基于濕噴混凝土技術(shù)在隧道施工應(yīng)用的對(duì)策

向平

【摘要】噴射混凝土技術(shù)為隧道施工過(guò)程中需要應(yīng)用到的一種關(guān)鍵技術(shù)。該種技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中主要是借助噴射機(jī)械，將速凝混凝土噴向結(jié)構(gòu)物或者巖石表面，促進(jìn)結(jié)構(gòu)物或巖石能夠有效加強(qiáng)和保護(hù)。濕噴混凝土技術(shù)的應(yīng)用存在諸多優(yōu)點(diǎn)，因此其在施工過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

【關(guān)鍵詞】隧道；濕噴混凝土技術(shù)；施工

濕噴混凝土技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中主要體現(xiàn)在減少回彈、降低粉塵、增加一次噴層厚度、提高生產(chǎn)效率等諸多優(yōu)點(diǎn)。隨著濕噴設(shè)備、材料、技術(shù)等的不斷進(jìn)步，濕噴混凝土技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中已經(jīng)逐步形成一項(xiàng)成熟的施工手段，其在施工過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1]。在我國(guó)，隧道施工總體技術(shù)水平有了顯著提升，但噴射混凝土技術(shù)的應(yīng)用還較為薄弱，因此還需加強(qiáng)對(duì)該種技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

1.噴射混凝土工藝原理及特點(diǎn)

應(yīng)用噴射機(jī)將摻有速凝劑的混凝土噴射向結(jié)構(gòu)物或者巖石的表面，進(jìn)而促進(jìn)結(jié)構(gòu)物或巖石得到有效加強(qiáng)和保護(hù)。噴射混凝土的振搗密實(shí)原理與普通澆注混凝土存在差異性。噴射混凝土主要是通過(guò)高速射流來(lái)實(shí)現(xiàn)密實(shí)，其實(shí)際操作過(guò)程中產(chǎn)生的密實(shí)度和射流過(guò)程存在密切聯(lián)系。噴射混凝土在應(yīng)用過(guò)程中施工操作較為便捷，可省去支模、澆筑、拆模等多項(xiàng)技術(shù)和工藝，有效加快施工進(jìn)度。此外，與普通混凝土相比較，噴射混凝土擁有更高的密實(shí)度和更好的強(qiáng)度及抗?jié)B性能。

2.濕噴混凝土施工技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用

2.1拌合料的攪拌及運(yùn)輸

濕噴混凝土技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中采用攪拌、運(yùn)輸、噴射系統(tǒng)進(jìn)行的一條龍施工作業(yè)線。應(yīng)用全自動(dòng)計(jì)量強(qiáng)制式攪拌機(jī)來(lái)進(jìn)行攪拌操作，嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行施工配料配合操作，直接將鋼纖維加入骨料當(dāng)中然后進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間必須要大于3分鐘[2]。因?yàn)殇摾w維主要由具有較快溶水性的膠水相互粘結(jié)而成的，因此在加水進(jìn)行攪拌的過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)較為徹底地分離，并均勻地分布于攪合料中。攪拌操作完畢后應(yīng)用混凝土運(yùn)輸罐車(chē)對(duì)拌合料進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中可同時(shí)進(jìn)行攪拌，因此，混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)因時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或其他因素出現(xiàn)凝固、離析等現(xiàn)象，同時(shí)還可有效保證混凝土擁有充足的攪拌時(shí)間，提綱拌合料的質(zhì)量。在對(duì)混凝土進(jìn)行噴射操作時(shí)，可應(yīng)用兩臺(tái)運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行交替運(yùn)料，保證濕噴混凝土的供應(yīng)得到滿足。

2.2噴射操作

2.2.1施工前準(zhǔn)備

在進(jìn)行噴射操作操作之前，必須做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。首先，對(duì)受?chē)娒娴妮喞皩?shí)際尺寸進(jìn)行全面檢查，并進(jìn)行相應(yīng)的修整操作，使之與設(shè)計(jì)要求及標(biāo)準(zhǔn)完全符合。發(fā)現(xiàn)有破碎、松散部分存在時(shí)，需進(jìn)行清理，存在明顯滲水現(xiàn)象的地段需采取相關(guān)措施，做好防排水處理。其次，實(shí)施噴射操作前，需先使用高壓風(fēng)、水對(duì)巖面進(jìn)行沖洗，并將存在于巖面的軟弱破碎巖石進(jìn)行徹底清理。沖洗操作須從隧道拱頂開(kāi)始進(jìn)行，遵循由上至下的沖洗原則，一直清洗到側(cè)壁底部。同時(shí)準(zhǔn)備好噴射施工需要應(yīng)用到的相關(guān)工作平臺(tái)、腳手架、護(hù)鐵紗罩等設(shè)備和物件。再次，對(duì)管道、機(jī)械、安全閥等進(jìn)行全面檢查，保證其完好無(wú)損，并進(jìn)行相應(yīng)的試運(yùn)行。最后，在邊墻、拱頂、巖面等標(biāo)識(shí)還設(shè)計(jì)噴層厚度標(biāo)志，保證噴射操作符合設(shè)計(jì)要求。

2.2.2混凝土噴射操作

實(shí)施混凝土噴射操作時(shí)，液態(tài)速凝劑在噴嘴被霧化后會(huì)和混合料相互混合在一起并發(fā)生相應(yīng)反應(yīng)[3]。在實(shí)施噴射的過(guò)程中，由于巖面均存在不同程度的凹凸，因此應(yīng)先對(duì)巖面的凹坑處進(jìn)行噴射。在噴射過(guò)程中，存在于混凝土中的砂漿、水泥會(huì)有效的粘在凹坑、巖石裂隙中，直徑較大的顆粒則會(huì)回彈。隨著噴射作業(yè)時(shí)間的增加，巖面會(huì)逐漸形成一個(gè)砂漿墊層，回彈會(huì)逐漸減小。在高壓風(fēng)的有效推動(dòng)下，石子、砂粒、鋼纖維均越來(lái)越好地被噴進(jìn)砂漿層中。實(shí)施噴射操作時(shí)，需根據(jù)實(shí)際情況對(duì)坍落度進(jìn)行合理調(diào)整。對(duì)拱進(jìn)行噴射時(shí)，應(yīng)將坍落度控制在8-10cm的范圍內(nèi)。對(duì)邊墻進(jìn)行噴射時(shí)，應(yīng)將坍落度控制在12cm-16cm的范圍內(nèi)。當(dāng)巖面存在較為嚴(yán)重的凹凸時(shí)，需根據(jù)實(shí)際情況實(shí)施二次補(bǔ)噴。在拱部超挖地方應(yīng)先實(shí)施7cm左右的噴層，等待20分鐘后的噴層后在實(shí)施二次補(bǔ)噴。對(duì)邊墻特別坑洼處進(jìn)行噴射時(shí)，應(yīng)先實(shí)施10cm左右的噴層，等待15分鐘后實(shí)施二次補(bǔ)噴操作。濕噴混凝土工序流程見(jiàn)圖1。

2.2.3管路堵塞及采取相應(yīng)措施進(jìn)行排除

在施工過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)管路存在堵塞，應(yīng)立即停機(jī)、停風(fēng)，對(duì)管路進(jìn)行全面檢查，及時(shí)查找出堵管原因。如堵管原因?yàn)轱L(fēng)壓過(guò)小，應(yīng)適當(dāng)對(duì)風(fēng)壓進(jìn)行調(diào)整；如堵管原因?yàn)榛炷凉艽蛘郾飫牛瑧?yīng)及時(shí)將混凝土管理順，并使用高壓風(fēng)吹通；如堵管原因?yàn)榇嬖阡摾w維結(jié)團(tuán)、異物或直接過(guò)大的石子，應(yīng)將管路中存在的堵塞物進(jìn)行徹底清除，并嚴(yán)格按照施工配合比科學(xué)摻加鋼纖維。

3.降低噴射混凝土回彈率的方法

3.1合理控制輸料管距離

在實(shí)施噴射混凝土施工操作的過(guò)程中，管路越長(zhǎng)，風(fēng)壓對(duì)混凝土干料產(chǎn)生的作用力的時(shí)間就越長(zhǎng)，混凝土中的干料發(fā)生分離的現(xiàn)象就越嚴(yán)重，這種情況被稱(chēng)為“管道效應(yīng)”。因此，為了促進(jìn)回彈率得到有效較低，在施工過(guò)程中必須要根據(jù)施工的實(shí)際情況及條件對(duì)輸料管的距離進(jìn)行合理控制，最大限度地減小“管道效應(yīng)”。

3.2工作風(fēng)壓

工作風(fēng)壓對(duì)回彈率存在較大影響，因此在施工過(guò)程中應(yīng)將工作風(fēng)壓調(diào)整到最佳值。將噴頭的工作風(fēng)壓調(diào)整為0.06-0.08MPa，噴頭與巖幫的距離為0.8-1.0m時(shí)，料束最終直接通常為0.2-0.3m。料束的集中可使砂子、水泥、石子始終沿直線方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，大大降低分離現(xiàn)象的發(fā)生率，料束的沖擊力也可達(dá)到最佳狀態(tài)。在這種情況下，混凝土噴射到巖壁時(shí)產(chǎn)生的反射現(xiàn)象最小，回彈率得到有效降低。

3.3混凝土配比

在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)濕噴混凝土工藝要求，必須考慮到混凝土的可泵性及混凝土在受?chē)娒嫔系母街浴?shí)驗(yàn)人員首先在試驗(yàn)室進(jìn)行配合比篩選，然后進(jìn)行實(shí)地噴射試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)確定其配合比為：灰骨比為：1∶4；水灰比為：0.45～0.50；每立方米噴射混凝土水泥用量為 427 kg；每立方米噴射混凝土摻速凝劑 19.2 kg。施工中根據(jù)砂、碎石的含水率及時(shí)調(diào)整施工配合比。

3.4噴射機(jī)操作及噴嘴的移動(dòng)操作

在對(duì)噴嘴進(jìn)行操作的過(guò)程中，噴射手應(yīng)讓噴嘴與受?chē)娒姹M量保持在垂直狀態(tài)。實(shí)施凝土噴射操作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循分片且從下至傷進(jìn)行噴射的原則，噴嘴在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中須保持均勻性的螺旋形。噴嘴實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的噴射距離與風(fēng)壓存在密切關(guān)系，在對(duì)巖面進(jìn)行初噴及噴射結(jié)束后的補(bǔ)噴中應(yīng)適當(dāng)將風(fēng)壓減小，最佳距離為1.2m，這樣才能有效減少回彈，提高混凝土與巖面的粘結(jié)，保證混凝土表明具有更好的平整性。實(shí)施大量噴射操作時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)貙L(fēng)壓增大，距離應(yīng)保持在1.5m-1.8m的范圍內(nèi)，這樣混凝土的噴射才具有良好的密實(shí)性，促進(jìn)工作效率得到有效提高。在使用噴嘴的過(guò)程中，噴射手需對(duì)噴嘴運(yùn)作情況進(jìn)行嚴(yán)密觀察。當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在堵管現(xiàn)象時(shí)，需立即停止相關(guān)操作，對(duì)管理進(jìn)行全面檢查，采取有效措施及時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決。

結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)地將濕噴混凝土技術(shù)應(yīng)用隧道工程的施工過(guò)程中，可有效了解干噴混凝土在應(yīng)用過(guò)程中存在的不足。濕噴混凝土技術(shù)的應(yīng)用具有回彈低、粉塵少、生產(chǎn)率高、混凝土質(zhì)量好等諸多優(yōu)點(diǎn)，不僅可有效提高工程的整體施工質(zhì)量，同時(shí)還可對(duì)施工人員的身體健康具有良好的保護(hù)作用，保證工程質(zhì)量，促進(jìn)工程經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益得到有效提高。

參考文獻(xiàn)

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