文档介绍：关于隧道工程喷射混凝土施工的探讨
论文关键词:喷射混凝土;回弹量;厚度;强度;检测
论文摘要:文章通过对新光快速路隧道工程喷射混凝土施工过程中的回弹量、厚度、检测等问题的探讨,结合施工实际对隧道工程喷射混凝土施工提出建议。
随着国家交通基础建设投资力度的加大和人们对环境保护的日益重视,隧道工程建设呈现较大增长趋势。据有关资料显示,我国已建成铁路隧道5300余座,总长度约4000km;公路隧道1800余座,总长度约750km,是世界上隧道工程最多的国家。其特点主要表现在单孔隧道长度纪录不断被刷新;施工技术难度和技术含量不断加大;大断面、多孔连拱和小净距隧道不断出现;高海拔、高寒地区隧道建设很突出;各部门有关隧道的技术规范、标准也逐渐统一。
一、喷射混凝土在隧道工程复合支护中的作用
目前隧道工程复合支护中普遍采用的是喷射混凝土或喷射钢纤维混凝土,喷射方式主要有潮喷和湿喷。喷射混凝土具有支护及时、强度高、密实性强、操作简单、灵活性大等优点,特别是在软弱围岩地质条件下,配合钢拱架和系统锚杆作为联合支护,其优点更为明显。就新奥法原理而言,容许围岩产生变形,同时在围岩变形过程中,通过围岩自承体系和支护结构对围岩变形进行控制,达到让围岩变形的适度释放而不是彻底释放的目的。在上述过程中,喷射混凝土的作用可分成两个阶段:(1)喷射混凝土施作初期,从材料结构和力学特征,可把喷射混凝土看作柔性结构,为围岩变形的适度释放提供空间;(2)当喷射混凝土具有一定强度后,可把钢拱架、系统锚杆和喷射混凝土组成的支护体系看作钢性结构,用来控制围岩变形,达到保护和发挥围岩自承能力的效果。当然在所有作用过程中,也应该重视和强调支护体系的韧性概念,目前施工大多采用喷射钢纤维混凝土,就是这种
概念发展的必然结果。
二、喷射混凝土施工的关键技术
(一)喷射混凝土的回弹量控制
目前隧道工程喷射混凝土施工,为保护环境和维护工人健康。大多采用潮喷,其回弹量普遍较大,平均在30%以上,损失较大。一般隧道工程的利润主要来自开挖和初期支护的喷射混凝土。如何通过技术改进和加强管理来降低喷射混凝土的回弹量,笔者通过对多座隧道工程、多个施工队伍施工情况的分析比较,认为做好以下几点可以将回弹量控制在15%~24%的范围。(1)分段分块喷射。分段长度不超过6m,分块大小不超过2m×2m,严格接先墙后拱、先下后上的顺序进行喷射,以减少混凝土因重力而滑动或脱落。
1. 计算:Ap= (1)
式中:△p——增加的风压值,N/cm2;
△L——输料管增加的长度,m。
喷射混凝土的水压一般控制在稍高于风压即可,施工现场可以按水压高于输料管风压10~15N/cm2进行控制,其目的是为了保证高压水能够从喷枪混合室(喷头处)内壁小孔高速射出,把拌合料迅速拌合均匀。喷射料的水灰比控制是比较困难的。熟练的喷射手通过喷射混凝土表面的光滑度可判定水灰比的大小。理论上讲,~。
(喷射距离)和角度。~,混凝土回弹量较小,喷射距离过大或过小都会增加回弹量。~,喷射手因存在骨料反弹的恐惧心理,~。解·11·任小平:~,。喷嘴与喷岩面应尽量垂直,并偏向刚喷射部位(倾斜角控制在10°内),这样不仅回弹量少,而且喷射效果和质量更好。
、水压和水灰比。过大的风压会造成喷射速度太快,加大骨料的反弹,从而加大回弹量,但混凝土密实性较好;风压过小,会使喷射力减弱,造成混凝土密实性较差,甚至达不到设计和规范要求。总结实践经验,当输料管长度为20m时,合适的风压为100~130N/cm2。
。
(二)喷射混凝土厚度的控制
。从施工现场的情况看,个别隧道存在喷射混凝土普遍偏薄的现象,这是有风险的。因为初期支护将会和围岩共同控制同岩变形的释放,保证下道工序施工安全和隧道结构的稳定,是主要受力者。若喷射混凝土出现裂缝,原则上也应及时进行补喷和采取其他补强措施,以控制围岩变形在适度范畴,而不是任其释放。有人说,“初期支护喷层厚度不够,可以利用二次衬砌混凝土进行补充”,这种说法只是从隧道总体结构尺寸满足了要求,但从新奥法施工原理和结构受力机理而言,却是一大误区。
,往往出现钢拱架处喷层厚,两钢拱架间喷层薄,形成纵向波