2021-08-13 河南耿力支護(hù)機(jī)械設(shè)備有限公司
控制噴射混凝土的回彈重點(diǎn)在于原材料控制、施工配合比控制以及在施工工藝上控制。
一階段:原材料控制、優(yōu)化配合比及現(xiàn)場施工總結(jié)階段
1、原材料控制
(1)水泥
噴射混凝土水泥應(yīng)選擇早期強(qiáng)度增長快,收縮小,并且能與摻入的速凝劑快速反應(yīng)的水泥,從而加快凝結(jié)速度,以便減少回彈量。在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中采用標(biāo)號不低于425的早強(qiáng)水泥。本項(xiàng)目所用水泥經(jīng)過招標(biāo)和多次試驗(yàn)確定采用廣元盧家壩水泥廠生產(chǎn)的廣旺牌水泥。
(2)砂子
噴射混凝土?xí)r砂子適宜使用中粗砂,試驗(yàn)證明細(xì)度模數(shù)在3.1-3.3之間,含泥量小于4.5%,含水率在5%-7%之間為宜。砂子過細(xì)時(shí)收縮增大,并且施工時(shí)粉塵增大,不利于施工;砂子過粗,砂子與碎石不能均勻的混合,回彈量顯著增大。砂率對回彈強(qiáng)度的影響:
(3)碎石
碎石過大回彈量增大,并且施工過程中容易堵管,對機(jī)器磨損嚴(yán)重;碎石過小回彈量減少但混凝土強(qiáng)度不夠。
(4)外加劑
噴射混凝土的外加劑主要使用速凝劑,其主要目的使噴射混凝土的凝結(jié)速度加快,一則減少回彈損失,防止噴射混凝土因重力作用引起的脫落;再次確保了下個(gè)工序施工的安全性、時(shí)效性。本項(xiàng)目采用黃河牌速凝劑,初凝時(shí)間在3min以內(nèi),終凝時(shí)間在12min以內(nèi),4h后混凝土的強(qiáng)度不低于70%。從而保證了下個(gè)循環(huán)時(shí)間不被耽誤。
2、配合比控制
噴射混凝土必須滿足以下要求:
①必須保證混凝土28d強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求
②4-8h后的強(qiáng)度能夠控制地層變形能力
③有良好的耐久性、回彈量少
(1)水泥用量
在實(shí)際生產(chǎn)過程發(fā)現(xiàn)水泥用量太少回彈量顯著增大,并且混凝土強(qiáng)度不足;水泥用量過多時(shí)不僅粉塵增大同時(shí)也造成混凝土收縮量增加也造成回彈量增加。具某項(xiàng)研究表明:噴射混凝土水泥用量超過450kg/m3時(shí)增大水泥用量對混凝土強(qiáng)度影響不是很明顯。
(2)水灰比
在噴射混凝土過程中,混凝土表面若出現(xiàn)干斑時(shí)不僅回彈量增大而且粉塵增大,不利于施工。若噴射混凝土表面出現(xiàn)水流,則表明水灰比過大,也容易造成回彈量增大。噴射混凝土的水灰比控制在0.45-0.55之間。
在楓相3#隧道前五次實(shí)驗(yàn)過程中通過大家的不懈努力得到以下結(jié)論:
①施工現(xiàn)場原材料都必須經(jīng)過試驗(yàn)室檢測后才能進(jìn)場使用。
②每次試驗(yàn)前要對砂、碎石進(jìn)行含水率測定
③水灰比對噴射混凝土回彈量影響很大,如何利用風(fēng)壓與水壓將混合料充分拌合并能控制好水灰比。
二階段:根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整施工工藝,對施工中的難點(diǎn)問題進(jìn)行二次解決
3、施工工藝控制
(1)風(fēng)壓控制
在噴射混凝土作業(yè)時(shí),輸料管長度一般在15m左右,噴嘴與噴射巖面的距離在0.8-1.2m時(shí),混凝土噴漿機(jī)風(fēng)壓控制在0.2-0.45MPa時(shí)回彈量,考慮到因隧道輸風(fēng)管造成的風(fēng)力浪費(fèi)應(yīng)根據(jù)隧道長度與風(fēng)管的密封程度控制風(fēng)源壓力,對于1000米以下隧道風(fēng)管密封程度較好的情況下風(fēng)源壓力控制在0.2-0.5MPa。風(fēng)源壓力過大或過小都會(huì)導(dǎo)致回彈量增大。
(2)水壓控制
水壓過小,混合料因不能充分水化濕潤混凝土噴射面將出現(xiàn)干裂,回彈量增大,并且混凝土強(qiáng)度大大降低;水壓過大時(shí)噴射混凝土因沒有初凝而被水流沖洗直接脫落,在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中,通常在噴頭口接直徑為100mm長為0.6-0.8m的塑料管目的使混合料和水在噴射管口充分混合均勻。實(shí)踐證明,水壓應(yīng)比風(fēng)壓高0.1-0.15MPa時(shí)噴射效果適宜。
(3)噴射角度控制
在噴射平整巖面時(shí),噴嘴與受噴巖面應(yīng)垂直,如果在噴射混凝土過程中噴射口與受噴面沒有垂直時(shí),回彈量將大大增加。因此隧道噴射混凝土在拱腰和拱頂處噴射施工出要特別注意。
(4)距離控制
在噴射混凝土過程中距離的遠(yuǎn)近對噴射混凝土的質(zhì)量和回彈量的影響很大,距離太遠(yuǎn),會(huì)使噴射混凝土回彈率增大,混凝土密實(shí)度降低從而造成混凝土強(qiáng)度不夠,距離太近,因風(fēng)壓、水壓沖擊造成未初凝的混凝土脫落,回彈量不僅增大而且回彈骨料有可能傷及噴槍手。通過實(shí)驗(yàn)獲得當(dāng)風(fēng)壓控制合理時(shí),噴嘴與受噴巖面的距離控制在0.8-1.2m彈量少。
(5)分層噴射厚度控制
一次噴射混凝土過厚常常造成混凝土下垂或脫落,造成回彈量增加。這是由于混凝土因沒有達(dá)到一定的強(qiáng)度而因自重過大出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。施工中發(fā)現(xiàn)在剛剛開始噴射混凝土?xí)r,骨料幾乎被回彈,當(dāng)巖面上層形成0.5-1cm的砂漿層時(shí),回彈量將減少,噴射混凝土達(dá)到5cm時(shí)回彈量基本穩(wěn)定下來。施工中發(fā)現(xiàn)在噴射混凝土前先對隧道巖面進(jìn)行濕潤可以有效的減少回彈。
(6)各噴層時(shí)間間隔的控制
在噴射混凝土過程中因各噴層時(shí)間間隔掌握不當(dāng)造成回彈量增大。一種是間隔時(shí)間太短噴射混凝土未初凝而被風(fēng)壓水壓沖擊而脫落,造成回彈增大;另一種是時(shí)間間隔太長噴射混凝土已初凝再次噴射式骨料不能鑲嵌到混凝土面造成回彈增大。因此在施工過程中因按照混凝土的初凝時(shí)間以及是否添加速凝劑而控制噴層時(shí)間間隔。
(7)噴射順序
混凝土噴射應(yīng)采取分塊、分段由下而上先拱腳后邊墻和拱腰,拱頂?shù)膰娚漤樞蜻M(jìn)行。對因爆破開挖超挖面積過大的巖面時(shí),采取先兩邊后中間,從上而下進(jìn)行。對因超挖嚴(yán)重的大坑可采取分層噴射,并且在噴射的過程中采取逐層掛舍鋼筋網(wǎng)片的方法,以減少回彈量。
(8)工人熟練程度
噴槍手對噴射混凝土技術(shù)掌握的好壞對回彈量影響很大。噴射口勻速而緩慢的以順時(shí)針方向做螺旋運(yùn)動(dòng)時(shí),可以形成均勻的噴射混凝土。因此日常生產(chǎn)過程中應(yīng)加強(qiáng)工人技能培訓(xùn),做好工人防護(hù)措施。