王 益

(山西長(zhǎng)興路橋工程有限公司，山西 長(zhǎng)治 046011)

濕噴聚酯纖維混凝土的施工工藝及質(zhì)量控制

王 益

(山西長(zhǎng)興路橋工程有限公司，山西 長(zhǎng)治 046011)

分析了濕噴混凝土所具有的工藝簡(jiǎn)單、效應(yīng)獨(dú)特、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約環(huán)保等特性，介紹了濕噴聚酯纖維混凝土的施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)，并研究了提高施工質(zhì)量的具體措施，指出濕噴混凝土技術(shù)具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。

濕噴混凝土，纖維，施工工藝，質(zhì)量

在隧道建設(shè)中，噴混凝土支護(hù)是一種能夠有效發(fā)揮圍巖的自承作用，以最小的支護(hù)抗力取得最大的穩(wěn)定效果的支護(hù)方式，在地下工程中占據(jù)十分重要的位置。它不僅是初期支護(hù)的主要構(gòu)件，也逐漸成為永久支護(hù)的重要構(gòu)件。

在我國(guó)，噴射混凝土施工普遍采用的是干噴和潮噴方法。隨著技術(shù)的發(fā)展，濕噴混凝土法在隧道建設(shè)領(lǐng)域得到了重視和應(yīng)用。濕噴工藝使噴射混凝土使用預(yù)拌混凝土有了可能，是符合我國(guó)正在大力推廣實(shí)施的節(jié)能減排、綠色施工的重大舉措。近年來(lái)已在建筑、鐵道、公路隧道施工、礦山井巷建設(shè)、邊坡加固等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。

濕噴混凝土具有質(zhì)量容易控制，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化上料，利于提高作業(yè)效率，具有工藝簡(jiǎn)單、效應(yīng)獨(dú)特、經(jīng)濟(jì)合理、施工速度快捷的特性，且施工過(guò)程中粉塵和回彈量很少，具有極大地應(yīng)用發(fā)展前景。

1 濕式噴射混凝土技術(shù)的優(yōu)越性

濕式噴射混凝土技術(shù)，是將骨料、水泥和水按設(shè)計(jì)比例拌和均勻后，使用濕式噴射機(jī)壓送到噴頭處，在噴頭上添加速凝劑后噴出。

在部分國(guó)家，噴射混凝土作業(yè)中干噴和濕噴所占比例見(jiàn)表1。

表1 部分國(guó)家噴射混凝土作業(yè)中干噴和濕噴所占比例 %

濕噴混凝土在西方發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用。與干噴、潮噴技術(shù)相比，濕式噴射混凝土實(shí)現(xiàn)了機(jī)械作業(yè)，回彈度低，不僅噴射混凝土質(zhì)量好，還極大地降低了粉塵濃度，消除了粉塵對(duì)工人健康的危害，具有明顯的優(yōu)越性。

1)濕噴混凝土質(zhì)量易于控制。在施工中，濕噴混凝土生產(chǎn)輸送至濕噴機(jī)進(jìn)行噴射，其配合比一直處于受控狀態(tài)，這對(duì)保證混凝土質(zhì)量是十分關(guān)鍵的。干(潮)噴由于其水灰比帶有隨意性，混凝土質(zhì)量由噴射手根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及肉眼觀查調(diào)控，其噴射混凝土質(zhì)量受噴射手操作影響較大。

2)濕噴混凝土回彈率低，能有效控制成本。干拌法噴射拱墻平均回彈率約為15%～20%，濕拌法噴射拱墻平均回彈率約為5%～10%。回彈率和外加劑消耗是影響噴射混凝土成本的關(guān)鍵因素，較低的回彈率對(duì)進(jìn)行成本控制，提高工程效益是十分有利的。

3)濕噴混凝土環(huán)保優(yōu)勢(shì)顯著。采用噴射混凝土?xí)r，噴射區(qū)粉塵量大幅降低。這對(duì)節(jié)約原材料，消除粉塵對(duì)工人健康的危害是有益的。

4)濕噴法生產(chǎn)率高。采用干式混凝土噴射機(jī)作業(yè)效率一般不超過(guò)5 m/h，而濕噴工藝使噴射作業(yè)實(shí)現(xiàn)了集中攪拌與自動(dòng)計(jì)量、機(jī)械化運(yùn)輸與上料，采用噴射機(jī)械手的作業(yè)效率可達(dá)15 m/h～18 m/h，施工效率提高了3倍。干噴、濕噴混凝土的對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 干噴、濕噴混凝土的對(duì)比

由圖1可以看出，噴射混凝土減輕了對(duì)噴射手技藝的依賴，噴射混凝土的勻質(zhì)性好，質(zhì)量易于控制，生產(chǎn)效率高，這對(duì)提高隧道施工進(jìn)度，確保工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

2 濕噴混凝土的施工工藝

在混凝土中加入纖維，能夠大幅度的改善混凝土的彎曲韌性，防止混凝土發(fā)生脆性破壞。在隧道施工中，在洞口段和斷層破碎帶或膨脹性圍巖等位置，支護(hù)構(gòu)件受到多向應(yīng)力的地點(diǎn)，采用纖維噴混凝土是有效的，纖維的分散效果也可以適應(yīng)這些復(fù)雜的情況。

2.1 噴射混凝土施工流程

噴射混凝土施工流程見(jiàn)圖2。

2.2 濕噴聚酯纖維混凝土施工流程

濕噴聚酯纖維混凝土施工工藝見(jiàn)圖3。

2.3 施工要點(diǎn)

在正式噴射前，先進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定實(shí)際初凝及終凝的時(shí)間，制作試件，檢測(cè)試件強(qiáng)度，以選取最優(yōu)的配合比及驗(yàn)證操作工藝。

放炮時(shí)間，應(yīng)通過(guò)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)。

在施工中，為確保隧道洞體穩(wěn)定，噴射作業(yè)應(yīng)緊跟開(kāi)挖作業(yè)面。

在噴射前，將巖面沖洗干凈。對(duì)較硬的巖面使用高壓水沖洗，對(duì)軟巖面用高壓風(fēng)將粉塵清除，將松動(dòng)的小塊石人工敲除，超長(zhǎng)的桿體進(jìn)行切除，確保受噴面干凈清潔。

分兩次噴射，一次封閉巖面，噴射厚度3 cm～5 cm，二次噴到厚度。在噴射中，控制骨料的粒徑、施工配合比和速凝劑加入的數(shù)量。噴射混凝土終凝2 h后，應(yīng)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于7 d。

噴射作業(yè)應(yīng)分區(qū)段進(jìn)行(見(jiàn)圖4)，長(zhǎng)度一般不超過(guò)6 m。噴頭應(yīng)作連續(xù)不斷的圓周運(yùn)動(dòng)，并形成螺旋狀運(yùn)動(dòng)，后一圈壓前一圈1/3。噴射路線應(yīng)自下而上，呈“S”形運(yùn)動(dòng)。隧道內(nèi)的噴混凝土應(yīng)先邊墻后拱部。

3 確保施工質(zhì)量的措施

1)分層噴射時(shí)，后一層噴射在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝1 h后再進(jìn)行噴射時(shí)，必須先用水清洗噴層表面。

2)風(fēng)壓控制。在噴射中，若風(fēng)壓控制不好，會(huì)造成回彈量增大。噴射前應(yīng)對(duì)工作風(fēng)壓進(jìn)行試驗(yàn)，先取最優(yōu)穩(wěn)定工作風(fēng)壓，確保最優(yōu)噴射效果。

3)噴射中的噴頭角度控制。噴頭應(yīng)與受噴面垂直，距離受噴面1 m為宜。受噴面被格柵、型鋼、鋼筋網(wǎng)覆蓋時(shí)，可將噴頭稍加偏斜，但不小于70°，否則會(huì)產(chǎn)生凹凸不平的波形噴面。

4)在有水地段噴射混凝土?xí)r，應(yīng)改變混凝土配合比，增加水泥用量。先噴較干混凝土，待其與涌水融合后，再逐漸加水到濕噴混凝土配合比設(shè)計(jì)。噴射時(shí)，先從遠(yuǎn)離出水點(diǎn)處開(kāi)始，逐漸向涌水點(diǎn)逼近，將散水集中，安設(shè)導(dǎo)管，將水引出，再向?qū)Ч鼙平鼑娚洹?/p>

5)聚酯纖維混凝土拌和時(shí)，先將砂石、少量水與聚酯纖維投入攪拌機(jī)干拌90 s，再投入水泥攪拌90 s，以確保纖維分散均勻，避免結(jié)團(tuán)。

6)聚酯纖維混凝土噴射時(shí)，噴射軌跡作環(huán)形旋轉(zhuǎn)水平移動(dòng)并一圈壓半圈，環(huán)形旋轉(zhuǎn)直徑約為0.3 m。

7)在有鋼架支撐時(shí)，鋼架與巖層之間的間隙必須用噴混凝土填充密實(shí)；先噴射鋼架與巖層之間間隙，后噴射鋼架與鋼架之間混凝土；鋼架應(yīng)全部被混凝土所覆蓋，保護(hù)層厚度不得小于4 cm。

4 結(jié)語(yǔ)

在隧道施工中，濕式噴射混凝土技術(shù)具有噴射速度快、施工效率高、噴射范圍廣，加快施工進(jìn)度的優(yōu)勢(shì)，混凝土更好地滿足早強(qiáng)、抗?jié)B、高性能等方面的要求。隨著無(wú)線控制技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)無(wú)線操作噴射臂，避免了隧道施工中石塊掉落、噴射反彈料傷人等事故的發(fā)生，減少操作人員與混凝土的接觸。在隧道施工中，推廣和使用濕噴聚酯纖維混凝土，對(duì)于提高隧道支護(hù)，確保隧道施工安全具有重要意義。

隨著隧道復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)成為主流，單層襯砌也得到重視和發(fā)展，噴射混凝土設(shè)計(jì)基準(zhǔn)強(qiáng)度將提高，環(huán)保要求將越來(lái)越嚴(yán)，濕噴工藝將逐步取代干噴工藝。近年來(lái)，在中國(guó)龍灘、三峽電站隧道和地下洞室、武廣專線鐵路隧道等工程中，以及深圳、廈門等地各類工程的應(yīng)用中均取得了良好效果。

濕噴法的不足之處在于對(duì)潮濕或含水地層適應(yīng)性差，由于施工機(jī)組龐大，對(duì)使用量較少或難以進(jìn)出區(qū)域的工程欠靈活性。隨著技術(shù)的發(fā)展，這些不足會(huì)逐漸得到解決。

[1] 趙立財(cái).鐵路隧道斷層破碎地段TK600濕噴機(jī)噴聚酯纖維混凝土施工工法[J].價(jià)值工程,2011(23)：66.

[2] 吳 智.濕噴聚酯纖維混凝土在客運(yùn)專線隧道中的使用[J].四川建筑,2007(4)：73-75.

[3] 程良奎.噴射混凝土[Z].

On construction craft and quality control of wet blasting polyester fiber concrete

WANG Yi

(Shanxi Changxing Road and Bridge Engineering Co., Ltd, Changzhi 046011, China)

The paper analyzes the wet blasting concrete is economical, reasonable and environment-friendly with simple craft and unique effect, introduces the construction craft and technical requirements of the wet blasting concrete, researches some measures to enhance the construction quality, and points out the technique has broader application future.

wet blasting concrete, fiber, construction craft, quality

1009-6825(2014)31-0194-02

2014-08-26

王 益(1968- ),男,工程師

TU528.53

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