地下工程噴射混凝土施工質量控制措施

第二炮兵青州士官學校四系 肖海清 孫翠蓮 尹利軍

地下工程噴射混凝土施工質量控制措施

第二炮兵青州士官學校四系 肖海清 孫翠蓮 尹利軍

地下工程噴射混凝土有加快施工進度、強度增長快、密實性良好、施工準備簡單、適應性較強等特點,但也存在著施工厚度不易掌握、回彈量較大、表面不平整、勞動條件較差等缺點。本文從噴射前準備工作、原材料質量控制、混凝土施工等方面,提出了確保地下工程噴射混凝土施工質量的措施。

噴射混凝土施工質量措施

噴射混凝土技術被廣泛應用于地下工程初期支護。然而,在施工過程中,往往會忽視某些關鍵工序的細微性和嚴謹性,使噴射混凝土達不到應有的強度和厚度,直接影響到初期支護的功能和效應。因此,為滿足設計要求,必須綜合考慮影響噴射混凝土質量的各種因素,從多方面加以控制,來提高噴射混凝土的質量。

一、做好各項準備工作

(1)檢查開挖斷面尺寸:光面爆破效果直接影響斷面的成型好壞。成型不好,凹凸不平,在噴射混凝土時,將導致超挖處混凝土噴層過厚,而欠挖處混凝土噴層又過薄,形不成均勻的噴射混凝土整體,起不到支承圍巖作用。因此,開挖斷面結構尺寸應符合設計及規(guī)范要求,欠挖部分應即時處理。(2)巖面處理:噴射前,應用高壓水或風將巖面沖洗干凈,并將表面軟弱破碎巖石清掃干凈。清除開挖面的松動巖塊及拱墻的堆積碎石。如果對錨網(wǎng)進行噴射,為了避免鋼絲網(wǎng)的反彈,應檢查鋼筋網(wǎng)是否已經(jīng)被牢固地固定在需噴射的巖面上。(3)埋設噴層厚度標志:為更好地控制噴射混凝土的厚度,需要在噴射前埋設噴層厚度標志。標志可以采用4～6mm的鋼筋制作,其長度略大于設計噴射混凝土厚度。埋設時,先在圍巖面鉆一小孔,放入鋼筋,用砂漿固定。(4)有水地段排水措施檢查:有水地段必須先對涌水進行處理,方可進行噴射混凝土施工。當涌水點不多時,用開縫摩擦錨桿進行導水處理后再噴射;當涌水范圍大時,設樹枝狀排水導管后再噴射;當涌水嚴重時,可設置泄水孔,邊排水邊噴射。

二、嚴控原材料質量

(1)水泥:水泥是噴射混凝土的關鍵性原材料。為保證噴射混凝土的凝固時間及與速凝劑的相溶性,所用水泥需強度高、抗?jié)B性和耐久性好,應優(yōu)先選用強度等級42.5MPa以上的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥,其次選用礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥。在軟弱圍巖中應采用早強水泥,使用前應做強度實驗。(2)骨料:噴射混凝土的細骨料宜采用細度模數(shù)大于2.5、質地堅硬的中粗砂。粗骨料是硬化后混凝土的骨架,應根據(jù)輸送管的管徑粗細選擇質地堅硬、粒徑適宜、顆粒級配為連續(xù)級,便于泵送的粗骨料,避免使用間斷級配、針片狀顆粒含量超過標準的粗骨料。骨料顆粒表面越粗糙,界面粘結強度越高。實踐表明,在一定范圍內骨料粒徑越小、分布越均勻,混凝土強度越高,骨料最大粒徑的減少不僅增加了骨料與水泥漿的粘結面積,而且骨料周圍有害氣體減少,水膜減薄,容易拌和均勻,從而提高了混凝土的強度。(3)拌和用水:噴射混凝土拌和用水不得使用污水、pH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量(按SO3計)超過水量1%的井水或海水,工程中多以飲用水作為拌和用水。(4)外加劑:用于噴射混凝土的外加劑,主要有速凝劑、早強劑和減水劑等。摻加速凝劑之前,應做速凝劑與水的相溶性實驗及水泥凈漿速凝效果實驗,注意速凝劑效果實驗,初凝時間不應大于5min,終凝時間不應大于10min;同時要規(guī)范對速凝劑的管理規(guī)范,避免受潮。噴射混凝土常用的早強劑有氯化鈣、氯化鈉、亞硝酸鈉、三乙醇胺、硫酸鈉等,實際中為達到更好的早強效果,多采用復合型早強劑。在選擇減水劑時,要考察其對水泥是否具有緩凝作用,有緩凝作用的減水劑不能用于噴射混凝土,最好選擇具有早強作用的減水劑。

三、規(guī)范混凝土施工

(1)混凝土的配制:噴射混凝土的配合比不同于普通混凝土的配合比。確定噴射混凝土骨料的最大粒徑和砂率,一般情況下,骨料的最大粒徑不得大于噴射系統(tǒng)輸料管道最小斷面直徑的1/3～2/5,也不宜超過一次噴射厚度的1/3,一般不大于15mm。砂率宜為45%～55%,砂率過高或過低易造成堵管。水泥的用量,根據(jù)經(jīng)驗宜為375～450kg/m3;一般,速凝劑合理控制的最佳摻量約為水泥重量的2%～4%,實際使用時拱部可利用2%～4%,邊墻可用2%?；炷恋乃冶纫话銥?.4～0.5,水灰比過小會產(chǎn)生粉塵,回彈量大,粘結力低,噴層會產(chǎn)生干斑、砂窩等現(xiàn)象,水灰比過大會造成強度低、速凝效果差,噴層流淌、滑移、坍落等現(xiàn)象。(2)混凝土的拌和:干混合料采用容量小于400L的強制式攪拌機拌料時,攪拌時間不得少于1min,采用自落式攪拌機拌料時,攪拌時間不得少于2min,采用人工拌料時,攪拌次數(shù)不得少于3次,且混合料的顏色應均勻一致。摻有外加劑時,攪拌時間應適當延長?；旌狭弦穗S拌隨用,不摻速凝劑時,存放時間不宜超過2h;摻速凝劑時,存放時間不應超過2min。(3)混凝土的噴射:開噴時應先加入適量水泥砂漿或水,以便潤滑清通機筒及管路。施工中噴頭與工作面的角度控制:邊墻部分90°左右,盡量使噴頭與工作面保持垂直;拱頂部分≥75°。距離控制在0.6m～115m之間為宜。邊墻一次噴射厚度為4cm～6cm,拱部則為2cm～4cm,分層次噴射作業(yè)時,兩次噴射的時間間隔宜為15min～25min。(4)混凝土的養(yǎng)護:由于經(jīng)常放炮和通風不良導致洞內的溫度較高,噴射混凝土周圍的空氣相對來說比較干燥,當空氣中水分不足時,極易發(fā)生早期干縮裂紋;同時,所摻入的速凝劑在一定程度上抑制了水泥的水化反應,影響了混凝土強度的發(fā)展。因此,噴射2h～4h后應灑水養(yǎng)護,一般養(yǎng)護7d～14d。

[1]孫海濤,丁德馨,劉東燕等.隧道噴射混凝土襯砌構筑時機的數(shù)值模擬分析[J].地下空間與工程學報,2006,(05)

[2]李文秀,梁旭黎,趙勝濤等.軟巖地層隧道噴射混凝土襯砌研究[J].巖石力學與工程學報,2005,(S2)

[3]李治平.公路隧道噴射混凝土施工質量控制[J].施工技術,2008,(8)1012105

book=113,ebook=61