噴射混凝土施工技術(shù)在隧道建設領域應用很廣,目前我國噴射混凝土(tǔ)施(shī)工普遍采用的是幹式噴(pēn)射和潮噴2種方式。國(guó)外目(mù)前則大範圍使用濕式噴射混凝土技術。隨著我國施工(gōng)技術的不斷發展,濕式(shì)噴射混凝土正(zhèng)逐(zhú)漸(jiàn)廣泛運用於(yú)噴射混凝土施工作業。
濕式(shì)噴射混凝土的基本原理是將攪拌好的混凝土送入濕式噴射機(jī),在噴嘴處與從計(jì)量泵(bèng)壓到噴嘴的霧化速(sù)凝劑混合,形成料束噴到受噴麵上。幹式噴射混凝土是將水泥、骨料和(hé)速凝劑按比例拌勻,加進噴射機後用壓縮空氣使(shǐ)物料通過軟管,在噴嘴處加水(shuǐ),形成(chéng)料束,高速推送到工(gōng)作(zuò)麵上;潮噴是(shì)先給(gěi)砂石(shí)料堆加(jiā)水(砂含水率不超過8%,石含水率不超過4%)後再與水泥拌和,在加入噴射機時摻入速凝(níng)劑,用壓縮空氣將物料通過軟管和噴嘴高(gāo)速推送到受噴工作麵上。
濕式噴射技術(shù)的優越性
濕(shī)式噴射混(hún)凝土技術是一門新技術,幹式噴射與濕式噴射技術性能比較(jiào)見(jiàn)表2,濕(shī)式(shì)噴射與幹(潮)噴(pēn)相比,具有明顯的優越性。
混凝土配合比易於控製(zhì)
施工時,濕式(shì)噴射的(de)混(hún)凝土按生產工藝生產後運至濕式噴射機進行噴射,其配合比完全處於受控狀態,從而保證了噴射混凝土的質量。幹(潮)噴的混凝土質量不易(yì)控製,特別是噴射操作(zuò)員根據經驗及目測(cè)觀察進行調節混凝土的水灰比,隨意性大。混凝土的品質在很大程度上取決於噴(pēn)射操作員操(cāo)作的正確與否。
回彈率低,能有效控製成(chéng)本
幹(潮)噴回彈率(lǜ)達35%~45%,而濕式噴射回彈率為(wéi)15%左右,所以濕式噴射的生產成本低(dī),效益高。
施工粉塵濃度低
潮噴噴嘴旁粉塵為60mg/m ,幹式噴射噴嘴(zuǐ)旁粉塵濃度比潮噴粉塵濃度更(gèng)高,而(ér)濕式噴射噴嘴(zuǐ)旁粉塵較潮噴噴嘴旁粉塵濃度低。幹噴及潮噴混(hún)凝土施工時,往往由於粉塵濃度及其他原因,造成隧道內能見度低,使噴射混凝土的(de)質量不穩(wěn)定,而且會大量浪費(fèi)混凝土。
生產(chǎn)率高
幹式混(hún)凝(níng)土噴射機工作效率一般(bān)不超過5m3/h。而使用濕式混凝土噴射機,人工作業時效率可達(dá)7~9m3/h;采用噴射機械手作業時,則可(kě)達15~18m3/h,比其他(tā)噴(pēn)射法提高2~3倍。
設備材(cái)料(liào)磨損小(xiǎo)
幹式噴射機結(jié)構簡單,體積小,清洗方便,但結合板的磨損大(dà);濕(shī)式噴射機的構造較複雜,體積大,需要較大動(dòng)力的牽引(yǐn),但結合板的(de)磨損小。
上述(shù)因素值得我們高度重視(shì)。噴射(shè)混凝土質量好壞及生產效率(lǜ)高低是直接(jiē)影響隧道施工進度、工程質量和經濟效益的重要因素。
濕式噴射工藝
配合比的確定及(jí)配料選(xuǎn)用
配合比的確定 灰骨比為1∶4,水灰比為1∶0.55,每立方米噴射混凝土(tǔ)用量為(wéi)472 kg,每立方米噴(pēn)射混凝土摻8604型液態速凝劑(jì)19.2 kg,塌落度控(kòng)製在8~12 cm。
配料(liào)選用 水泥選用普通矽酸鹽水泥,標號不低於425號。這種水(shuǐ)泥的C3S和C3A含量較(jiào)高(gāo),與速凝劑的相容(róng)性(xìng)好,能速凝、快硬,後期強度也較高。
砂子過細,會使幹縮量增大;砂子過粗,則會增加回(huí)彈。因而濕式噴射混凝土(tǔ)用砂宜(yí)選擇(zé)中粗(cū)砂,細度模數大於(yú)2.5。
骨料用卵石或碎石均可,但(dàn)以卵石為好。骨料的粒徑不宜大於15 mm。
速凝(níng)劑選用8604型液態(tài)速凝劑。當水泥中加入3.5%~5%的8604型液態速凝劑後,能使水泥在1~4 min內(nèi)初凝,2~10 min終(zhōng)凝,一般摻入(rù)量(liàng)取4.5%為宜(yí)。
施工準備
檢查受噴麵輪廓尺寸,並進行修(xiū)正(zhèng),使之符合設(shè)計要求,鬆動、破碎部(bù)分(fèn)必須清除幹(gàn)淨;有明(míng)顯摻(chān)漏水地段應事先作好防排水處理;用高壓氣或水(地質不良不用)清理受噴麵;備好腳手架或工作平台;檢查機械、管道、安全閥、壓力表(biǎo)是(shì)否完好,並進行試運行;在拱頂、邊牆作好設計噴層厚度標誌。
噴射作業技術要點
嚴格按以下順序操作:打開速凝劑輔助(zhù)氣源→緩慢打開主氣閥→啟動速凝劑計量泵、主電機振動器→向料鬥加料。
開機後注意觀察氣壓,起始(shǐ)氣(qì)壓大於或等於0.5 MPa才能(néng)開機操作(zuò),同時要根據(jù)噴嘴出料情況調整氣壓,邊牆工作氣壓應控製在0.3~0.5 MPa,拱部控製在0.40~0.65 MPa。
供料應連續均勻,料鬥內應有足(zú)夠的存料並及時清除振動篩(shāi)上(shàng)粒徑大於15 mm的粗(cū)集料(liào)。
噴嘴與受噴麵應盡量垂(chuí)直,並保持0.8~1.0 m的距離;對掛有鋼筋網的受噴麵,噴嘴應略傾斜,距離相對(duì)減小;當噴嘴與受(shòu)噴麵之間的距離大於1.0 m時,會增加(jiā)回彈量,並降低密實度,從而也(yě)降低了強度;當噴嘴距離受噴麵(miàn)小於0.8 m時(shí),則不僅回(huí)彈量會(huì)增加,而且(qiě)噴射操(cāo)作人員可能會受到回彈顆粒的(de)傷害。
噴射混凝土應分段、分部、分(fèn)塊,按先牆後拱、自(zì)下而上進行(háng)噴射,噴嘴需對受噴岩麵作均勻的順時針方向的(de)螺旋轉(zhuǎn)動,一(yī)圈(quān)壓半圈的橫(héng)向移動,螺旋直徑約(yuē)為20~30 cm,或采用S形(xíng)往返移動前進。噴射時分段長度不應(yīng)超過6 m,分(fèn)部為先下(xià)後上,分塊大小為2 m×2 m。初噴厚度一般控製在4~5 cm,第二次噴射厚(hòu)度可達(dá)10 cm以上。
施工(gōng)注意事項
嚴格控製(zhì)噴嘴(zuǐ)氣壓,使其在0.15~0.20 MPa範圍內(nèi)。嚴格控製噴(pēn)嘴(zuǐ)與受噴麵的(de)距離和角度,無鋼筋網噴射時,噴嘴應與噴麵垂直,有鋼筋(jīn)網時可適當放偏,噴嘴離受噴麵的距離控製(zhì)在0.8~1.0 m範圍內。嚴(yán)格控製水灰比,以(yǐ)剛噴射的混凝土表麵有一層黯(àn)淡光澤(zé)為宜。對於(yú)滲漏水地段,在噴射混凝土前須用壓縮空氣吹掃。當水量不大時(shí),噴射混凝土配料及拌料(liào)按正常施工程序進行;當水量較大(dà)時,開始噴射時要適當減小用水量,噴射時由(yóu)遠而近,臨時加大(dà)速凝劑摻量(不大於5%)逐漸合攏,水(shuǐ)止住後,必須恢複(fù)用正常速凝劑摻量的噴射混凝土封閉;噴射混(hún)凝土必須進行砂子的含水率(lǜ)試驗,用以校正加入的水量,以取得期望的坍落度;配料時骨料(liào)與水泥的溫度不應低於5ºC。
由於我國勞動力成本低,人們(men)的環境意識尚待提高,同時由於采用濕式噴(pēn)射混凝土作業時,設備投資較高,設備(bèi)操作和維修(xiū)要求有一定的技術水平,因此濕式(shì)噴射混(hún)凝土的施工成本高於幹式噴射混凝土(tǔ)的施工成本,使濕式噴射(shè)混凝土技術在國內的(de)推廣受到一定程度的限製。但是(shì),從施工的整體效益上來看,濕式噴射混凝土的總費用比任何形式幹式噴射混凝土低30%~40%,濕式噴射技術又具(jù)有明顯的優勢。隨著人們環保(bǎo)意識的加強、施工技術(shù)水平的提高以及對噴射混凝土施工質量(liàng)要求的提高,濕式噴(pēn)射混凝土技術必將逐步地取代幹式噴射混凝土技術。