湿喷技术在半坡隧道锚喷衬砌施工中的应用

PAGE1PAGE1湿喷技术在半坡隧道锚喷衬砌施工中的应用

摘要：本文介绍绍了湿喷技术术在阳涉铁路路二期工程半半坡隧道的具具体应用，并并根据湿喷技技术在半坡隧隧道的具体应应用情况总结结出湿喷技术术的施工方法法和施工措施施。关键词：隧道湿湿喷技术施工工实践

1前言目前我国大部分分隧道新奥法法施工的初期期支护广泛普普通的干式喷喷射混凝土施施工工艺，施施工工艺简单单，设备简陋陋，存在粉尘尘污染严重、混混凝土强度低低、回弹量大大的三大技术术难题长期困困扰着人们。湿喷混凝土作为为隧道初期支支护，乃至永永久支护的结结构，在国外外已广泛采用用。我单位在在秦岭隧道（18.5kkm）和长梁山山隧道（12.7kkm）施工中，对对湿喷混凝土土施工工艺及及相关技术进进行了研究和和应用，获得得可靠的数据据和参数，并并在几条铁路路和公路隧道道施工中推广广使用，取得得了较好的效效果和经济效效益。阳涉铁路二期工工程半坡1#、2#隧道按复合合式衬砌（洞洞口段）和锚锚喷衬砌设计计，其中锚喷喷衬砌设计为为8cm厚喷混凝土土，占隧道长长度的70%以上，是该该隧道永久支支护之一。隧隧道洞顶地质质状况为石英英岩夹砂岩夹夹薄层页岩：：肉红色为主主，夹有紫红红色条带，岩岩质坚硬，性性脆，硅质胶胶结为主，铁铁质胶接次之之，中细粒结结构中至原层层状，斜交层层及波痕发育育，分化颇重重；节理发育育，间距0..1～0.5m密闭闭型为主，局局部为新开，宽宽1～5mm，部分分内部由土充充填，节理延延续性好，锤锤击易沿结理理面，层理面面开裂，砂岩岩中夹有层厚厚0.1～0.2m厚的的砂质页岩。上述地质因素引起了我们高度重视，喷射砼质量好坏及生产效率高低是直接影响半坡隧道工程进度、安全质量和经济效益的重要因素之一，施工除采取加强系统锚杆施做外，喷射混凝土选用湿喷混凝土工艺，并建立湿喷混凝土工艺线，保证了锚喷衬砌的施工质量。湿喷施工工艺2.1湿喷工艺艺流程将满足要求的水水泥、砂、骨骨料、水、减减水剂按配合合比（根据混混凝土和易性性（坍落度8～15cm）和混凝土土强度条件进进行试验确定定）加入搅拌拌机进行搅拌拌，搅拌好的的成品混凝土土用运输设备备运至喷射现现场，并投入入湿喷机料斗斗，然后按照照湿喷机操作作规程序开机机（以TK—961型湿喷机开开机过程为例例，见下图），以高压风作载体，把混凝土通过输送管路，以“稀薄流”形式送到喷咀，与已雾化的液态速凝剂混合后喷到受喷面上，并迅速凝固形成混凝土结构。湿喷工艺流程框框图第一次上料（砂砂、石、水泥泥）拌合机运输混泥土安设调试喷射机机及管路第二次上料过筛、滤出超粒粒径石子空压机

用风加压0.3～0.665Mpa湿式砼喷射机受喷面

喷嘴

速凝剂泵速凝剂注：喷嘴到受喷喷面的距离为为0.8～1.5m2.1.1

湿喷工艺流流程要点⑴满足要求的混混凝土拌和物物－－和易性性好、坍落度度8～12cm；⑵满足要求的速速凝剂材料；；⑶按规程操作和和保养湿喷机机；⑷系统风压≥00.5MPaa，风量≥10m3/min，工作风压压风量优化控控制；⑸喷嘴（距离、角角度）优化控控制。2.1.2

湿喷机操作作过程框图

添加速凝剂

设定动压力

接风水管路

接喷管、速凝剂剂、吸水管

检查转子、振动动器、计量泵泵埋顺砼管子检查电压加入半料斗砂浆浆将砂浆转入转子子腔和气料混混合物

开速凝剂辅助风风

缓慢打开主风阀阀启动速凝剂计量量泵启动主电机启动振动器在料斗中加入砼砼

TK—961型型湿喷机开机机过程湿喷机喷射作业业技术要点⑴严格按以下顺顺序操作，打打开速凝剂辅辅助风→缓慢打开主主风阀送风→启动速凝剂剂计量泵的主主电机振动器器→向料斗加料料；⑵开机后注意观观察风压，起起始风压大于于或等于0.5Mppa才能开机操操作，并据喷喷头出料情况况调整风压，边边墙工作风压压应控制在0.3～0.5Mppa之间,拱部控制在0.4～0.65MMpa之间；⑶供料应连续均均匀，料斗内内应有足够的的存料并及时时清除粒径大大于15mm振动筛上的的粗集料；⑷喷头与受喷面面尽量垂直，保保持0.8～2m的距离，对对挂有钢筋网网的受喷面，喷喷头略倾斜，距距离相对减少少；⑸喷头应均匀地地按螺旋轨迹迹，分区段，一一般不超过6m，自上而下下，一圈压半半圈，缓慢移移动，每圈直直径15～20cm。若受喷面面不平，应先先喷凹坑找平平；⑹停机严格按以以下顺序操作作：关主电机、振动动电机，关速速凝剂计量泵泵，关主风阀阀，用水清洗洗速凝剂管路路，通知喷射射手将喷嘴从从受喷面移开开，依次打开开主风阀、计计量泵电机、主主电机，清洗洗气料混合仓仓和砼管路，然然后关闭主风风阀、计量泵泵、速凝剂辅辅助风。3湿喷混凝凝土配合比的的确定及喷料料选用3.1原材材料的选用：：⑴水泥：采用用525或425普通硅酸盐盐水泥，每立立方米混凝土土水泥用量450kg。⑵砂：以中砂砂为宜。⑶碎石：最大大粒径在15mm以下。⑷减水剂：要要求喷混凝土土的坍落度较较大，容易使使喷混凝土固固后产生“干裂”现象，导致致支护能力的的下降。在拌拌混凝土时加加入高效减水水剂（用后掺掺法），在同同样坍落度时时减水率大于于12％，减水剂剂的掺量一般般为水泥重量量的0.4～0.6%。⑸速凝剂：速速凝剂的品质质好坏关系到到喷混凝土时时回弹量的大大小、初期强强度的增长幅幅度及后期强强度的损失。TK-9661湿喷机需要要采用液态速速凝剂（铝酸酸盐系列），初初凝时间1～4min，终终凝剂时间2～10min，根据据掺量的多少少（水泥重量量的3～5％）调整凝凝结时间。速速凝剂的后期期强度保存率率应大于90％。该类产产品一般有强强碱性，使用用时应注意防防护。3.2配合比比的确定喷混凝土配合比比的确定应满满足以下要求求：⑴喷层的强度度达到要求值值，特别是初初期强度要高高。⑵粘附性较好好，回弹量小小，喷层密实实。⑶粉尘少。⑷不易发生堵堵塞管道现象象。喷混凝土水泥：：砂：石=1：1.8～2.2：1.4～2，砂率为45～55％，水灰比比为0.4～0.5。4机具配备备序号名称型号台数说明1混凝土搅拌机JS350以上上1～2初、复喷同时作作业用2台2混凝土喷射机TK-9611～2初、复喷同时作作业用2台3机械手瑞典斯的代内脱脱1用于复喷4砼输送罐车GTB—Ⅱ2～3视搅拌机距工作作面的距离而而定5集料盘自制，容量1..5立方米16电动空压机12m3５人员配备备湿喷机司机需经经专门培训，持持证上岗，正正常情况下人人员配备如下下表：序号工作部位工作内容人数（人）1后仓供应砂22供碎石43供水泥14拌合砼（机械）15前仓操作湿喷机16喷射砼喷射手27进料28

合计136湿喷综合合效益分析通过长梁山隧道道和半坡隧道道施工实践表表明，湿喷具具有以下几个个方面的效益益：1.宏观综合效效益湿喷效益主要体体现在提高效效率、加快进进度、降低成成本、保证施施工安全等宏宏观综合效益益方面。采用用湿喷混凝土土，强化初期期支护后，可可在软弱围岩岩地层条件实实现全断面开开挖技术。2.经济效益：：⑴设备购置：每每台湿喷机较较干喷机贵10万元，若每每台按混凝土土计5000m3，则设备购购置费高出20元/m3。⑵材料消耗：根根据统计资料料，结合板、喷喷咀、钢衬板板、喷射管的的消耗摊入喷喷混凝土中计计成本34.1元/m3与干（潮）相相比基本持平平。湿喷使用的液态态速凝剂较干干（潮）喷高高约80元/m3。以上两项湿较干干（潮）喷高高出约100元/m3。⑶减少回弹量约约20％，若喷混混凝土单价按按600元/m3计，则可减减少损失120元/m3，同时因回回弹量的减少少缩短作业时时间，加快了了生产进度。由此可见湿喷仅仅降低回弹节节约材料一项项就可抵消设设备购置和液液态速凝剂材材料消耗所产产生的价差并并有盈余。3.社会效益：：隧道作业人员以以患矽肺病者者最多，给职职工造成终身身痛苦，也给给企业和社会会带来额外的的经济支出。而而隧道作业以以喷混凝土粉粉尘最多，危危害最大。湿湿喷粉尘小，在在咀旁的粉尘尘量仅是干（潮潮）喷粉尘量量的1/6，改善了了作业环境，大大幅度减少了了职业病的病病源。水灰比得到控制制，保证了初初期支护的强强度质量，提提高了洞内施施工的安全度度，这对软弱弱围岩的施工工更为重要。4.速度效益⑴回弹率的减少少，相当于又又间接地提高高了生产效率率，减少了隧隧道作业的循循环时间，为为隧道的快速速施工创造了了条件。⑵湿喷一次喷层层厚，可以减减少达到设计计喷层厚度的的次数，简化化工序从而提提高施工进度度。⑶湿喷机本身生生产率高，同同时湿喷机塑塑性混凝土为为紧方，而干干喷混凝土为为松方，两者者之间有15%以上的体积积差。5.质量和安全全效益湿喷混凝土强度度从水灰比、拌拌和及速凝剂剂添加等方面面都能按配合合比设计要求求进行计量，得得到了控制和和保证。而且且一次喷层厚厚度比干（潮潮）喷大幅度度提高，客观观上容易达到到设计要求喷喷层厚度。由由于从喷射混混凝土强度和和喷层厚度两两方面得到了了可靠保证，从从而提高了支支护质量，确确保了隧道施施工安全。7结束语⑴喷砼采用湿喷喷作业严格遵遵循工艺规程程操作，其产