論隧道錨噴混凝土的質(zhì)量要求

韓志強(qiáng)

（山西遠(yuǎn)方路橋集團(tuán)總公司，山西 大同 037005）

論隧道錨噴混凝土的質(zhì)量要求

韓志強(qiáng)

（山西遠(yuǎn)方路橋集團(tuán)總公司，山西 大同 037005）

公路隧道錨噴支護(hù)是將錨桿與噴射混凝土作為加強(qiáng)和利用圍巖自身支撐能力的，文章結(jié)合多次隧道施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，介紹了噴射混凝土混合料、混合料配合比與水灰比、噴射混凝設(shè)備等。

隧道；錨噴；混凝土；施工技術(shù)

1 噴射混凝土混合料

根據(jù)噴射混凝土的特點(diǎn)，選擇混合原材料時(shí)應(yīng)注意下列問題。

1.1 水泥、砂、石混合料

選擇水泥品種和標(biāo)號，應(yīng)根據(jù)噴射混凝土支護(hù)的要求，摻入速凝劑后，凝結(jié)快、保水性能好、早起強(qiáng)度發(fā)展快、收縮較小。應(yīng)該優(yōu)先用普通硅酸鹽水泥。水泥標(biāo)號不低于40#，應(yīng)使用新鮮的水泥，過期或受潮、結(jié)塊的水泥不宜使用，使用前進(jìn)行強(qiáng)度復(fù)查試驗(yàn)。

應(yīng)采用硬質(zhì)干凈的中砂或粗中混合砂。噴射混凝土不宜采用細(xì)砂，它除了增加混凝土收縮、降低混凝土的強(qiáng)度外，噴射過程中還產(chǎn)生大量粉塵，影響操作和人員健康。砂子含水率宜控制在5%～7%（按重量計(jì)）。含水量過低，混合料在管路中容易發(fā)生離析，使噴射混凝土黏結(jié)性降低，回彈量大，出料不勻，粉塵大；含水率過高，混合料在噴射機(jī)內(nèi)易積料，灰漿黏結(jié)在出料彎管處，容易引起閥門漏風(fēng)，彎道處阻力增大，并造成堵管。

噴射混凝土應(yīng)采用堅(jiān)硬、耐久的碎石或卵石，粒徑不大于20 mm，使用前應(yīng)篩洗卵石較好、利于管道輸送、對管路磨損較小的。碎石能夠減少回彈，提高混凝土的密實(shí)性，但對管路磨損較大，而且容易堵管。石子粒徑級配可參照表1使用。

表1 噴射混凝土用石子的顆粒級配

1.2 速凝劑

噴射混凝土混合料中摻入速凝劑，能使噴射混凝土快凝、速硬，防止噴層坍落，提高噴射混凝土在潮濕巖面上使用的適應(yīng)性，增大一次噴射厚度和縮短噴射層之間的噴射間隙時(shí)間。

速凝劑有固體和液體兩種，目前我國主要使用固體速凝劑。使用前應(yīng)做速凝效果試驗(yàn)，并選擇最佳摻量。一般要求初凝不大于5 min，終凝不大于10 min，運(yùn)輸和存放應(yīng)保持干燥。

速凝劑對水泥速凝效果的影響因素主要是水泥品種、速凝劑摻量、水灰比和施工溫度。

當(dāng)紅星一型速凝劑摻量為水泥重量的2.5%～4%時(shí)，對普通硅酸鹽水泥凝結(jié)較快，一般1～3 min初凝，2～10 min終凝。對礦渣水泥效果較差，當(dāng)摻量為水泥重量的4%時(shí)，終凝在10 min以上。普通硅酸鹽水泥最佳摻量一般占水泥重量的3%左右。實(shí)際使用時(shí)拱部噴射混凝土的凝結(jié)硬化過程，但遇著齡期的增長，速凝劑也阻止了水在水泥中的均勻擴(kuò)散，使部分水泥被包圍在已經(jīng)凝結(jié)的水泥中，硬化后形成氣孔，另一部分水泥卻因得不到充足的水分而使水化受制，收縮率也加大。當(dāng)速凝劑摻量為2%～4%時(shí)，噴射混凝土的28天強(qiáng)度將降低30%～40%。水灰比愈大，速凝效果愈差。

施工溫度愈高，速凝效果愈好。當(dāng)施工溫度低于+5°C時(shí)，即使加入速凝劑，噴射混凝土的成形也比較困難。

2 噴射混凝土的配合比與水灰比

選擇噴射混凝土配合比，應(yīng)通過試驗(yàn)確定。應(yīng)滿足混凝土強(qiáng)度和其他物理力學(xué)性能的要求和噴塑工藝的要求。

為減少回彈量，一般含砂率要在45%～60%，含砂率提高后，集料總面積就增大，就要求用更多的水泥來包裹集料的表面，以滿足噴射混凝土強(qiáng)度的要求；水泥用量愈大，又勢必增加噴射混凝土的收縮、開裂和費(fèi)用。一般較佳的含砂率是50%～55%；水泥用量375～400 kg，不宜超過450 kg；膠骨比1∶4～1∶5；砂石比一般以砂子含量不少于石子含量且二者的用量相差不大為宜。

通過工程實(shí)踐，噴射混凝土配合比的選用表2所列配合比比較合適。

表2 噴射混凝土配合比

水灰比太小，不僅產(chǎn)生料束分散、回彈量多、粉塵大，而且噴層上還會出現(xiàn)干斑、砂窩等現(xiàn)象，影響混凝土的密實(shí)性。水灰比太大，就會影響混凝土的強(qiáng)度、速凝效果，造成噴層流淌、滑移、坍落。經(jīng)驗(yàn)表明，水灰比以0.4～0.5為好。

如改用液態(tài)速凝劑并摻如鋼纖維等填料，對提高噴射混凝土的強(qiáng)度和減小回彈方面均有顯著效果。

3 噴射混凝土設(shè)備

噴射混凝土的機(jī)具設(shè)備主要有混凝土噴射機(jī)、上料機(jī)、噴射混凝土機(jī)械手等，關(guān)鍵的是混凝土噴射機(jī)。目前，國內(nèi)主要采用干法噴射機(jī)，其使用的混合料水灰比在0.1左右，按其構(gòu)造特點(diǎn)和使用以下作簡略的介紹。

3.1 旋子式噴射機(jī)

PH-30型噴射機(jī)由電機(jī)及傳動機(jī)構(gòu)、喂料機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)體、輸料管、噴頭及走行機(jī)構(gòu)組成。旋轉(zhuǎn)體是主要工作部件，由并列成圓環(huán)形的8個(gè)圓形料筒構(gòu)成。其上方為喂料機(jī)構(gòu)，中間有一進(jìn)風(fēng)口，下方為出料口，兩個(gè)口在豎向行對應(yīng)。旋轉(zhuǎn)體以10/左右的速度旋轉(zhuǎn)，混合料靠自重下落，逐個(gè)喂入料筒，當(dāng)其轉(zhuǎn)過180°與進(jìn)風(fēng)口及出料口對齊時(shí)，混合料即被壓縮空氣出去。不斷重復(fù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)噴射。在旋轉(zhuǎn)體的上、下方均裝置有密封膠版，是易磨損件。

這種噴射機(jī)使用脈動小、機(jī)體小、清掃簡單、操作方便、粉塵中等、使用普遍。

3.2 旋轉(zhuǎn)式噴射機(jī)

LHP-701型噴射機(jī)由開敞式料斗直接上料，經(jīng)旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器推進(jìn)至前椎體管，在中心軸風(fēng)管送入一定壓力的氣流，將混合料帶出，通過輸料膠管，在噴咀處與高壓水混合成混凝土狀，噴于巖面上。

這種形式的噴射機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是高壓風(fēng)與混合料推進(jìn)方向一致，避免管路堵塞，但螺栓推進(jìn)器的葉片磨損較快。

上述混凝土噴射機(jī)的混凝土混合料所需要的水，絕大部分是在噴咀處加入的，這些噴射混凝土機(jī)的主要缺點(diǎn)是混合料與水的混合時(shí)間較短，當(dāng)混凝土從噴咀處噴出時(shí)，容易產(chǎn)生干料與水分離的現(xiàn)象，故水泥水化作用不充分；而且加水量完全靠操縱者憑經(jīng)驗(yàn)來掌握，水灰比不易控制，粉塵大，回彈物多，質(zhì)量難以保證。

若改用濕法噴射機(jī)，在降低回彈量、粉塵、保證質(zhì)量方面會取得較好的效果，如采用機(jī)械手，有助于改善噴射作業(yè)條件和減輕噴射手的勞動強(qiáng)度，提高噴射質(zhì)量。

Spurts the Concretes by the Tunnel Anchor the Quality Requirement

Han Zhiqiang

The highwaytunnel anchor spurts the supports and protections is strengthens the anchor rod and the shotcrete achievement with the use adjacent formation own support ability，this article unifies the multiple tunnel construction experience，introduced shotcrete blend，the blend mixture ratioand the water ratio，the sprayingcoagulation equipment.

tunnel；the anchor spurts；concretes；construction technique

U455.48+1

A

1000-8136(2011)05-0035-02

韓志強(qiáng)，男，1969年12月24日出生，山西陽高縣人，1995年11月畢業(yè)于西安公路交通大學(xué)道橋?qū)I(yè)，2005年6月畢業(yè)于長安大學(xué)土木工程專業(yè)，工程師。