隧道噴混凝土技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展(編輯修改稿)
2025-06-09 00:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ? 回彈意味著粗骨料的損失，而粉塵則意味著微細(xì)顆粒的損失。這兩者對附著的噴混凝土質(zhì)量，具有重要的影響。 ? 因此，噴射施工中，如何控制回彈和減少粉塵的發(fā)生是很重要的課題。也是確保噴混凝土質(zhì)量的重要課題。 ? 在質(zhì)量控制中，有的國家規(guī)定：回彈不能大于20％，粉塵濃度不能大于 5mg/m3，否則，就是不合格。 2022/5/29 關(guān)寶樹 22 噴射機(jī)械 ? 噴射機(jī)械的性能和能力是減少噴混凝土質(zhì)量離散性的重要保證。特別是，在大斷面隧道中，一次噴射混凝土的數(shù)量有所增加，同時(shí)為了縮短噴射時(shí)間，采用大容量，高性能的噴射機(jī)械，已是大勢所趨。因此許多國家都規(guī)定了噴射機(jī)的要求性能。如單位時(shí)間的噴射量等。有的更明確規(guī)定，噴射機(jī)的生產(chǎn)效率應(yīng)在 10m3/h以上。許多施工單位也都認(rèn)識到這一點(diǎn)，開始采用大容量的噴射機(jī)，是非常英明的決策。日本在大斷面隧道施工中，規(guī)定至少配備2臺 20m3/h的噴射機(jī)。 2022/5/29 關(guān)寶樹 23 噴射工藝 ? 大家知道，噴混凝土噴射工藝，基本上分為 2種。即：干噴和濕噴。 ? 在一般情況下，都建議采用濕噴，這是合適的。但有些情況，采用干噴更為有利。因此，國外的噴射機(jī)械都向著干噴、濕噴兩用方向發(fā)展。因此，在施工中，排斥干噴是不合適的。 ? 干噴混凝土的初期強(qiáng)度比濕噴混凝土發(fā)現(xiàn)快是一大優(yōu)點(diǎn)，要充分利用之。 2022/5/29 關(guān)寶樹 24 四、大斷面隧道的噴混凝土技術(shù) 在大斷面的條件下，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)需要加強(qiáng)。 加強(qiáng)的途徑有二。其一是 改變過去采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，如增加噴混凝土厚度，加密鋼支撐間距等； 這是我們目前采用的主要方法。另一個(gè)方法就是 改變材料的規(guī)格，例如高強(qiáng)度噴混凝土、高承載力錨桿等。 第 1種方法的后果，就是：加大了開挖斷面積，這也是在同樣凈空斷面積的條件下，我們的開挖斷面積比較大的原因之一。 第 2種方法，是其他國家采用的主要方法。結(jié)果不僅提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的效果，也縮短了作業(yè)的時(shí)間。 2022/5/29 關(guān)寶樹 25 日本第二東名高速公路隧道事例 凈空斷面積：約 150㎡ 開挖斷面積：最大 200㎡ 采用高強(qiáng)噴混凝土：比采用普通噴混凝土的厚度，減少 3％； 錨桿采用高強(qiáng)錨桿（設(shè)計(jì)承載力 28kN)，錨桿數(shù)量減少 30％； 采用高規(guī)格鋼支撐（ HH－ 154）； 二次襯砌采用高強(qiáng)噴混凝土，設(shè)計(jì)厚度減少 10cm 不設(shè)變形富余量。 2022/5/29 關(guān)寶樹 26 主要研究高強(qiáng)度噴混凝土和鋼纖維噴混凝土。 高強(qiáng)度噴混凝土要求的強(qiáng)度列于下表。 種類 要求強(qiáng)度（ MPa） 目標(biāo)強(qiáng)度 3小時(shí) 1天 28天 28天 高強(qiáng)度 2以上 10以上 36以上 50以上 一般強(qiáng)度 － 5以上 18以上 － 2022/5/29 關(guān)寶樹 27 高強(qiáng)度噴混凝土的標(biāo)準(zhǔn)配比列于下表 要求強(qiáng)度（ MPa） 塌落度（ cm） 粗骨料最大尺寸（ mm） 單位水泥用量（ kg） 單位速凝劑對水泥的用量（％） 見上表 18 10 450 10 2022/5/29 關(guān)寶樹 28 ? 在大斷面隧道中，為了縮短噴混凝土的作業(yè)時(shí)間和以最短時(shí)間噴射全周邊的混凝土，必須采用 多臺大容量的噴射機(jī)械 。 2022/5/29 關(guān)寶樹 29 2022/5/29 關(guān)寶樹 30 五、噴混凝土性能核查方法 ? 核查噴混凝土性能時(shí) ， 首先要設(shè)定噴混凝土應(yīng)具有的性能 。 ? 噴混凝土施工最重要一點(diǎn)是噴射的混凝土在施工中不剝落 ， 而保持與附著面密著的狀態(tài) 。 同時(shí)噴混凝土施工后 ， 要求能夠立即；支持圍巖的結(jié)構(gòu)功能 ， 所以與通常的混凝土不同 ， 不僅需要管理 28天的強(qiáng)度 ， 還要管理 3小時(shí) 、 24小時(shí)的初期強(qiáng)度 。 因此噴混凝土的性能科定義為：附著性能和任意材齡的抗壓強(qiáng)度發(fā)現(xiàn)性能 。 2022/5/29 關(guān)寶樹 31 附著性能的核查 ? a） 附著的噴混凝土不剝落的條件 ? 為了核查噴混凝土的附著性能 ， 要定量地研究附著在圍巖上的噴混凝土不剝落的條件 。 首先我們考察噴混凝土與圍巖的附著 。 ? 圍巖表面的狀態(tài) ， 由于施工現(xiàn)場而不同 ， 如果要保持圍巖無涌水 、 不剝落的狀態(tài) ， 噴混凝土與圍巖的附著強(qiáng)度必須大于噴混凝土自身的抗拉強(qiáng)度 。 因此 ， 噴混凝土的剝落 ， 可認(rèn)為是由噴混凝土自重引起的拉應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度所致 。 一般說 ， 噴混凝土拉應(yīng)力的最大值多出現(xiàn)在拱頂處 ， 因此 ， 噴混凝土附著性能的核查 ， 采用圖 15的模式 ， 只考慮拱頂就可以了 。 2022/5/29 關(guān)寶樹 32 圖 15拱頂處噴混凝土的模式圖 噴混凝土施工中，其厚度是隨時(shí)間而增加大，因此，其拉應(yīng)力也隨著增加。 2022/5/29 關(guān)寶樹 33 ? 設(shè)噴混凝土厚度為 d， 則產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力為 σ t等于 ? σ t＝ ρ G d ? 式中： σ t：最大拉應(yīng)力 （ MPa） ?
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