),2008,(8)1012105

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