山西路橋第二工程有限公司 山西臨汾 041000
隧道濕噴混凝土施工是隧道施工的最要組成部分,隧道混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)優(yōu)劣直接關(guān)系到隧道安全、質(zhì)量。
南干渠隧道位于山西省隰縣午城鎮(zhèn)西南側(cè)約300m 處,設(shè)計(jì)為左右分離式,左右線均屬雙向四車道高速公路中隧道,總體走向呈東-西向,左線走向261°,右線走向286°-257°。左線洞體長(zhǎng)201.0m,隧道進(jìn)口里程樁號(hào)ZK49+694,地面高程826.91m,底板設(shè)計(jì)高程818.52m,出口里程樁號(hào)ZK50+193,地面高程833.21m,底板設(shè)計(jì)高程823.12m,洞體最大埋深103.28m,位于ZK49+897 處。右線洞體全長(zhǎng)454.0m,隧道進(jìn)口里程樁號(hào)K49+764,地面高程830.50m,底板設(shè)計(jì)高程817.75m;出口里程樁號(hào)K50+218,地面高程838.23m,底板設(shè)計(jì)高程821.12m,洞體最大埋深105.80m,位于K49+930 處。
隧址區(qū)地勢(shì)總體上中部較高,南北兩側(cè)低,右線地表高程830.50-924.84m,相對(duì)高差94.34m:左線地表高程826.91-925.85m。相対高差98.94m 隧道進(jìn)口位于午城鎮(zhèn)西南約300m 一斜坡上。岸坡較陡,坡向東,坡角約30°;溝底未見基巖出露,洞口及以上溝壁部分為第四系中更新統(tǒng)離石黃土。隧道出口位于位于上胡城村東側(cè)約300m 溝谷東岸斜坡上,沖溝狹窄,呈“V”字型,溝岸較陡。坡向西。坡角約45°;溝底未見基巖出露,洞口及以上溝壁部分為第四系中更新統(tǒng)黃土。
隧址區(qū)地貌單元屬梁峁?fàn)铧S土丘陵區(qū),頂部較平坦。塬面寬20-80m。長(zhǎng)約300m。隧址區(qū)內(nèi)植被稀少,以灌木叢為主。隧道進(jìn)出口為黃土斜坡、陡坎,區(qū)內(nèi)溝底局部出露三疊系和尚溝組砂質(zhì)泥巖:二是隧址區(qū)內(nèi)地層巖性變化不大,未見明顯地質(zhì)構(gòu)造;三是隧道圍巖組成相對(duì)簡(jiǎn)單,巖性以第四系上更新統(tǒng)馬蘭黃土、第四系中更新統(tǒng)離石黃土、新近系上新統(tǒng)粘土、礫巖及三疊系下統(tǒng)和尚溝組泥巖。
為使?jié)駠娀炷猎趶?qiáng)度、回彈、一次噴射厚度等方面達(dá)到理想的效果,解決南干渠隧道噴射支護(hù)技術(shù)難題,本研究結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)根據(jù)南干渠隧道噴射混凝土施工的特殊要求,作了三組對(duì)比試驗(yàn)。
表1 濕噴混凝土配合比統(tǒng)計(jì)表
(1)抗壓強(qiáng)度。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土鉆芯取樣和現(xiàn)場(chǎng)大版取樣強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),在抗壓強(qiáng)度指標(biāo)上,配比C 明顯優(yōu)于A、B 兩種配比的混凝土。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2。
(2)回彈率情況。通過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各配比混凝土進(jìn)行回彈量收集稱量,分別對(duì)拱頂和邊墻進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果C 配比的混凝土綜合回彈量降到10%以下,噴射工作效率大大提高,三種配合比下濕噴混凝土的回彈量統(tǒng)計(jì)情況如表3:
表2 噴射混凝土抗壓強(qiáng)度
表3 三種配合比現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)回彈率統(tǒng)計(jì)
施工前,首先要檢查要噴涂的隧道開挖剖面是否符合設(shè)計(jì)要求。測(cè)量人員應(yīng)測(cè)量已發(fā)射的圍巖的基本尺寸,對(duì)挖出的部分進(jìn)行補(bǔ)償,敲擊以找到頂部,除去浮石,并使用高壓水或高壓風(fēng)清洗巖石表面以及周圍的巖石。其次,檢查濕噴涂機(jī)是否正常工作。濕式噴涂機(jī)運(yùn)輸?shù)焦ぷ鞅砻婧螅銜?huì)通電以進(jìn)行無負(fù)荷運(yùn)行。檢查電源是否正確安裝,濕噴機(jī)管道是否安裝到位以及施工人員是否在位。
供氣必須將集中供氣的高壓空氣通過風(fēng)管傳遞到混凝土噴涂機(jī)。濕式噴涂機(jī)中的混凝土在壓縮空氣的推動(dòng)下被輸送到噴嘴部分,然后以較高的速度噴涂在噴涂表面上。在噴涂過程中,混凝土受到?jīng)_擊并壓實(shí)以形成致密混凝土。通常將風(fēng)壓控制在0.4-0.6MPA 的范圍內(nèi),以避免由于過大的風(fēng)壓和厚的骨料撞擊周圍的巖石而反彈,或者厚的骨料不能沖入砂漿層而掉落。最佳的風(fēng)壓是混凝土的抗張強(qiáng)度低、易附著、表面濕潤(rùn)有光澤等。
混凝土制備在拌合站內(nèi)制備。水泥應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級(jí)為C25,粗集料宜選用符合要求的碎石,其粒徑為5-10mm,細(xì)骨料采用堅(jiān)硬耐久的機(jī)制砂。罐車在裝混凝土前應(yīng)反轉(zhuǎn),將罐內(nèi)殘留水卸完,以免加大塌落度,降低混凝土強(qiáng)度。
從隧道的底部一直向上噴射混凝土,以防止清洗后的巖石表面的彈跳材料受到污染。噴涂時(shí),噴嘴距離巖石表面約1.0m,并嚴(yán)格按照風(fēng)壓要求進(jìn)行噴涂?;炷练峙涔芸焖倌虅?,當(dāng)噴涂臂的方向改變方向時(shí),不會(huì)在輸送管中引起急轉(zhuǎn)彎或其他困難現(xiàn)象,從而導(dǎo)致管堵塞或不均勻排放,和快速固化劑破損。
在噴涂過程中,噴涂機(jī)應(yīng)根據(jù)周圍巖石的具體情況,以低速使用圖8,S 或螺旋線,以確?;炷翗对陔x開前達(dá)到一定厚度,然后逐漸膨脹,總之,要保證混凝土表面光滑、平整。
噴涂的混凝土表面與鋼棒碰撞后,巖石表面即骨料顆粒,掉落的混凝土就是回收量,水泥量,鋼帶量,骨料大小,噴涂角度,濕式清漆機(jī)的氣味和水灰比等彈簧的回彈量會(huì)受到影響,通常在初次注射時(shí),回彈量會(huì)很大,在形成塑料層后,由于植入了厚的骨料,回彈量會(huì)減少。
在噴涂過程中,噴嘴應(yīng)垂直于巖石表面。在側(cè)壁噴涂過程中,要在較厚的混凝土頂部噴涂混凝土,噴嘴最好向下傾斜約10 度,頂部噴涂應(yīng)基于直徑方向。如果噴涂表面被鋼棒或格柵覆蓋,則應(yīng)適當(dāng)切割噴涂頭,同時(shí)要防止角度太小而導(dǎo)致混凝土材料滾動(dòng)到噴涂表面上。噴涂并增加波浪形噴涂表面生成過程中的恢復(fù)量,根據(jù)最小返回量設(shè)計(jì)最高強(qiáng)度來設(shè)計(jì)噴涂距離。
將促進(jìn)劑添加到注入部位,并且添加劑的量控制在水泥量的約3-5%。加入過多的促進(jìn)劑會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度,而加入過多的促進(jìn)劑會(huì)導(dǎo)致噴涂的混凝土碎裂,導(dǎo)致過度開裂。
噴射混凝土施工的質(zhì)量控制應(yīng)控制各種原料和混凝土攪拌機(jī)的數(shù)量,并在完全符合施工過程的前提下進(jìn)行施工和質(zhì)量控制,并有效地保護(hù)所形成的混凝土。實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)支撐和結(jié)構(gòu)防水功能,并最終體現(xiàn)出較高的抗早期性,防水性能好,建筑粉塵少,適應(yīng)性廣的優(yōu)點(diǎn)。