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      濕式噴射混凝土施工技術

      2019-05-03

      噴射混凝土施工技術在隧道建設領域應用很廣,目前我國噴射混凝土施工普遍采用的是幹式噴射和潮噴2種方式。國外目前則大範圍使用濕式噴射混凝土技術。随着我國施工技術的不斷發展,濕式噴射混凝土正逐漸廣泛運用于噴射混凝土施工作業。
      濕式噴射混凝土的基本原理是将攪拌好的混凝土送入濕式噴射機,在噴嘴處與從計量泵壓到噴嘴的霧化速凝劑混合,形成料束噴到受噴面上。幹式噴射混凝土是将水泥、骨料和速凝劑按比例拌勻,加進噴射機後用壓縮空氣使物料通過軟管,在噴嘴處加水,形成料束,高速推送到工作面上;潮噴是先給砂石料堆加水(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劑,用壓縮空氣将物料通過軟管和噴嘴高速推送到受噴工作面上。
      濕式噴射技術的優越性
      濕式噴射混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見表2,濕式噴射與幹(潮)噴相比,具有明顯的優越性。
      混凝土配合比易于控制
      施工時,濕式噴射的混凝土按生産工藝生産後運至濕式噴射機進行噴射,其配合比完全處于受控狀态,從而保證了噴射混凝土的質量。幹(潮)噴的混凝土質量不易控制,特别是噴射操作員根據經驗及目測觀察進行調節混凝土的水灰比,随意性大。混凝土的品質在很大程度上取決于噴射操作員操作的正确與否。
      回彈率低,能有效控制成本
      幹(潮)噴回彈率達35%~45%,而濕式噴射回彈率為15%左右,所以濕式噴射的生産成本低,效益高。
      施工粉塵濃度低
      潮噴噴嘴旁粉塵為60mg/m ,幹式噴射噴嘴旁粉塵濃度比潮噴粉塵濃度更高,而濕式噴射噴嘴旁粉塵較潮噴噴嘴旁粉塵濃度低。幹噴及潮噴混凝土施工時,往往由于粉塵濃度及其他原因,造成隧道内能見度低,使噴射混凝土的質量不穩定,而且會大量浪費混凝土。
      生産率高
      幹式混凝土噴射機工作效率一般不超過5m3/h。而使用濕式混凝土噴射機,人工作業時效率可達7~9m3/h;采用噴射機械手作業時,則可達15~18m3/h,比其他噴射法提高2~3倍。
      設備材料磨損小
      幹式噴射機結構簡單,體積小,清洗方便,但結合闆的磨損大;濕式噴射機的構造較複雜,體積大,需要較大動力的牽引,但結合闆的磨損小。
      上述因素值得我們高度重視。噴射混凝土質量好壞及生産效率高低是直接影響隧道施工進度、工程質量和經濟效益的重要因素。
      濕式噴射工藝
      配合比的确定及配料選用
      配合比的确定 灰骨比為1∶4,水灰比為1∶0.55,每立方米噴射混凝土用量為472 kg,每立方米噴射混凝土摻8604型液态速凝劑19.2 kg,塌落度控制在8~12 cm。
      配料選用 水泥選用普通矽酸鹽水泥,标号不低于425号。這種水泥的C3S和C3A含量較高,與速凝劑的相容性好,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,則會增加回彈。因而濕式噴射混凝土用砂宜選擇中粗砂,細度模數大于2.5。
      骨料用卵石或碎石均可,但以卵石為好。骨料的粒徑不宜大于15 mm。
      速凝劑選用8604型液态速凝劑。當水泥中加入3.5%~5%的8604型液态速凝劑後,能使水泥在1~4 min内初凝,2~10 min終凝,一般摻入量取4.5%為宜。
      施工準備
      檢查受噴面輪廓尺寸,并進行修正,使之符合設計要求,松動、破碎部分必須清除幹淨;有明顯摻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)清理受噴面;備好腳手架或工作平台;檢查機械、管道、安全閥、壓力表是否完好,并進行試運行;在拱頂、邊牆作好設計噴層厚度标志。
      噴射作業技術要點
      嚴格按以下順序操作:打開速凝劑輔助氣源→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,起始氣壓大于或等于0.5 MPa才能開機操作,同時要根據噴嘴出料情況調整氣壓,邊牆工作氣壓應控制在0.3~0.5 MPa,拱部控制在0.40~0.65 MPa。
      供料應連續均勻,料鬥内應有足夠的存料并及時清除振動篩上粒徑大于15 mm的粗集料。
      噴嘴與受噴面應盡量垂直,并保持0.8~1.0 m的距離;對挂有鋼筋網的受噴面,噴嘴應略傾斜,距離相對減小;當噴嘴與受噴面之間的距離大于1.0 m時,會增加回彈量,并降低密實度,從而也降低了強度;當噴嘴距離受噴面小于0.8 m時,則不僅回彈量會增加,而且噴射操作人員可能會受到回彈顆粒的傷害。
      噴射混凝土應分段、分部、分塊,按先牆後拱、自下而上進行噴射,噴嘴需對受噴岩面作均勻的順時針方向的螺旋轉動,一圈壓半圈的橫向移動,螺旋直徑約為20~30 cm,或采用S形往返移動前進。噴射時分段長度不應超過6 m,分部為先下後上,分塊大小為2 m×2 m。初噴厚度一般控制在4~5 cm,第二次噴射厚度可達10 cm以上。
      施工注意事項
      嚴格控制噴嘴氣壓,使其在0.15~0.20 MPa範圍内。嚴格控制噴嘴與受噴面的距離和角度,無鋼筋網噴射時,噴嘴應與噴面垂直,有鋼筋網時可适當放偏,噴嘴離受噴面的距離控制在0.8~1.0 m範圍内。嚴格控制水灰比,以剛噴射的混凝土表面有一層黯淡光澤為宜。對于滲漏水地段,在噴射混凝土前須用壓縮空氣吹掃。當水量不大時,噴射混凝土配料及拌料按正常施工程序進行;當水量較大時,開始噴射時要适當減小用水量,噴射時由遠而近,臨時加大速凝劑摻量(不大于5%)逐漸合攏,水止住後,必須恢複用正常速凝劑摻量的噴射混凝土封閉;噴射混凝土必須進行砂子的含水率試驗,用以校正加入的水量,以取得期望的坍落度;配料時骨料與水泥的溫度不應低于5ºC。
      由于我國勞動力成本低,人們的環境意識尚待提高,同時由于采用濕式噴射混凝土作業時,設備投資較高,設備操作和維修要求有一定的技術水平,因此濕式噴射混凝土的施工成本高于幹式噴射混凝土的施工成本,使濕式噴射混凝土技術在國内的推廣受到一定程度的限制。但是,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%,濕式噴射技術又具有明顯的優勢。随着人們環保意識的加強、施工技術水平的提高以及對噴射混凝土施工質量要求的提高,濕式噴射混凝土技術必将逐步地取代幹式噴射混凝土技術。

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