濕噴機(jī)噴射砼工藝的實(shí)驗(yàn)

　水沖口隧道是平樂(lè)至鐘山公路主要的結(jié)構(gòu)物，位于K137+860~K139+265，隧道穿越II~III類圍巖，屬于微風(fēng)化、局部弱風(fēng)化砂巖，粉砂質(zhì)泥巖及花崗巖，呈碎石狀松散結(jié)構(gòu)。采用濕式噴射，防水達(dá)到二級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)。下面就水沖口隧道濕式噴射進(jìn)行闡述。

1 濕式噴射砼工藝的試驗(yàn)

　　1．1選擇機(jī)具配套

　?、?工作臺(tái)架：根據(jù)隧道斷面大小現(xiàn)場(chǎng)加工制作臺(tái)架長(zhǎng)度5m（一個(gè)噴射作業(yè)循環(huán)長(zhǎng)度）的工作臺(tái)架。

　?、?上料平臺(tái)：噴射機(jī)料斗高度1．5m，為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)置高度為0．7m上料平臺(tái)。

　　③ 混凝土噴射機(jī)：TK-961型濕噴混凝土機(jī)。其生產(chǎn)能力為3~5m3／h；輸送距離水平方向?yàn)?00m，垂直方向30m。

　?、?混合料攪拌機(jī)：強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)，配有計(jì)量設(shè)備磅秤、臺(tái)秤等。

　?、?空氣壓縮機(jī)：供風(fēng)能力為：0．5MPa以上，供風(fēng)量大于9m3/min。

　　⑥ 供水設(shè)備：保證水壓為0．15-0．2MPa。

　?、?坍落度簡(jiǎn)，10*10抗壓標(biāo)準(zhǔn)模具，抗?jié)B模具，噴射大板底模及其它輔助工具。

　　1．2 材料選擇與混凝土配比

　　1．2．1材料選擇（見(jiàn)表1、表2）

　　① 水泥：P．O425魚(yú)峰牌普通硅酸鹽水泥。

　?、谏埃貉嗵梁由?。細(xì)度模數(shù)2．59，含泥量為1．8%。

　?、鄞止橇希?~15mm連續(xù)級(jí)配花崗巖碎石。

　?、?水：飲用水。

　?、萃饧觿?。速凝劑：通過(guò)試驗(yàn)確定了8604型液體速凝劑作為最終現(xiàn)場(chǎng)用料：防水劑：分別采用EA—C補(bǔ)償收縮膨脹劑（內(nèi)摻法：14%）和TJ型高效防水劑（外摻法：3%~5%）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)：減水劑：選用TJ—G高效減水劑，摻量在0．8%~1%，其減水率可達(dá)15%以上。

　?、夼潘す?。因受噴射厚度（設(shè)計(jì)的最小噴射厚度為80mm）限制，選用外徑為30mm軟式透水彈簧盲管。

　　1．2．2配合比的擬定

　　按照濕噴機(jī)的技術(shù)要求，以素混凝土配合比：C：S：G：W=1：2：2：0．45（水泥：砂：石：水）為基準(zhǔn)配合比，分別對(duì)摻入不同外加劑進(jìn)行試配：（一）EA—C+JT—G，其配比為C：S：G：W：EA—C：JT—G=1：2：2：0．45：0．12：0．8%：（二）摻入TJ型，其配比為C：S：G：W：TJ=1：2：2：0．45：0．04。其結(jié)果見(jiàn)表3。 

　　可見(jiàn)摻入外加劑的兩種配合比均滿足C20強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)．因此決定用兩種配合比作為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)用材．

　　1．3 地質(zhì)調(diào)查

　　隧道圍巖以I、Ⅲ類為主，處于微、未風(fēng)化帶中。節(jié)理發(fā)育—— 未發(fā)育，閉合——微張，局部張性節(jié)理，以扭性為主，節(jié)理面平整光滑，少數(shù)有泥質(zhì)充填，偶有次小級(jí)斷層出露。開(kāi)挖后大部分呈潮濕或浸濕狀，在節(jié)理裂隙帶和巖脈接觸帶有偶見(jiàn)的明顯出水點(diǎn)，主要表現(xiàn)為局部的滴水、小線狀出水，涌水量小。K137+900—940結(jié)調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表4。

　　1．4現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

　　1．4．1現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土配合比的確定

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)調(diào)查，對(duì)配合比（一）和配合比（二）分別摻入4%的速凝劑進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表5。

　　經(jīng)試驗(yàn)可知，在滲水或滴水段采用配合比（二），為保證質(zhì)量對(duì)局部滲水或滴水較大的巖面，改變配合比，僅用細(xì)骨料不用粗骨料，添6%速凝劑，先噴2cm厚再按正常配合比噴射。在濕潤(rùn)或干燥段。采用配合比（二）進(jìn)行噴射。

　　1．4．2巖面整潔度的影響

　　我們將待測(cè)的巖面分兩塊：A（清除干凈）和B（保持原開(kāi)挖面），將去除底部的面盆扣在巖面上，中間預(yù)設(shè)拉拔鋼筋，噴射混凝土至盆滿，28d后用錨桿拉拔器拉拔至破壞。A塊巖面的抗拉拔力明顯比B面大，A面的回彈量也比B面少。試驗(yàn)結(jié)果在0．2~0．9MPa之間，從A面破壞的形式上分析。①為粘結(jié)面上有許多發(fā)亮的花崗巖石英晶粒，這種現(xiàn)象說(shuō)明花崗巖中石英晶粒是影響其與噴混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的因素之一。②為破壞面上有部分花崗巖片石，這種現(xiàn)象說(shuō)明試件的破壞首先產(chǎn)生在花崗巖的內(nèi)部微節(jié)理面上，這證明了在噴混凝土前必須保持待噴巖面無(wú)松動(dòng)巖石且干凈和無(wú)油污雜物，同時(shí)在圍巖節(jié)理較發(fā)育段有必要采用掛鋼筋網(wǎng)和錨桿，以加強(qiáng)噴混凝土層與圍巖的整體支護(hù)效果。

　　1．4．3 地下水的影響

　　我們?cè)贙137+910~920拱頂將待測(cè)的巖面分兩塊：A （安設(shè)排水系統(tǒng)）和B（不安設(shè)）。噴射完畢后，通過(guò)對(duì)噴混凝土表面進(jìn)行觀察，噴混凝土表面主要有兩種滲漏水情況：其一為濕漬，混凝土表面潮濕而無(wú)明顯的水跡，剛噴射后主要出現(xiàn)在拱部，呈大片狀出現(xiàn)：其二為呈滴水狀，表面有明顯的水滴。28d后結(jié)果。

   可見(jiàn)對(duì)于滴水或滲水較大的巖面可專設(shè)盲管引排補(bǔ)噴或直接封堵。從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況看，一次噴射很難達(dá)到不滲不漏的效果，這主要是因?yàn)槌醮螄娚涞叵滤植疾患?，?duì)較大的涌水難以找到出水點(diǎn)，因此對(duì)于地下水較多、防水要求較高時(shí)宜采用分層噴射的方法。

　　1．4．4 原材料的影響

　　將上面提供的同一種材料，分A（用水沖洗過(guò)的集料）和B（照原樣）進(jìn)行試拌，在同一水灰比，同一塊巖面上噴射，經(jīng)試驗(yàn)對(duì)比，A比B具有砼強(qiáng)度高，粘結(jié)力大，回彈小等優(yōu)點(diǎn)。證明集料的干凈性對(duì)噴射砼很重要。

　　1．4．5水灰比的影響：

　　對(duì)濕噴混凝土，水灰比過(guò)大，速凝效果愈差，回彈量增大，混凝土強(qiáng)度偏低；水灰比小，施工噴射困難，水泥水化不充分，強(qiáng)度較低，回彈增大。通過(guò)C／W=0.4~5.0進(jìn)行試噴，C／W=0．45效果較好。

　　1．4．6 施工溫度的影響

　　水泥凝結(jié)時(shí)間隨溫度升高而加快，當(dāng)溫度到達(dá)30℃時(shí)，經(jīng)試驗(yàn)摻速凝劑后的混凝土其終凝時(shí)間和后期強(qiáng)度都不利。噴射混凝土溫度宣在15~25℃為好。

　　1．4．7 噴射層厚的影響

　　一次噴射層太厚，在自重作用下，噴層會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)裂而引起大片坍落：太薄時(shí)大部分粗集料會(huì)回彈。噴層僅留砂漿，將影響噴射效果和質(zhì)量，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，拱部噴層厚6cm，邊墻8cm 。

　　1．4．8 風(fēng)壓和水壓的影響

　　風(fēng)壓過(guò)大會(huì)造成噴射速度太高而加大回彈量，風(fēng)壓過(guò)小會(huì)使噴射力減弱，使混凝土密實(shí)性差影響強(qiáng)度；水壓過(guò)小也會(huì)影響施工質(zhì)量。經(jīng)試驗(yàn)采用風(fēng)壓為200N／cm2，水壓為210N／cm 。