喷射混凝土的质量控制
乌鞘岭隧道采用复合式衬砌,初期支护为柔性支护采用喷射混凝土与钢拱架、中空锚杆形成联合支护,二次衬砌为钢性支护采用现浇钢筋混凝土。初期支护承受约束围岩变形与压力,待围岩变形后再施做二次衬砌。形成隧道整体支护。锚喷支护法在技术上有速度较快,支护及时、支护质量较好、强度高、密实度好、防水性能较好;省工、操作较简单,支护工作量减少;施工灵活性很大,可以根据需要分次喷射混凝土追加厚度,满足工作设计与要求等特点。而喷射混凝土质量将直接影响隧道支护安全,如何控制好喷射混凝土的质量也成了隧道施工中的重点控制部位。
一、喷射混凝土原材料控制
(1) 拌和用水:工程中多以饮用水作为拌和用水,而pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量(SO4,一)超过水量1%的水,含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质的水均不得使用。
(2) 水泥:为保证喷射混凝土的凝固时间及与速凝剂的相溶性,所用水泥应具有强度高、抗渗性和耐久性好,应优先选用42.5以上的普通硅酸盐水泥,其次选用矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。在地质条件复杂的 HYPERLINK "http://www.863p.com/transportation/transportbridge/Index.html" 隧道中应采用早强水泥,使用前应做强度鉴定实验,水泥存放时严禁受潮和结块,也不得把不同规格、不同厂家的水泥混合使用。
(3) 粗骨料:混凝土的强度除了取决于骨料的强度外,还取决于水泥浆与骨料的粘结强度,同时骨料的表面越粗糙界面粘结强度越高,因此用碎石比用卵石好。且粒径不大于15mm。
(4)细骨料:为了保证喷射混凝土强度和减少施工作业时的粉尘,细骨料应选用硬质洁净的中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5,含水率一般为5%-7%。
(5) 外加剂:为了降低用水量、降低回弹率和粉尘率,使喷射混凝土早凝早强,必须使用外加剂。应采用符合质量要求并对人体危害性很小的速凝剂,掺加速凝剂之前,应做速凝剂与水的相溶性实验及水泥净浆速凝效果实验,注意速凝剂效果试验,初凝时间不应大于5 min,终凝时间不应大于10 min,保持速凝剂干燥勿受潮变质,在喷射混凝土中添加速凝剂的目的是使喷射混凝土满足设计要求,促进早强。一般速凝剂最佳掺量约为水泥重量的2%一4%,实际使用时拱部可利用2%-4%,边墙可用2%,过多的掺量对喷射混凝土反而不利,这是因为速凝剂虽然加速了喷射混凝土的凝结速度,但也阻止了水在水泥中的均匀扩散,使部分水包裹在凝结的水泥中,硬化后形成气孔,另一部分水泥因而得不到充足的水分进行水化反应而干缩,从而产生裂纹。另外速凝剂掺人应均匀。
二、喷射混凝土施工工艺控制
1、喷射前,应将岩面用高压风或高压水清洗干净,并将表面软弱破碎岩石清扫干净。
2、在未上混凝土拌和料之前,先开高压风与高压水喷出的水应呈雾状,待喷射机运转正常后方可开始投料喷射。
3、严格按设计掺量掺加速凝剂,并添加均匀,喷射时水灰比控制在0.4-0.5,使喷射混凝土表面光滑。
4、为保证喷射混凝土质量、减少回弹、降低粉尘,喷射应分段、分部、分块进行,分段长不超过6m宜先下后上,分块大小2m×2m左右并严格按先墙后拱;先下后上的顺序进行以减少喷射混凝土滑动或脱落现象以生。
5、掌握好喷嘴与受喷面的距离,喷嘴至岩面距离1.1m时最佳,局部有限制时可控制在0.8m-1.2m之间,过小过大都会造成回弹量增加。
6、喷嘴应与受喷面尽量垂直,对岩面凹陷处应先喷多喷。应根据实际情况调节好风压水压,过大风压会造成喷射速度太快增加回弹量,风小会使喷射力减弱造成混凝土不密实。
7、喷射应分层进行一般分为2-3层。一次喷射太厚,混凝土会在自重作用下产生裂纹引起大片坍落,一次喷射太薄大部分骨料会回弹,使受喷面上仅留下一层砂浆,影响工程质量。一般情况下喷层厚度宜控制在5-8cm。
8、钢拱架与围岩之间的空隙必须用喷射混凝土充填密实,喷射混凝土应覆盖钢拱