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摘要:详细介绍了在金温铁路扩能改造工程汤村隧道工程初期支护中的湿喷技术, 分别对施工机具、配合比、施工工艺进行了阐述, 并提出了施工中应注意事项, 以期促进湿喷砼工艺的推广应用。
关键词: 汤村隧道;湿喷;喷射流程
Pick to: this paper introduces in revamping/expansion of jinwen railway engineering soup village tunnel primary support engineering of the wet shotcrete technology, respectively for construction tools, mixture ratio, construction technology, and proposes the matters should be paid attention to in the construction, in order to promote the application of wet spraying concrete technology.
Key words: soup village tunnel; Wet spray; The injection process
中图分类号: TU377.9 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
0引言
目前,在隧道施工中,湿喷已成为主流方式。
现就汤村隧道的湿喷技术应用的经验与大家分享。
1工程概述
金温铁路扩能改造工程汤村隧道是金温线的重点控制工程之一,全长9645m,地质条件复杂。隧道洞身范围岩体主要是火山喷溢岩,岩质较坚硬,岩体较完整;根据设计资料显示,隧道埋深最浅处仅24m,最大埋深为440m。
本工程隧道采用新奥法施工。喷射砼强度等级为C25,喷射砼厚度为5-28cm不等。
本工程将干喷工艺和湿喷工艺进行比较,决定采用湿喷工艺。
2湿喷机具的选择
1)工作台架:根据隧道断面,现场加工制作工作台架。考虑人体身高设置两侧平台高差,设置台架长度为7.2m。
2)上料平台:喷射机料斗高度1m,设置高度为1.2m的上料平台。主要是考虑砼运输车和湿喷机高度确定平台高度。
3)砼喷射机:TK600A型湿喷机,2台,生产能力为6m³/h。
喷射机是实现喷射砼工艺全过程的主要设备。
4)空气压缩机:20m³/min,供风风压为0.7MPa。
5)砼运输车:9m³/辆,2辆。6)装载机:1辆。
3喷射砼的配合比设计
1)设计要求
使用部位:隧道初期支护C25;
设计指标:C25;
使用环境等级:碳化环境 T2;
2)试验指标
抗压强度1d、28d、碱含量计算
3)设计参数
根据《高速铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》和设计施工图要求,设计参数选择如下:
胶骨比选1:3.4,水胶比选0.45,砂率选0.50,胶凝材料用量选450kg/m3,减水剂掺量选胶凝材料用量的0.5%,速凝剂掺量选胶凝材料用量的5%,设计坍落度:80~130mm。
4)最终确定喷射砼每方材料用量 :
4湿喷砼的施工技术
4.1准备工作
1)喷射前对受喷岩面进行处理
岩面处理需根据围岩级别、破碎程度、渗水量等方面进行考虑。喷射砼前,宜先喷一层水泥砂浆,待终凝后再喷射砼。
2)控制喷射砼厚度
设置控制喷射砼厚度的标志,一般采用埋设钢筋头做标志。
3)检查机具设备和风水电管路
4)若遇受喷面有涌水、渗水或潮湿的岩面,喷射前应按不同情况进行處理:
① 大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射砼。
② 小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷射砼。
③ 大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的砼,如添加外加剂、掺合料以改善砼的性能。
4.2湿喷砼施工流程
喷射操作程序应为:打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加砼。
1)喷射顺序
喷射砼作业采用分段、分片、分层依次进行,喷射顺序应自下而上,分段长度不宜大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平,再自下而上顺序分层、往复喷射。
① 喷射砼分段施工时,上次喷砼应预留斜面,斜面宽度为200~300mm,斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射砼。
② 分片喷射要自下而上进行。喷射砼应从墙脚开始向上喷射。
③ 分层喷射时,后一层喷射应在前一层砼终凝后进行。一次喷砼的厚度以喷砼不滑移不坠落为度。边墙一次喷射砼厚度控制在7~10cm,拱部控制在5~6cm,并保持喷层厚度均匀。
2)喷射速度控制
喷射速度要适当,以利于砼的压实。在开机后要注意观察风压,起始风压达到0.5MPa后,才能开始操作,并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压:边墙0.2~0.5MPa,拱部0.4~0.5MPa。
3)喷射距离与角度
喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离,喷射角度尽可能接近90°。喷嘴与受喷面间距宜为1.5~2.0m;喷嘴自下而上应连续、缓慢作横向环行螺旋式移动,一圈压半圈,喷射手所喷的环形圈,横向40~60cm,高15~20cm;若受喷面被钢架、钢筋网覆盖,可将喷嘴稍加偏斜,但不宜小于70°。待喷射完毕后,关掉振动→计量泵→主电机停止按钮→关掉主风。
4)养护
喷射砼终凝1-2小时后,应进行洒水养护,保持喷射面湿润,养护时间不少于7d。当气温低于+5℃时,不得洒水养护。
喷射砼工艺流程如下图:
喷射砼工艺流程图
4.3湿喷砼施工注意事项
1)喷射砼原材料检验合格后才能使用,速凝剂应妥善保管,防止潮变。严格控制拌合物的水灰比,检查速凝剂注入的工作状况。喷射砼的坍落度宜控制在80~130mm。拱顶喷射时,喷嘴垂直于受喷面,左右扫喷,然后分段将受喷面喷射完成。喷射过程中应及时检查砼的回弹率和实际配合比。喷射砼的回弹率:侧壁不应大于15%,拱部不应大于25%。
2)喷射砼拌合物的停放时间不得大于30min。
3)在隧道开挖后及时进行施作,喷射砼严禁选用具有潜在碱活性骨料。
4)喷射前应仔细检查喷射面,如有松动石块应及时处理。喷射机应布置在安全地带,并尽量靠近喷射部位,便于随时调整工作风压。
5)喷射完成后应检查喷射砼与岩面粘结情况,可用锤敲击检查。同时测量其平整度和断面,并将此断面与开挖断面对比,确认喷射砼厚度是否满足设计和规范要求。当有空鼓、脱壳时,应及时凿除,冲洗干净进行重喷。
6)在喷射侧壁下部时,需将上半断面喷射时的回弹物清理干净,防止将回弹物卷入下部喷层中形成“蜂窝”而降低支护强度。
7)经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头,发现问题及时处理。管路堵塞时,必须先关闭主机,然后才能进行处理。
8)喷射砼冬期施工时,洞口喷射砼的作业场合应有防冻保暖措施;作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于+5℃。
9)喷射砼时,所有操作工人必须带安全帽、防尘口罩、防尘工作服、雨靴、橡胶手套。
5湿喷砼的质量检查
喷射砼1d强度采用无底试模检测其一天强度,28天强度则采用喷大板切割法检测其28d抗压强度。
在对喷射砼实体强度有怀疑时,可在喷射砼地点采用凿方切割法或钻芯取样法随机抽取制作试件进行抗压强度试验。
6湿喷砼技术研究成果
在汤村隧道湿喷施工中,湿喷技术完全能够保证喷射支护的质量,但实际施工中还存在些不足。
1)湿喷完成后跟踪检查,未发现表面裂纹的产生。但喷射面有较多的麻点,原因是湿式喷射的工作风压大、料束速度高造成的,麻面较多处砼的有效厚度不足,可以选择在砼表面喷射一层1~3cm的水泥砂浆。一次喷射厚度根据现场实际情况反映。
2)砼表面潮湿无明显的水迹,通过凿孔调查,发现一次喷射厚度达到6~8cm时防水效果较好。
3)桶装速凝剂长期放置导致沉淀,施工时未将速凝剂搅拌均匀,现场施工依然按原配合比施工,导致砼凝固时间变长,拱部砼不能及时凝固。砼配比计量的准确性是湿喷质量的关键,现场施工中应加强质检和监督力度,确保喷射支护结构的质量。
7结束语
湿喷技术已在汤村隧道中全面开展,并取得较好的效果,湿喷砼施工时粉尘少、强度高,其粘稠性较好,回弹率低,一次喷射厚度高,也降低了劳动强度,值得在施工中推广应用。
参考文献:
[1]《浅谈湿喷混凝土工艺》杨华.韦柳春.
[2]《交通科技与经济》2006 年第2 期.
[3] 铁路隧道新奥法指南[M] . 北京: 中国铁道出版社,
1998.
[4] 刘根元.湿喷技术在隧道施工中的应用[J]. 企业技
术开发(学术版),2006,25(5).
[5] 孙君.浅谈新奥法在两头乌隧道进洞施工中的应
[J] .山西建筑, 2009, 35(10) : 317-318.
作者简介:李征(1981-),男,工程师,2004年毕业于安徽建筑工业学院工程管理专业。
关键词: 汤村隧道;湿喷;喷射流程
Pick to: this paper introduces in revamping/expansion of jinwen railway engineering soup village tunnel primary support engineering of the wet shotcrete technology, respectively for construction tools, mixture ratio, construction technology, and proposes the matters should be paid attention to in the construction, in order to promote the application of wet spraying concrete technology.
Key words: soup village tunnel; Wet spray; The injection process
中图分类号: TU377.9 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
0引言
目前,在隧道施工中,湿喷已成为主流方式。
现就汤村隧道的湿喷技术应用的经验与大家分享。
1工程概述
金温铁路扩能改造工程汤村隧道是金温线的重点控制工程之一,全长9645m,地质条件复杂。隧道洞身范围岩体主要是火山喷溢岩,岩质较坚硬,岩体较完整;根据设计资料显示,隧道埋深最浅处仅24m,最大埋深为440m。
本工程隧道采用新奥法施工。喷射砼强度等级为C25,喷射砼厚度为5-28cm不等。
本工程将干喷工艺和湿喷工艺进行比较,决定采用湿喷工艺。
2湿喷机具的选择
1)工作台架:根据隧道断面,现场加工制作工作台架。考虑人体身高设置两侧平台高差,设置台架长度为7.2m。
2)上料平台:喷射机料斗高度1m,设置高度为1.2m的上料平台。主要是考虑砼运输车和湿喷机高度确定平台高度。
3)砼喷射机:TK600A型湿喷机,2台,生产能力为6m³/h。
喷射机是实现喷射砼工艺全过程的主要设备。
4)空气压缩机:20m³/min,供风风压为0.7MPa。
5)砼运输车:9m³/辆,2辆。6)装载机:1辆。
3喷射砼的配合比设计
1)设计要求
使用部位:隧道初期支护C25;
设计指标:C25;
使用环境等级:碳化环境 T2;
2)试验指标
抗压强度1d、28d、碱含量计算
3)设计参数
根据《高速铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》和设计施工图要求,设计参数选择如下:
胶骨比选1:3.4,水胶比选0.45,砂率选0.50,胶凝材料用量选450kg/m3,减水剂掺量选胶凝材料用量的0.5%,速凝剂掺量选胶凝材料用量的5%,设计坍落度:80~130mm。
4)最终确定喷射砼每方材料用量 :
4湿喷砼的施工技术
4.1准备工作
1)喷射前对受喷岩面进行处理
岩面处理需根据围岩级别、破碎程度、渗水量等方面进行考虑。喷射砼前,宜先喷一层水泥砂浆,待终凝后再喷射砼。
2)控制喷射砼厚度
设置控制喷射砼厚度的标志,一般采用埋设钢筋头做标志。
3)检查机具设备和风水电管路
4)若遇受喷面有涌水、渗水或潮湿的岩面,喷射前应按不同情况进行處理:
① 大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射砼。
② 小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷射砼。
③ 大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的砼,如添加外加剂、掺合料以改善砼的性能。
4.2湿喷砼施工流程
喷射操作程序应为:打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加砼。
1)喷射顺序
喷射砼作业采用分段、分片、分层依次进行,喷射顺序应自下而上,分段长度不宜大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平,再自下而上顺序分层、往复喷射。
① 喷射砼分段施工时,上次喷砼应预留斜面,斜面宽度为200~300mm,斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射砼。
② 分片喷射要自下而上进行。喷射砼应从墙脚开始向上喷射。
③ 分层喷射时,后一层喷射应在前一层砼终凝后进行。一次喷砼的厚度以喷砼不滑移不坠落为度。边墙一次喷射砼厚度控制在7~10cm,拱部控制在5~6cm,并保持喷层厚度均匀。
2)喷射速度控制
喷射速度要适当,以利于砼的压实。在开机后要注意观察风压,起始风压达到0.5MPa后,才能开始操作,并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压:边墙0.2~0.5MPa,拱部0.4~0.5MPa。
3)喷射距离与角度
喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离,喷射角度尽可能接近90°。喷嘴与受喷面间距宜为1.5~2.0m;喷嘴自下而上应连续、缓慢作横向环行螺旋式移动,一圈压半圈,喷射手所喷的环形圈,横向40~60cm,高15~20cm;若受喷面被钢架、钢筋网覆盖,可将喷嘴稍加偏斜,但不宜小于70°。待喷射完毕后,关掉振动→计量泵→主电机停止按钮→关掉主风。
4)养护
喷射砼终凝1-2小时后,应进行洒水养护,保持喷射面湿润,养护时间不少于7d。当气温低于+5℃时,不得洒水养护。
喷射砼工艺流程如下图:
喷射砼工艺流程图
4.3湿喷砼施工注意事项
1)喷射砼原材料检验合格后才能使用,速凝剂应妥善保管,防止潮变。严格控制拌合物的水灰比,检查速凝剂注入的工作状况。喷射砼的坍落度宜控制在80~130mm。拱顶喷射时,喷嘴垂直于受喷面,左右扫喷,然后分段将受喷面喷射完成。喷射过程中应及时检查砼的回弹率和实际配合比。喷射砼的回弹率:侧壁不应大于15%,拱部不应大于25%。
2)喷射砼拌合物的停放时间不得大于30min。
3)在隧道开挖后及时进行施作,喷射砼严禁选用具有潜在碱活性骨料。
4)喷射前应仔细检查喷射面,如有松动石块应及时处理。喷射机应布置在安全地带,并尽量靠近喷射部位,便于随时调整工作风压。
5)喷射完成后应检查喷射砼与岩面粘结情况,可用锤敲击检查。同时测量其平整度和断面,并将此断面与开挖断面对比,确认喷射砼厚度是否满足设计和规范要求。当有空鼓、脱壳时,应及时凿除,冲洗干净进行重喷。
6)在喷射侧壁下部时,需将上半断面喷射时的回弹物清理干净,防止将回弹物卷入下部喷层中形成“蜂窝”而降低支护强度。
7)经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头,发现问题及时处理。管路堵塞时,必须先关闭主机,然后才能进行处理。
8)喷射砼冬期施工时,洞口喷射砼的作业场合应有防冻保暖措施;作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于+5℃。
9)喷射砼时,所有操作工人必须带安全帽、防尘口罩、防尘工作服、雨靴、橡胶手套。
5湿喷砼的质量检查
喷射砼1d强度采用无底试模检测其一天强度,28天强度则采用喷大板切割法检测其28d抗压强度。
在对喷射砼实体强度有怀疑时,可在喷射砼地点采用凿方切割法或钻芯取样法随机抽取制作试件进行抗压强度试验。
6湿喷砼技术研究成果
在汤村隧道湿喷施工中,湿喷技术完全能够保证喷射支护的质量,但实际施工中还存在些不足。
1)湿喷完成后跟踪检查,未发现表面裂纹的产生。但喷射面有较多的麻点,原因是湿式喷射的工作风压大、料束速度高造成的,麻面较多处砼的有效厚度不足,可以选择在砼表面喷射一层1~3cm的水泥砂浆。一次喷射厚度根据现场实际情况反映。
2)砼表面潮湿无明显的水迹,通过凿孔调查,发现一次喷射厚度达到6~8cm时防水效果较好。
3)桶装速凝剂长期放置导致沉淀,施工时未将速凝剂搅拌均匀,现场施工依然按原配合比施工,导致砼凝固时间变长,拱部砼不能及时凝固。砼配比计量的准确性是湿喷质量的关键,现场施工中应加强质检和监督力度,确保喷射支护结构的质量。
7结束语
湿喷技术已在汤村隧道中全面开展,并取得较好的效果,湿喷砼施工时粉尘少、强度高,其粘稠性较好,回弹率低,一次喷射厚度高,也降低了劳动强度,值得在施工中推广应用。
参考文献:
[1]《浅谈湿喷混凝土工艺》杨华.韦柳春.
[2]《交通科技与经济》2006 年第2 期.
[3] 铁路隧道新奥法指南[M] . 北京: 中国铁道出版社,
1998.
[4] 刘根元.湿喷技术在隧道施工中的应用[J]. 企业技
术开发(学术版),2006,25(5).
[5] 孙君.浅谈新奥法在两头乌隧道进洞施工中的应
[J] .山西建筑, 2009, 35(10) : 317-318.
作者简介:李征(1981-),男,工程师,2004年毕业于安徽建筑工业学院工程管理专业。