分水镇隧道干粉速凝剂施行湿喷混凝土的试验

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喷射混凝土工艺常见为干喷(包括潮喷和半湿喷)、湿喷两大类。干喷:先将混凝土(砂石、水泥,包括粉状速凝剂)在现场干拌均匀,然后装入干喷机,依靠气力(压缩空气)将干混料通过胶管送到喷管,喷管上接有水管,干混料与水在喷管内混合,然后从喷嘴喷出,依靠喷射压力,混凝土粘接到岩石或其他材料表面,迅速凝结和硬化。湿喷:除不加速凝剂外,混凝土预先在搅拌站配制生产,然后用混凝土罐车运送到施工现场,装入湿喷机,将湿拌混凝土通过胶管送到喷管,喷管上接有水管,可通入液体速凝剂,湿拌混凝土与速凝剂在喷管内混合,然后从喷嘴喷出。湿喷:是目前强行使用的喷射混凝土工艺。用干粉速凝剂进行湿喷,目前暂无先例。是一种新式的喷射混凝土工艺,文中湿喷混凝土所用干粉速凝剂是采用一种增压型粉状速凝剂添加装置,直接把干粉速凝剂用流量与风压加入喷头进行的一种新式的喷射混凝土工艺(图1)。
1 工程概述
分水镇隧道位于重庆市万州区孙家镇和分水镇境内,起讫里程为D 1K 209+713~D 1K 218+880,全长9167m ,隧道最大埋深550m ,本标段范围隧道进口工区和斜井工区,起讫里程为D1K 209+713~D1K 214+398。隧道长,喷射混凝土量大,共计32890m 3
2 初期支护方式
翻罐笼喷射砼采用湿喷法施工,采用机械喷射手和小型湿喷机施工,设计强度C25,与围岩粉结力,围岩Ⅲ级不低于0.8MPa,Ⅳ、Ⅴ级围岩不低于0.5M Pa,设计喷混厚度围岩Ⅲ级为13cm,Ⅳ、Ⅴ级围岩不低于25 cm。
3 原材料主要质量指标及其检测结果玻璃微电极
按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)和设计文件的有关要求,结合该地区实际情况,本试验中主要采用的胶结料为重庆万州西南水泥有限公司科华P·O 42.5普通硅酸盐水泥。万州秦皇砂石厂,机制砂。万州秦皇砂石厂,5~10m m
碎石。山西铁力聚羧酸系统高性能减水剂(T L -A /缓凝型)山西铁力T L -S 2液体速凝剂,速凝剂掺量:5.0%。成都市万基建材有限公司(隧吉安牌)干粉速凝剂。3.1 水泥
本次湿喷对比试验采用重庆万州西南水泥有限公司科华P·O 42.5普通硅酸盐水泥。,其物理性能质量指标满足G B175-2007标准要求,3d强度富余系数一般不低于27%,28d 强度富余系数一般为25%(抗折)和6%(抗压)。 3.2 骨料3.3 外加剂
3.3.1 液体速凝剂、干粉速凝剂与重庆万州西南水泥有限公司科华P·O  42.5普通硅酸盐水泥水泥与其进行相融性试验,其检测结果见表3。
速凝剂相融性试验液体掺量(5.0%), 干粉掺量(3.5%)
从检测结果来看,所检项目能够满足《喷射混凝土用速凝剂》(JC 477-2005)标准。
3.3.2减水剂
湿喷混凝土配合比采用山西铁力聚羧酸系统高性能减水剂,其检测结果符合《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010标准要求,见表4。3.4 拌和用水
经检验符合《铁路混凝土工程施工质量验收标准》T B10424-2010混凝土拌合用水技术要求。
4 混凝土配合比设计
4.1 配合比方案设计
针对施工技术规范《铁路混凝土工程施工质量验收标准》T B10424-2010和《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)的规定,要求设计的湿喷混凝土强度级别为C 25M P a ,水胶比不宜大于0.50,坍落度宜控制在80~160m m ,凝
①作者简介:尹大祥(1966—),本科学历,毕业于中央广播电视大学土木专业,工程师。
分水镇隧道干粉速凝剂施行湿喷混凝土的试验①
尹大祥
(中铁二局第二工程有限公司  四川眉山  620010)
摘 要:分水镇隧道工程,通过风压把干粉速凝剂送到喷嘴处进行湿喷,降低了施工费用,提高了经济效益。通过工程概述、初期支护方式、原材料主要质量指标及其检测结果、混凝土配合比设计、配合比喷射混凝土的与现场实际应用对比指标、成本分析等几个方面对分水镇隧道干粉速凝剂施行湿喷混凝土的试验进行了详细阐述。该文在结合工程实际的情况下,确定了配合比,为今后大规模使用干粉速凝剂取代液体速凝剂提供参考。
关键词:干粉速凝剂  湿喷混凝土  配合比  试验中图分类号:TU528    文献标识码:A
文章编号:
1674-098X(2015)03(b)-0092-03
图1  喷嘴联接
表1  骨料质量检测结果
图2  增压型粉状速凝剂添加装置
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结时间快,早期强度高等。对分水镇隧道初期支护进行了液体速凝剂、干粉速凝剂两种湿法喷射混凝土配合比设计试验,根据施工水平和规范要求,选定标准差为5.0M P a ,配制强度计算如下:
F c u ,O =25+1.645×5=33.2M Pa采用质量法设计,假定密度:2340k g /m 3
。选定的实际配合比见表5、表6。
4.2 力学性能性能试验结果(见表7)4.3 理论配合比确定
根据上述试验结果,在满足设计和施工要求的条件下,确定1号4号配合比为选定的理论配合比,配合比如下:
1号配合比:水泥∶砂∶石∶水∶外加剂∶速凝剂(液体)=486∶756∶888∶180∶5.35∶24.3
4号配合比:水泥∶砂∶石∶水∶外加剂∶速凝剂(粉剂)=486∶756∶888∶180∶5.35∶17.0
5 配合比喷射混凝土的与现场实际应用对比指标
(1)对室内的提出的喷射混凝土进行现场试验,根据渝黔安函[2014]483号关于进
一步加强隧道砼质量控制的通知、关于做好隧道路基专项整改周报报送的通知和渝黔综函(2014)508号文件,明确隧道喷射混凝土钻芯取样的操作规程、操作要点及相应的工艺标准,验证隧道喷射混凝土是否有空洞喷射混凝土强度是否达标。对喷射混凝土加大初支喷射混凝土试验检测频率。施工单位每一作业循环或每工班制作喷射混
凝土大板试件(拱部和边墙各留置一组)、每20m进行一次钻芯取样检测强度。分别在分水镇隧道初期支护液体速凝剂、干粉速凝剂两种湿法喷射混凝土进行对其强度和岩石粘结强度进行了试验,其结果见表8。
(2)回弹率与粉尘情况:通过现场对各配比混凝土进行回弹量收集称量,分别对拱顶和边墙进行统计,结果两种配比的混凝
土都表现出很好的回弹指标,用液体速凝剂湿喷综合回弹在21%,尤其干粉速凝剂湿喷混凝土回弹更是降到15.3%,喷射工效提高。在现代地下施工中,粉尘已成为恶化洞内环境的重要因素,不容忽视。在隧道内发生粉尘的作业有:钻孔和爆破作业、机械开
挖作业、喷混凝土作业、装碴运碴作业等。直接把干粉速凝剂用风压加入喷头进行湿喷混凝土作业、其结果与液体一样,因干粉速凝剂直接与湿拌混凝土接触,没出现干粉速凝剂粉尘四处吹起现象。改善洞内的作业环境,确保安全和提高作业效率。
(3)施工及试验结论:通过对以上各配比混凝土的室内试验和现场施工取得的科
学数据,同一个配合比湿喷混凝土,在搅拌、泵送工艺均相同。且速凝剂添加均在喷咀处,只是速凝剂为粉剂与液体,其强度粉剂略高于液体,在隧道长洞内施工环境差,在施工时减少粉尘量,减少回弹上,采用干粉速凝剂进行湿喷,此方法能达到用液体
速凝剂进行湿喷效果。
表2  混合后颗粒分析通过量结果
表3  万州西南水泥P.042.5水泥与速凝剂相融性试验结果
表4  减水剂基本性能检测结果
表5  液体速凝剂初步配合比计算
表6  粉剂速凝剂 初步配合比计算
表7  力学性能试验结果(1)
表8  力学性能试验结果(2)
(下转116页)
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雨季施工,减少超挖,以减少衬砌工程量。
(3)浆砌石施工。在施工的过程中,需要着重注意的一个问题就是对砂浆配合比的严格控制,对于砌筑所使用的水泥砂浆标号来说,必须在M 7.5以上;在进行块石砌筑的过程中,浆砌石都要选择坐浆砌筑,在将基层铺完3~5c m 的水泥砂浆之后,在进行石料的安砌,切忌灌缝砌石;且在砌石的全过程中要严格做到“平、稳、紧”,“平”也就是保证每一层安砌石料的水平;“稳”是指对安砌十块的稳固、妥当;“紧”即是保证石块之间有充足的砂浆填充,不存在任何缝隙。砌石上下层要错缝,不允许在初凝的砌体上敲打石块。
(4)抹面。使用M 10水泥砂浆进行对水窖蓄水面的抹面处理,每一层厚度都要保证均匀,在5 m 左右,在抹面工作中可以将其分为三层进行,每一层抹面结束后都要认真
做好压磨工作,保证无缝隙之后才能进行下一层的抹面处理,避免裂缝出现。外墙出土部分要求用M5.0水泥砂浆勾缝。
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(5)钢筋混凝土施工。具体按照架模、钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护、拆模的施工流程严格进行。选用
模板或者定性刚模板作为模板,确保钢筋绑扎的牢固性,符合相关技术规范的要求;严格按照设计要求进行对混凝土的级配,保证其标号在C 20以上,连续浇筑,期间停止的时间严格控制在90 m in以内(拌合后的混凝土堆放时间也不能超过90 m i n),使用钢钎反复插捣方法进行捣固处理,持续捣固直到模板与混凝土舱面的连接面泛浆为止,如若条件允许,可使用机械进行振捣;浇筑完成后12 h 进行浇水养护工作;拆模须在顶拱养护至少7天后才能进行。
3 集雨水窖工程建设的发展对策与建议
有效的将雨水集蓄利用起来一方面可以在极大程度上解决我县贫困山区的用水问题;另一方面也可成为帮助山区民众脱贫致富的重要手段,是干旱山区农业实现可持续发展的重要举措。把大力推广农村“五小”工程,努力解决山区缺水问题,推进山区脱贫目标实现有机地结合起来,针对集雨水窖在人畜饮水工程建设中的现状,特提出如下发展对策和建议:首先是将集雨与节灌相结合;其次将工程与管理措施有效结合;最后实现雨水集蓄利用与改善生态环境、发展生产有效的结合。在建设集雨水窖实现对雨水有效利用的基础上,在解决人畜饮水问题的同时,立足长远,考虑到生态环境保护、地方经济发展的问题,以此为长远出发点,实现水资源的综合利用,促进农民的增产、增收。
参考文献
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扫频信号源
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[4]
禄丰县人畜饮水工程规划报告(2010~
2013)[Z].
图1  30m 3竖井式圆弧水窖结构
6 成本分析
渝万线中,使用的重庆万州科华水泥,因水泥中加入非活性混合材料过多,水泥本身富裕强度不大,造成与速凝剂相融性比较难,加上渝万线液体速凝剂标价2800元/吨,生产方为节约成本,也在液体速凝剂中掺入较多的无用物品,造成液体速凝剂掺量较大,液体速凝剂内含60%以上是水,由于湿喷混
凝土本身就有点稀(坍落度14~18 cm),与岩面的渗水混在一起就更稀,产生流淌,液体速凝剂也是稀的,掺多则是更稀,流淌更严重,结果喷不上去,给支护造成难题,增加了成本。反之,干粉的适应性强,加入喷咀时湿喷混凝土坍落度明显变小,施工起来更容易接受。液体速凝剂价格(渝万线2800元/吨,
而粉剂仅1400元/吨)施工液体喷射混凝土  68.3元/m 3干粉23.8元/m 3相比之下每方喷混凝土液粉增加成本44.5元,回弹强度降成为45.6元/m
3 ,
强度偏差成本没计算在内。
7 结语
在隧道施工中,提高初期支护的施工质量和施工效率,是保证隧道快速掘进的关键,本文在渝万线使用粉剂速凝剂改进后设备进行湿喷,在很大程度上能提高工程质量,又能创造经济效益。说明用干粉速凝剂进行湿喷,又是一种新式的喷射混凝土工艺,使用前景可佳。
参考文献
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施工堵水浆液试验分析[J].中国建材科技,2006(4):60-63.
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