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        高速公路隧道濕噴高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)研究

        2017-10-21 08:41:47趙科虎
        名城繪 2017年3期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用技術(shù)

        趙科虎

        摘要:在當(dāng)前的高速公路隧道施工中,技術(shù)至關(guān)重要,也出現(xiàn)了各種施工方式,其中濕噴高性能混凝土在實(shí)際項(xiàng)目中得到了廣泛的發(fā)展應(yīng)用,這項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢顯著,操作效率高。出現(xiàn)的粉塵濃度偏低。通過與其他設(shè)備混合使用提升了操作水平,這也是其廣泛應(yīng)用的原因。本文針對高速公路隧道濕噴高性能混凝土,提出其密實(shí)機(jī)理與主要特點(diǎn),討論施工設(shè)備與配置混凝土比例,并科學(xué)研究了施工技術(shù)要領(lǐng)。

        關(guān)鍵詞:高速公路隧道;濕噴高性能混凝土;應(yīng)用技術(shù)

        高性能混凝土廣泛應(yīng)用在高速公路項(xiàng)目建設(shè)中,提高了建設(shè)強(qiáng)度,有效完善了耐久性。在目前隧道施工中已經(jīng)普及應(yīng)用噴射混凝土,但由于其成型方法降低了密實(shí)度、后期強(qiáng)度和耐久性,對發(fā)揮承載結(jié)構(gòu)功能造成嚴(yán)重影響。而高性能噴射混凝土可以提升密實(shí)度,保證強(qiáng)度,通過優(yōu)化配合比,節(jié)省使用水泥量,降低了建設(shè)成本。

        一、特點(diǎn)與密實(shí)機(jī)理

        在隧道建設(shè)中普遍采取噴錨網(wǎng)支護(hù),持續(xù)不斷提升支撐力,轉(zhuǎn)變圍巖的受力情況,避免工程出現(xiàn)快速變形問題,防止圍巖發(fā)生松散與脫落,提升了穩(wěn)定水平。由于具備極強(qiáng)的封閉性能,有效緩解空氣潮濕度,避免巖體因遭遇較大侵蝕出現(xiàn)的潮解和膨脹物質(zhì),幫助巖體提高固有能力。

        第一,支撐作用。早期強(qiáng)度相對較高,支護(hù)操作中配合錨桿應(yīng)用,對錨固區(qū)圍巖的離層、滑動(dòng)等變形和損壞現(xiàn)象有效控制,一定程度提升了高噴毛渠的巖體強(qiáng)度、粘聚力等,改進(jìn)產(chǎn)生塑性變形與破碎巖體的力學(xué)特點(diǎn),提升強(qiáng)度,使巖體產(chǎn)生變形特點(diǎn),保證了圍巖的完整度,提升穩(wěn)定能力。第二,填充與隔離作用。由于擁有較好的流動(dòng)性,并向巖壁高度噴射,在巖石縫隙中擠入砂漿與細(xì)料,形成填充效應(yīng)。第三,轉(zhuǎn)化應(yīng)力作用。減輕受拉范圍產(chǎn)生的拉應(yīng)力,提高抗拉能力[1]。

        二、施工前的設(shè)備與混凝土試驗(yàn)

        (一)施工利用的設(shè)備

        第一,混凝土攪拌站??梢詫⑺嗷炷恋脑稀⑸?、石料、水泥和外加劑等,按預(yù)先設(shè)定的配比,通過輸送、上料、儲(chǔ)存、配料、稱量、攪拌,生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的成品混凝土。作為制備混凝土的成套專用機(jī)械,由于整機(jī)操作通過計(jì)算機(jī)控制,不僅拌和性能優(yōu)良,而且設(shè)備操作簡單,可以清楚了解各部件的運(yùn)行情況,保證拌和計(jì)量的準(zhǔn)確和操作性能的穩(wěn)定。

        第二,濕噴臺(tái)車。作為隧道混凝土支護(hù)施工的關(guān)鍵設(shè)備,濕噴臺(tái)車?yán)闷洫?dú)特的混凝土噴射控制系統(tǒng),可以提供高效率、高產(chǎn)品、高質(zhì)量的混凝土噴射。

        (二)配比設(shè)計(jì)與優(yōu)化

        在設(shè)計(jì)配制比例過程中,科學(xué)設(shè)置普通混凝土噴射比例,根據(jù)初期支護(hù)操作使用的強(qiáng)度要求,在假定容重的前提下,明確水泥質(zhì)量比,添加砂子量,速凝劑比例,經(jīng)過試驗(yàn)分析明確這部分條件滿足操作條件,在這一操作的基礎(chǔ)上,在設(shè)計(jì)高性能操作方案中摻入粉煤灰和硅粉,并采取正交試驗(yàn)與貫入方法,對不同抗壓強(qiáng)度方案合理配置,明確水膠比和材料總量[2]。

        三、施工技術(shù)要領(lǐng)

        (一)準(zhǔn)備工作

        在實(shí)際操作中,為了對噴射操作有序進(jìn)行,防止由于缺少準(zhǔn)備而發(fā)生停止操作問題。在正式實(shí)施之前應(yīng)安排好材料與設(shè)備。

        認(rèn)真清理噴面。在操作之前,需要嚴(yán)格檢查受噴表面與拱腳位置,徹底清除表面松動(dòng)的土石塊、浮渣以及松散土層等雜物。

        認(rèn)真檢查操作中應(yīng)用的設(shè)備和物料等。在開始攪拌操作之前,應(yīng)根據(jù)使用混凝土施工要求根據(jù)科學(xué)比例對攪拌材料的加入量合理計(jì)算,若沒有準(zhǔn)備好攪拌操作所需物料應(yīng)禁止開始工作,避免發(fā)生攪拌操作中準(zhǔn)備物料問題[3]。

        設(shè)計(jì)噴射混凝土的厚度。這是一個(gè)非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù),也是噴射操作質(zhì)量達(dá)標(biāo)與否的關(guān)鍵,根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)分析,由于噴層與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不符,完成操作以后承受負(fù)荷的能力不能達(dá)到規(guī)定要求引發(fā)裂縫問題,甚至?xí)麎K脫落混凝土。因此,必須通過科學(xué)手段保證噴射厚度,這也是至關(guān)重要的內(nèi)容。

        此外,還要認(rèn)真處理滲水問題。在操作中,由于存在較大的巖體系列裂縫,出現(xiàn)十分常見的滲水現(xiàn)象,在一部分區(qū)域產(chǎn)生成股下流現(xiàn)象,在噴射操作之前,快速解決滴水和滲流問題。

        (二)噴射工藝

        操作之前通過高壓風(fēng)與水反復(fù)沖刷巖面。從隧道拱頂開始沖洗,由上至下直到對側(cè)壁頂部沖洗。結(jié)果表明,巖面在潔凈濕潤的情況下可以很好的粘結(jié)混凝土。噴射順序應(yīng)從最低處隧道開始從下至上操作,避免回彈料對沖洗干凈的巖面造成污染,從而影響質(zhì)量。

        噴嘴到巖面應(yīng)保證固定不變的1m距離,所以風(fēng)壓、速凝劑產(chǎn)量和操作角度直接影響噴射質(zhì)量。操作人員必須密切觀察風(fēng)、速凝劑、股狀流出混凝土之間的關(guān)系。并嚴(yán)控風(fēng)壓,太小則不能達(dá)到粘結(jié)密實(shí)度需求;太大則會(huì)輕易被沖擊力帶走,二者相應(yīng)提升了回彈度。摻入速凝劑量較大時(shí),瞬間凝結(jié)混凝土,后噴的混凝土不能向前一層滲透,立即被彈掉,噴射過程中也會(huì)產(chǎn)生較大的粉塵;產(chǎn)量太少,則無法起到迅速凝結(jié)的作用。在側(cè)壁噴射時(shí)摻入量明顯低于拱頂。盡可能保證90°角操作噴嘴,從而提升密實(shí)度,噴射操作中發(fā)現(xiàn)噴嘴和巖面角度與直角偏離越大,則說明回彈材料越大。

        實(shí)際操作中應(yīng)密切聯(lián)系圍巖特點(diǎn)與水文地貌,對第一次操作厚度有效確定,若比較輕薄,則不能對骨料牢固粘結(jié),提高了回彈性。較厚,則本身重量的凝聚力明顯比巖面粘結(jié)力大,必將造成掉落初噴層產(chǎn)生空殼。

        (三)情況特殊下的操作工藝

        若無法采取鋼拱架支護(hù)操作,僅能進(jìn)行掛鋼絲網(wǎng),操作后形成波浪形,垂直操作噴頭與巖面能保證混凝土均勻分布,避免出現(xiàn)起伏。

        設(shè)計(jì)鋼拱架區(qū)域,破碎的巖石一定程度提升操作效率。必須填充拱架和巖面的孔隙和裂縫。沿拱架噴頭從拱腳移動(dòng)至拱頂。通過有效填充圍巖孔隙及噴射鋼拱架,并實(shí)施一到兩次的鋼拱架兩側(cè)補(bǔ)射操作,對鋼拱架密實(shí)包裹,與混凝土統(tǒng)一建立一個(gè)平衡的受力體系。需要在10-15min之內(nèi)開展補(bǔ)噴操作,若不間歇地進(jìn)行操作則容易出現(xiàn)嚴(yán)重垮落問題。

        四、結(jié)束語

        綜合分析,濕噴混凝土技術(shù)在操作中不會(huì)產(chǎn)生粉塵,有效避免其對人體造成的傷害;操作效率很高,可以保證項(xiàng)目的操作工期;通過這項(xiàng)技術(shù)可以提升操作強(qiáng)度以及厚度,一定程度保證了操作質(zhì)量,也使操作更加安全;噴射混凝土還可以有效降低回彈,一定程度節(jié)省了項(xiàng)目建設(shè)成本。

        參考文獻(xiàn):

        [1]武春娥.鋼纖維混凝土在隧道初期支護(hù)中的應(yīng)用[J].交通世界,2016(28):118-119.

        [2]柳厚祥, 鄭智雄.高地應(yīng)力軟巖公路隧道泡沫混凝土卸壓機(jī)理及支護(hù)結(jié)構(gòu) 研究[J].中國公路學(xué)報(bào),2016(11):122-129.

        [3]田晉兵.提升公路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的路徑[J].交通世界(工程技術(shù)),2015(10):86-87.

        (作者單位:甘肅五環(huán)公路工程有限公司)

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