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湿式喷射混凝土施工技术

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湿式喷射混凝土施工技术

河南耿力支护机械设备有限公司 发布时间:2017-07-10

喷射混凝土施工技术在隧道建设领域应用很广,目前我国喷射混凝土施工普遍采用的是干式喷射和潮喷2种方式。国外目前则大范围使用湿式喷射混凝土技术。随着我国施工技术的不断发展,湿式喷射混凝土正逐渐广泛运用于喷射混凝土施工作业。

湿式喷射混凝土的基本原理是将搅拌好的混凝土送入湿式喷射机,在喷嘴处与从计量泵压到喷嘴的雾化速凝剂混合,形成料束喷到受喷面上。干式喷射混凝土是将水泥、骨料和速凝剂按比例拌匀,加进喷射机后用压缩空气使物料通过软管,在喷嘴处加水,形成料束,高速推送到工作面上;潮喷是先给砂石料堆加水(砂含水率不超过8%,石含水率不超过4%)后再与水泥拌和,在加入喷射机时掺入速凝剂,用压缩空气将物料通过软管和喷嘴高速推送到受喷工作面上。

湿式喷射技术的优越性

湿式喷射混凝土技术是一门新技术,干式喷射与湿式喷射技术性能比较见表2,湿式喷射与干(潮)喷相比,具有明显的优越性。

混凝土配合比易于控制

施工时,湿式喷射的混凝土按生产工艺生产后运至湿式喷射机进行喷射,其配合比完全处于受控状态,从而保证了喷射混凝土的质量。干(潮)喷的混凝土质量不易控制,特别是喷射操作员根据经验及目测观察进行调节混凝土的水灰比,随意性大。混凝土的品质在很大程度上取决于喷射操作员操作的正确与否。

回弹率低,能有效控制成本

干(潮)喷回弹率达35%~45%,而湿式喷射回弹率为15%左右,所以湿式喷射的生产成本低,效益高。

施工粉尘浓度低

潮喷喷嘴旁粉尘为60mg/m ,干式喷射喷嘴旁粉尘浓度比潮喷粉尘浓度更高,而湿式喷射喷嘴旁粉尘较潮喷喷嘴旁粉尘浓度低。干喷及潮喷混凝土施工时,往往由于粉尘浓度及其他原因,造成隧道内能见度低,使喷射混凝土的质量不稳定,而且会大量浪费混凝土。

生产率高

干式混凝土喷射机工作效率一般不超过5m3/h。而使用湿式混凝土喷射机,人工作业时效率可达7~9m3/h;采用喷射机械手作业时,则可达15~18m3/h,比其他喷射法提高2~3倍。

设备材料磨损小

干式喷射机结构简单,体积小,清洗方便,但结合板的磨损大;湿式喷射机的构造较复杂,体积大,需要较大动力的牵引,但结合板的磨损小。

上述因素值得我们高度重视。喷射混凝土质量好坏及生产效率高低是直接影响隧道施工进度、工程质量和经济效益的重要因素。

湿式喷射工艺

配合比的确定及配料选用

配合比的确定 灰骨比为1∶4,水灰比为1∶0.55,每立方米喷射混凝土用量为472 kg,每立方米喷射混凝土掺8604型液态速凝剂19.2 kg,塌落度控制在8~12 cm。

配料选用 水泥选用普通硅酸盐水泥,标号不低于425号。这种水泥的C3S和C3A含量较高,与速凝剂的相容性好,能速凝、快硬,后期强度也较高。

砂子过细,会使干缩量增大;砂子过粗,则会增加回弹。因而湿式喷射混凝土用砂宜选择中粗砂,细度模数大于2.5。

骨料用卵石或碎石均可,但以卵石为好。骨料的粒径不宜大于15 mm。

速凝剂选用8604型液态速凝剂。当水泥中加入3.5%~5%的8604型液态速凝剂后,能使水泥在1~4 min内初凝,2~10 min终凝,一般掺入量取4.5%为宜。

施工准备

检查受喷面轮廓尺寸,并进行修正,使之符合设计要求,松动、破碎部分必须清除干净;有明显掺漏水地段应事先作好防排水处理;用高压气或水(地质不良不用)清理受喷面;备好脚手架或工作平台;检查机械、管道、安全阀、压力表是否完好,并进行试运行;在拱顶、边墙作好设计喷层厚度标志。

喷射作业技术要点

严格按以下顺序操作:打开速凝剂辅助气源→缓慢打开主气阀→启动速凝剂计量泵、主电机振动器→向料斗加料。

开机后注意观察气压,起始气压大于或等于0.5 MPa才能开机操作,同时要根据喷嘴出料情况调整气压,边墙工作气压应控制在0.3~0.5 MPa,拱部控制在0.40~0.65 MPa。

供料应连续均匀,料斗内应有足够的存料并及时清除振动筛上粒径大于15 mm的粗集料。

喷嘴与受喷面应尽量垂直,并保持0.8~1.0 m的距离;对挂有钢筋网的受喷面,喷嘴应略倾斜,距离相对减小;当喷嘴与受喷面之间的距离大于1.0 m时,会增加回弹量,并降低密实度,从而也降低了强度;当喷嘴距离受喷面小于0.8 m时,则不仅回弹量会增加,而且喷射操作人员可能会受到回弹颗粒的伤害。

喷射混凝土应分段、分部、分块,按先墙后拱、自下而上进行喷射,喷嘴需对受喷岩面作均匀的顺时针方向的螺旋转动,一圈压半圈的横向移动,螺旋直径约为20~30 cm,或采用S形往返移动前进。喷射时分段长度不应超过6 m,分部为先下后上,分块大小为2 m×2 m。初喷厚度一般控制在4~5 cm,第二次喷射厚度可达10 cm以上。

施工注意事项

严格控制喷嘴气压,使其在0.15~0.20 MPa范围内。严格控制喷嘴与受喷面的距离和角度,无钢筋网喷射时,喷嘴应与喷面垂直,有钢筋网时可适当放偏,喷嘴离受喷面的距离控制在0.8~1.0 m范围内。严格控制水灰比,以刚喷射的混凝土表面有一层黯淡光泽为宜。对于渗漏水地段,在喷射混凝土前须用压缩空气吹扫。当水量不大时,喷射混凝土配料及拌料按正常施工程序进行;当水量较大时,开始喷射时要适当减小用水量,喷射时由远而近,临时加大速凝剂掺量(不大于5%)逐渐合拢,水止住后,必须恢复用正常速凝剂掺量的喷射混凝土封闭;喷射混凝土必须进行砂子的含水率试验,用以校正加入的水量,以取得期望的坍落度;配料时骨料与水泥的温度不应低于5ºC。

由于我国劳动力成本低,人们的环境意识尚待提高,同时由于采用湿式喷射混凝土作业时,设备投资较高,设备操作和维修要求有一定的技术水平,因此湿式喷射混凝土的施工成本高于干式喷射混凝土的施工成本,使湿式喷射混凝土技术在国内的推广受到一定程度的限制。但是,从施工的整体效益上来看,湿式喷射混凝土的总费用比任何形式干式喷射混凝土低30%~40%,湿式喷射技术又具有明显的优势。随着人们环保意识的加强、施工技术水平的提高以及对喷射混凝土施工质量要求的提高,湿式喷射混凝土技术必将逐步地取代干式喷射混凝土技术。

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