文档介绍：冻土隧道湿喷混凝土支护施工工法
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1 前言
冻土隧道的开挖施工,除符合一般地区隧道的应力释放、松弛变形等规律外,还因冻土这一特殊地质条件的存在而带来了新的特点,即围岩的稳定性还与冻土的热平衡环境有关。当冻土隧道开挖后,不仅围岩原有的应力平衡状态发生变化,冻土的热平衡状态也发生了变化,冻土直接暴露在空气中,与空气接触的围岩表面冻土与外界环境发生热交换,冻土吸热发生融化,其强度和自稳能力大大降低,围岩表面逐层融化掉块,甚至坍塌,因此冻土隧道开挖支护不仅要解决强度、刚度等一般地区隧道支护施工的问题,还要解决冻土的热融坍塌问题。
目前,在钻爆法施工的隧道开挖过程中,临时支护手段主要以喷射混凝土为主,然而,如何保证喷射混凝土与冻土岩面有良好的粘结强度,如何控制混凝土硬化过程所放出的热量能保证冻土不过度融化,如何保证低温环境下喷射混凝土的早期强度能满足支护需要,这些都是施工中需要解决的问题。在高原冻土世界第一长隧——昆仑山隧道的施工中,中铁五局(集团)有限公司在施工中开展了大量的试验研究,掌握了洞内温度场的分布和变化规律,解决了湿喷混凝土配制等工艺技术问题,通过施工中大量应用,取得了良好的效果,经总结形成本工法。湿喷混凝土支护技术是《高原多年冻土区隧道施工技术研究》成果的重要组成部分,该项成果2005年通过了贵州省科技成果鉴定,达到了,获得了贵州省2006年科技进步一等奖。
2 工法特点
采用湿喷混凝土支护,可以随着开挖及时进行,同时能快速封闭开挖暴露的冻土,做到“随开挖,随支护,早封闭,快衬砌”,起到保护冻土和支护围岩的作用。
采用湿喷混凝土支护,具有粉尘小、回弹少、一次喷层厚度大、混凝土质量容易控制、对操作人员健康影响小等优点,更适合于高原地区隧道施工。
采用湿喷混凝土支护,是通过封闭冻土,减少其与环境的热交换来保持冻土的冻结状态,不须采用大功率的空调风机,不须对冻土实施冷冻,能源消耗小。
湿喷混凝土施工工艺所需设备少,工艺成熟,操作简单,工艺流程易于掌握。
3 适用范围
本工法适用于冻土地区钻爆法施工的隧道及地下工程,尤其适用于高原多年冻土地区采用新奥法原理设计、施工的隧道。部分工艺措施也可用于较寒冷地区隧道冬期施工。
4 工艺原理
湿喷混凝土支护在一般地区隧道施工已是比较成熟的技术,在多年冻土区隧道施工中,主要是要根据洞内温度场的情况,选择合适的速凝剂、防冻剂、水泥及拌合温度,以及合适的配合比,调整喷射混凝土的凝胶时间和强度,达到早期强度满足临时支护要求且不被冻坏,水化反应过程的放热少,从而达到保护冻土并使混凝土喷层与冻土围岩共同受力的目的。为增加喷射混凝土与围岩的粘结强度,在喷射混凝土中应适当掺加增强纤维材料。
5 施工工艺
施工工艺流程
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环境温度监测和控制。洞内气温一般都是正温,施工中应对掌子面附近气温不断进行监测,并通过通风来调节,使洞内气温保持在-5℃~15℃。
湿喷混凝土原材料质量要求
水泥:优先使用早强普通硅酸盐水泥,。
砂:应采用级配良好、。
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