隧道工程湿喷混凝土技术版

1、对喷射混凝土支护作用的认识2、支护技术发展趋势与湿喷技术内涵3、稀薄流湿喷机关键技术4、湿喷技术工艺特征5、湿喷综合成本分析6、喷射混凝土应用范围与发展趋势目录

1、对喷射混凝土支护作用的认识NATM的技术基础新奥地利隧道修建方法（简称新奥法）遵循这样一个原理，即主动地使隧道围岩（岩土体）成为环状承载“结构”的一部分。软岩隧道控制变形，形成承载环1、对喷射混凝土支护作用的认识硬岩隧道—关键块体稳定镶嵌咬合1、对喷射混凝土支护作用的认识喷射混凝土发挥特殊作用的三个条件与围岩密贴(黏结强度)及时性(控制围岩松弛与变形)一定厚度(结构作用)喷射混凝土力学性能特征基准强度早期强度(3h,8h,1d)(控制围岩松弛与变形)黏结强度(抗剪、抗拉）（共同变形）1、对喷射混凝土支护作用的认识

喷混凝土支护，在地下工程中占据十分重要的位置，这是大家公认的。它不仅是初期支护的主要构件，也逐渐成为永久支护的重要构件。许多国家都把提高喷混凝土的性能、技术放在十分重要的位置。日本土木学会2005年公布的“隧道喷混凝土指南”、挪威隧道学会的1999年的“喷混凝土岩石支护”、欧洲共同体的有关喷混凝土性能的规定以及我国国标GB50086-2001等，都说明了这个问题的重要性。2、支护技术发展趋势与湿喷技术的内涵2.1支护技术发展趋势复合衬砌成为主流单层衬砌将得到发展喷射混凝土设计基准强度将提高<与二衬混凝土同标号>环保要求将越来越严《2020中国的工程技术》常规混凝土由C20-C30提高到C40-C60高强混凝土由C50-C80提高到C60-C100发展纤维混凝土和高性能混凝土重视混凝土耐久性指标超级减水剂水灰比<0.4干喷粉状速凝剂强碱硅粉干喷液体速凝剂碱性湿喷高性能湿喷低掺量液态速凝剂钢纤维无碱速凝剂硅粉浆液钢纤维增强水灰比<0.43机械手70’sLate80’s80/90’s90’s95200080’s喷混凝土技术的发展品质环境劳保生产率机械化2.2、喷射混凝土技术的发展湿喷是趋势ITA1996年统计资料日本2002年统计干喷2.4%湿喷97.6%喷混凝土岩石支护技术规范1999前言：“在1993年版2.2节中关于干喷设备条文本规范已删除，因为在挪威干喷已很少采用。”2.2、喷射混凝土技术的发展2.2、喷射混凝土技术的发展喷射混凝土技术发展的推动因素推动因素主要影响因素指标与要求质量控制要求水灰比按配合比设计准确控制速凝剂按设计准确控制，并向无碱速凝剂发展回弹回弹影响附着配合比，要求≤20%环境控制粉尘与作业环境国标要求≤10mg/m3安全要求喷射混凝土质量安全要求越来越高，正逐步体现以人为本的安全理念回弹控制成本与质量材料消耗与附着配合比混凝土技术发展技术标准不断提高国外喷射混凝土标准已C30以上高性能混凝土技术的发展主要控制指标是耐久性复合混凝土材料需要解决合成纤维的飘逸问题和外加剂均匀混合技术衬砌结构发展复合衬砌喷射混凝土是永久衬砌结构的重要组成部分单层衬砌要严格进行品质管理与控制，耐久性要求隧道施工技术发展支护作业机械化隧道施工机械化程度越来越高，施工进度与劳动强度施工进度与工期要求建设周期越来越短社会经济发展环境保护立法以人为本，科学发展观与构建和谐社会的要求2.3、湿喷技术的内涵从根本上解决粉尘问题-矽肺病可建立质量保证体系,对喷层质量实施有效控制平均强度、匀质性、密实性（抗渗与耐久）、黏结强度（对水灰比、配合比、速凝剂的控制）充分享受混凝土技术发展成果，发展复合材料技术发展高性能喷射混凝土技术（工艺基础）发展绿色喷射混凝土技术发展单层衬砌技术实现隧道快速作业、喷射混凝土施工机械化、混凝土制备商品化的工艺基础湿喷并不只是一种工艺的选择，也并不只是单纯追求粉尘和回弹的降低，而是一种新的喷射混凝土技术体系

这是岩锋企业使命的思想基础环境与与劳动动保护护粉尘与与矽肺肺病干喷:水泥以以游离离态颗颗粒形形式存存在,在搅拌拌、运运输、、上料料以及机机旁(结合面面、余气口口)、喷嘴嘴处产产生大大量粉粉尘湿喷:水泥以以浆体体形式式存在在,除喷嘴嘴处在在水雾雾中有有少量量水泥颗颗粒外外,基本无无粉尘尘水泥主主要成成分是是:SiO2对人体体非常常有害害提倡科科学发发展观观,构建活活谐社社会,人人有有责,从我做做起!体现““以人人为本本”的的现代代人文文关怀怀精神神2.3、湿喷技术的内涵-粉尘品质管管理与与质量量控制制混凝土土质量量指标标:平均强强度.匀质性性[离散性性、标准差差].密实度度[抗渗性性]水灰比比<决定强强度的的关键键因素素>速凝剂剂射流密密实过过程速凝剂剂添加加--干喷:喷射手人工(阀门)—变量(喷射管料流)—不可控湿喷:设备(搅拌机)自动—定量(搅拌量)—完全可控可以建立质量控制体系水灰比--干喷:粉状,粗放计量(人工抛洒),混合不匀湿喷:液态,计量泵准确计量,喷嘴射流混合水灰比不但关系着混凝土强度,也关系着混凝土密实性和耐久性,是混凝土品质的决定性参数2.3、湿喷技术的内涵-质量控制体系2.3、湿喷技术的内涵-质量控制体系水灰比比与水水泥石石结构构化学结结合水水：0.227化学结结合水水＋凝凝胶水水：0.38常规条条件下下满足足工作作度：：０.44图3-24硬化水泥浆体渗透性与水灰比的关系（93%水化度）硬化水水泥浆浆体（（93%水化度度）的的渗透透性—水灰比比关系系存在在临界界区域域2.3、湿喷技术的内涵-质量控制体系保证喷喷射混混凝土土匀质质性匀质性性指标标是混混凝土土从小小生产产方式式向工工业化化大生生产转转变的的象征征；是是普通通混凝凝土技技术向向高性性能混混凝土土发展展的关关键。。2.3、湿喷技术的内涵-匀质性保证率率与平均强强度干喷-混凝土土强度度波动动欧洲规规范（（EFNARC）7.3“对于干干喷工工艺难难于预预设水水灰比比。实实际水水灰比比一般般在0.35~0.5的范围围内波波动。。”经估算算，相相应强强度波波动可可达15MPa以上2.3、湿喷技术的内涵-匀质性2.3、湿喷技术的内涵-匀质性干喷:平均强强度:14.6MPa标准差差3.43MPa变异系系数23.5%控制水水平:及格湿喷:平均强强度:24.1MPa标准差差2.17MPa变异系系数9%控制水水平:优实例一一实例二二(样本数数量20组)工艺干（潮）喷工艺湿喷工艺配合比439:966:790:202:4.39460:930:761:221:4.14混凝土性能指标密实度（容重）(kg/m3)抗压强度(MPa)密实度（容重）(kg/m3)抗压强度(MPa)数据225920.7237032.7标准差

7.043.95离散性

34%

12%控制水平差优2.3、湿喷技术的内涵-匀质性实例三小湾右岸坝肩槽边坡支护喷射混凝土统计分析表项目试件组数龄期(天)平均值最大值最小值标准差备注抗压强度1502828.638.020.14.385优粘结强度6281.711.841.61/优抗渗性能228＞W6/＞W6/

2.3、湿喷技术的内涵-匀质性提高密密实度度与喷层层整体体性2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性湿喷:1、射流流速度度更高高,有利于于提高高密实实度2、水泥泥浆体体对砂砂石骨骨料的的包裹裹效应应和浆浆体填填充效效应3、充分分与均均匀的的水化化作用用消除除了分分层的的风险险密实性性是耐耐久性性的关关键抗渗试试验喷射混混凝土土抗渗渗等级级达到到S18容重—湿喷:2370Kg/m3干喷:2259大板试试件取取芯将园柱柱试件件加工成园园堆试试件抗渗试试验2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性体现密密实性性的两两大指指标:容重与与抗渗渗标号号抗渗试试件剖剖面2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性掺加硅硅粉与与粉煤煤灰后后达到S401.3MPa压力48h渗水高高度2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性干喷试试件(宏观缺缺陷)骨料水可见泌泌水内泌水2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性-水囊(水幕层)射流密密实与与振捣捣密实实区别别:有利于于改善界面面过渡渡层结结构,不容易易形成成水囊囊充分应应用混混凝土土技术术发展展成果果,发展复复合材材料技技术高效减减水剂剂矿物添添加料料(胶结料料)纤维(合成纤纤维、、钢纤纤维)高效减减水剂剂与矿矿物掺掺合料料的应应用，，使新新拌混混凝土土可以以在远低于于水泥泥能充充分水水化的的水灰灰比（（水胶胶比））条件件下配配制，，并能借借助普普通的的施工工设施施浇注注和成成型密密实。。2.3、湿喷技术的内涵-发展复合材料技术纤维种类聚丙烯腈聚丙烯聚酰胺直径mm1318~6523长度mm6~254~1919含量kg/m30.5~1.00.90.928天收缩率降低%11~141012收缩裂纹减少%58~735557抗渗提高%44~5629~4330~41冲击耗能提高%42~62（1.0~2.0）70（1.0~2.0）80（1.0~2.0）体积率率0.05~0.3%湿喷拌和合合时间间延长长40~60s降低回回弹控制和和减少少裂纹纹韧性不不如纲纲纤维维合成纤维2.3、湿喷技术的内涵-发展复合材料技术矿物物外外掺掺料料的的应应用用是是混混凝凝土土进进入入高高科科技技时时代代的的重重要要标标志志2.3、湿喷技术的内涵-发展复合材料技术发展展高高性性能能喷喷射射混混凝凝土土高性性能能混混凝凝土土为为一一种种新新型型高高技技术术混混凝凝土土，，是是在在大大幅幅度度提提高高普普通通混混凝凝土土性性能能的的基基础础上上采采用用现现代代混混凝凝土土技技术术制制作作的的混混凝凝土土，，是是以以耐久久性性作为为设设计计的的主主要要指指标标，，针针对对不不同同用用途途的的要要求求，，对对下下列列性性能能有有重重点点的的加加以以保保证证：：耐耐久久性性、、施施工工性性、、适适用用性性、、强强度度、、体体积积稳稳定定性性和和经经济济性性。。吴吴中中伟伟高性性能能喷喷射射混混凝凝土土是是单单层层衬衬砌