公路隧道施工中湿喷技术应用 孙玉雄

发表时间:2020/8/27   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:孙玉雄
[导读] 摘要:随着湿喷技术被逐渐应用到公路隧道的施工过程中,本文结合某公路隧道项目施工实例开展对湿喷技术施工原理、要点和人员控制等多方面的深入分析,并从混凝土配合比设计以及施工控制要点等多方面论述湿喷技术在公路隧道施工过程中的具体应用,以此来通过实践探讨体现湿喷技术施工工艺所能为人们带来的更为理想的经济及质量效果。
        昭通市昭泸高速公路投资开发有限公司  657200
        摘要:随着湿喷技术被逐渐应用到公路隧道的施工过程中,本文结合某公路隧道项目施工实例开展对湿喷技术施工原理、要点和人员控制等多方面的深入分析,并从混凝土配合比设计以及施工控制要点等多方面论述湿喷技术在公路隧道施工过程中的具体应用,以此来通过实践探讨体现湿喷技术施工工艺所能为人们带来的更为理想的经济及质量效果。
        关键词:公路隧道;湿喷技术;项目施工;应用分析;
        引言:为给人们创造更加良好的生活体验,湿喷混凝土技术被逐渐应用至高速公路隧道工程的修建过程,并以其自身的技术优势,通过不断提升隧道混凝土强度来为公路隧道工程的整体质量安全提供保障。为此,本文结合某公路隧道项目对湿喷混凝土技术的实际应用展开分析探究,希望所得结论可以帮助后续高速公路隧道施工建设提供详细依据。
        一、项目介绍
        在我国北方地区有一隧道工程项目,其整体隧道长2588米,采用双向6车道形式,左右设计线间隔在10~25米。根据前期对施工地点地质的勘查和分析,发现该地区地质结构常发生频繁活动,且处于施工区域内的结构断裂带和节理密集带极易出现溶洞问题。另外,在对隧道施工区域内的环境进行检测时,未发现施工区域内存在可燃性气体,且区域内岩石也未发现任何放射性。最后,本次施工将利用喷射施工技术来对隧道上台阶部分的混凝土结构进行建造。
        二、湿喷混凝土施工技术
        (一)技术原理
        湿喷技术是通过拌合速凝剂与混凝土,再应用喷射机将拌合物喷射至建筑表面,以此来利用混凝土在高速射流中不断提升的密实度来达到加强建筑物外部结构和保护建筑物整体结构和强度的重要目的。并且,该施工技术还无需在喷射过后对混凝土进行搅拌,能够在最为简洁的施工过程中达到最为理想的施工效果,所以因其简单方便和效果优质的技术特点,其如今被广泛应用至隧道工程施工过程中,并利用自身的施工性能准确控制了施工过程的水灰比和速凝剂,降低了混凝土施工的回弹率和粉尘浓度,提升了混凝土强度,降低了公路隧道施工的经济投入及提升工人的施工环境。
        (二)技术作用
        湿喷混凝土施工技术能够更好的填充公路隧道施工过程中所露出的缝隙,且能一定程度提升围岩的强度,保障其结构的稳定性。并且,该施工技术还能一定程度的提高混凝土与围岩的有效接触面积,从而达到良好的支护效果。另外,湿喷混凝土施工技术在隧道施工过程中还能起到填充围岩凹面的作用,强化软弱层,及时覆盖围岩,避免其逐渐风化。最后,在公路隧道施工过程中应用这项施工技术,还能有效的分散混凝土应力在围岩上的分布效果,避免因局部的应力集中而导致隧道内局部脱落等问题的产生。
        三、湿喷工艺
        (一)混凝土配合比
        混凝土配合比不但决定了混凝土结构的质量以及外观,其对于混凝土的喷射施工速度也具有重要影响,且以粗骨料的粒径、含泥比例以及速凝剂等为最主要的影响因素。在含泥比例方面,严重超标的含泥量会严重影响工程的整体质量以及造价成本。在粗骨料的粒径方面,其最佳粒径通常处于4~10毫米之间,当粒径严重超标时,则会极易出现淤堵等情况。而在速凝剂方面,其对于施工质量的影响则主要体现在初凝时间的控制,2.5min左右为最佳的初凝时间,时间过长则会导致混凝土结构出现脱落问题,并最终影响混凝土的喷浆施工速度,延长混凝土结构的施工时间。
        (二)操作关键点
        针对混凝土湿喷技术在公路隧道施工中的具体应用,其操作关键点主要表现在喷射次序、喷射角度、喷射风压和距离、堵管治理和缺陷治理等5个方面。首先,在喷射次序方面,一般的喷射施工顺序通常为先墙后拱,先下后上,且喷射范围内的一个工作基本单元通常为5平方米,喷射施工则需在一个工作基本单元喷射完成后再开展下一单元的喷射施工,2.5厘米左右为单次喷射的厚度范围,开展完上述喷射任务后,则可以封闭处理拱顶位置。其次,在喷射角度方面,其作为影响喷射施工最终质量的重要因素,当喷射交角过小时,其不但极易出现浪费风压问题,还会极易产生施工材料斜向弹出现象,降低施工材料密度。所以,为了使喷射厚度能够满足相应的施工标准,施工人员需在施工过程中保持喷头与施工位置的垂直角度,在必要情况下,也可进行二次喷射。接着,在喷射风压和距离方面,施工人员需保证风压的均匀性,在实际的施工过程中,将其控制在0.25~0.5MPa规定范围内,避免因范围超出而造成的回弹现象的产生。并且,为使混凝土结构强度能够满足相应的施工要求,施工人员还需加强对喷射距离的控制,将其控制在0.8~1.2米左右,以规范的施工行为避免因距离过小或过长而造成的混凝土材料吹落或密度不达标等问题的产生。

另外,在堵管治理方面,由于在实际的施工过程中,喷射施工常因混凝土性能出现变化或人为操作不合理等问题而使堵管问题极易发生。所以当出现堵管问题时,施工人员需先将设备进行关闭,然后再针对所存在的问题设计针对性的解决方案,如拆除软件清理和冲洗内部,待问题解决或设备合格后再开展后续施工,从而为施工质量提供保障。最后,在缺陷治理方面,由于目前所采用的机械手喷射工艺,极易在初期支护过程中呈现肋骨状,导致在拱架两侧位置开展喷射施工时出现材料粘贴钢骨架表面等问题,促使喷射施工需多次喷射,从而无法保证喷射厚度处于规定范围内。针对这类问题,施工人员则可以通过在完成一项喷射任务后,对拱架位置进行清理后再继续开展喷射施工,以此来确保喷射厚度可以满足相应标准,且其平整度可以满足规范要求。
        (三)施工人员控制
        在隧道施工过程中,不规范的施工操作极易导致喷射外观出现质量问题,且在一定程度上会使施工设备产生损坏,严重浪费施工材料。并且,由于混凝土湿喷技术在实际操作阶段需要操作人员具备极高的技术水平及专业素养,且需施工人员具有一定应对突发状况和解决突发问题的能力。所以,为了避免因人为问题而对施工进度和质量造成影响,施工单位需在开展隧道初支施工前对施工人员进行专业培训,利用理论知识讲解和实践操作来进一步提高施工人员对湿喷技术的理解和掌握水平,从而确保施工人员能够在实际的施工过程中,规范操作,满足各项设计及规范要求。
        四、湿喷技术效果分析
        (一)施工效率
        在对一定范围内进行混凝土喷射时,机械手由准备过程起算,其可以在极短的时间内完成初支混凝土的喷射,如喷射16.8立方米混凝土,其只需花费2.4小时,施工效率为7立方米每小时。其较利用干喷人工喷射方法喷射同样范围花费3.5小时则节约了大量的施工时间,且通过与其4.8立方米每小时的工作效率相对比,混凝土湿喷技术能够有效的缩短施工周期,减少工程项目在人力和物力以及时间上的消耗。
        (二)施工安全
        利用机械手开展混凝土湿喷工艺,其能够通过延长工作手臂长度,以及回转关节来进一步扩大工作范围,且只需极少的工作人员便可以实现实际操作,在具体操作过程中也不会产生较多的粉尘,所以其可以极大程度的减轻施工对工作人员的伤害。而在开展以往的干喷施工时,其则需要耗费大量的人力和物力,不但需多个工作人员共同开展施工作业,还需个别人员在台架上时刻观测实际的施工情况,以此来才能确保在施工过程中的突发情况能够被及时发现,降低对人员的伤害风险。
        (三)施工质量
        利用机械手开展的混凝土喷射工作,能够更好的与计算机进行结合,由电脑控制液体速凝剂的混合量,极大程度的保障了混凝土的均匀性,且一定程度的提升了系统风压的稳定性和混凝土的密实性,确保了建筑物表面结构不会出现较大的波动。而在开展干喷作业时,速凝剂的添加量需由人员来控制,而人为开展又会极易影响混凝土的均匀性和喷射距离,所以干喷作业一般无法保证喷射的均匀性,从而降低混凝土结构的强度。由此可见,湿喷混凝土技术能够更好的提升混凝土结构强度,从一定程度上满足公路隧道的建造标准。
        (四)施工成本
        通过将混凝土湿喷技术与干喷人为作业进行各种比较可以发现,湿喷技术能够很好的保证建筑外表面的回弹率,一定程度提升建筑结构的稳定性和功能,且只需消耗少量的人力和物力资源,其较干喷作业需数10人才能进行有效开展相对比,其能够很好的节约人力成本,降低项目工程的经济投入。
        结语
        在公路隧道的施工过程中应用混凝土湿喷技术时,施工企业需选择满足施工需求的机械手,以最良好的机械设备为工程的质量及效率提供保障,以具备高技术水平的施工人员为工程的顺利开展及完工提供人力支撑,从而使项目工程的最终质量和性能能够达到最理想的状态和效果。
        参考文献:
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