工地试验室对隧道干法喷射混凝土配合比的设计验证及其质量控制要点.doc

工地试验室对隧道干法喷射混凝土配合比的设计验证及其质量控制 【摘　要】　通过对干法喷射混凝土配合比设计验证过程中所用原材料及主要参数的分析,了解和掌握其对施工质量的影响,从而采取相应控制措施,确保混凝土质量满足设计要求。 1 概　述 　　甘肃临合高速公路LH3合同段双城隧道左线全长975m、右线全长945m, 初期支护形式主要采用锚喷混凝土支护。喷射混凝土强度边坡防护为C20、洞身支护为C25, 设计厚度为15cm和26cm (Ⅴ类围岩) 。在施工过程中, 影响喷射混凝土质量的因素很多, 而喷射混凝土配合比在其中尤显重要, 对质量的影响更为突出, 直接关系到喷射混凝土强度、施工性、耐久性以及经济性。因此, 为了确保喷射混凝土的施工质量, 在配合比设计及验证阶段, 必须对原材料特性及主要参数进行分析,了解和掌握其对施工质量的影响, 从而采取相应控制措施, 配合比设计更合理, 喷射混凝土质量更能满足现场实际施工要求。 2 配制强度等级的确定 按照常规混凝土配制强度等级思路确定喷射混凝土配制强度等级，据公式： fcu.0= fcu.k + tσ 式中 fcu.0— — 混凝土的配制强度，MPa； fcu.k—— 混凝土设计强度标准值，MPa； t—— 概率度系数，依据保证率P选定，本例选保证率P为90％对应的概率度系数1．28。 σ——混凝土强度标准差，MPa；选定为4．0MPa。 所以，本工程喷射混凝土配制强度等级fcu.0＝25+ 1．28×4．0=30．1(MPa)。 3 原材料的选定 根据我项目部隧道施工现有的施工设备，采用干法喷射混凝土。各种原材料的选定是严格按照规范要求并结合本地原材料情况而定。 3.1 水　泥 喷射混凝土所用水泥强度等级不应低于32.5MPa。因为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥具有与速凝剂相容性好、能速凝、早强、快硬、后期强度较高等特性, 应优先选用。本项目使用水泥为三易牌普通硅酸盐水泥( P?O42.5) 。 三易水泥技术指标 3.2 骨　料 3.2.1 砂: 应采用坚硬耐久的中砂或粗砂, 细度模数宜大于215, 含水率宜控制在5% ～7%, 含泥量不得大于3%。细砂会增加喷射混凝土干缩变形, 易产生粉尘, 恶化施工环境。本项目使用的中砂细度模数为2.90。 砂的技术指标 3.2.2 石子: 应采用坚硬耐久的卵石或碎石, 根据喷射机输送管道最小直径的大小，粒径不宜大于15mm。卵石光滑干净, 对喷射机和输料管路磨损小, 有利于远距离输料和减少堵管;碎石混凝土比卵石混凝土强度高, 回弹也较少, 但对喷射机和输料管路磨损大; 当使用碱性速凝剂时, 不得使用含有活性二氧化硅的石材。本项目采用碎石, 粒径范围5～10mm和10～16mm两档。 3.2.3 级配: 采用连续级配。若采用缺失中间颗粒的间断级配, 则混凝土拌和物易产生分离,粘滞性差, 回弹率较高, 抗压强度也会下降。 3.3 速凝剂 速凝剂种类较多, 无论选用哪种, 都应在使用前与所用水泥进行相容性试验和水泥净浆凝结效果试验, 掺有速凝剂的水泥净浆必须满足: 3.3.1 具有良好的流动性, 不得出现急凝; 3.3.2 初凝时间不大于5min, 终凝时间不大于10min。应根据水泥品种、水灰比等, 通过试验确定速凝剂的最佳掺量, 使用时准确计量。本项目速凝剂掺量为水泥用量的3.5%和4.0%。 3.4 水 应使用无杂质的洁净水, 不得使用污水及HP值小于4的酸性水。 4 配合比的拟定 喷射混凝土由于工艺的特殊性，与普通混凝土不同，其配合比的各参数的选定有其自身特殊要求。 4.1 砂率的确定 喷射混凝土是依赖喷射过程中水泥与骨料的连续撞击、压密而形成的一种混凝土，为了能够最大限度地吸收二次喷射时的冲击能量，所以砂率应较普通混凝土的高，它对喷射混凝土的稠度和粘滞性影响很大。洞挖工程的锚喷支护，侧墙和拱顶部位应采用较大的砂率，以经验，初拟选时选50％ 、55％ 、60％三种砂率。 4.2 水泥用量的确定 根据规范，干法喷射水泥与砂石之重量比宜为1．0：4．0～1．0：4．5，水灰比宜为0．4～ 0．45。若使用水泥过少，回弹量大，初期强度增长慢；若使用水泥过多，不仅不经济，而且会产生大量粉尘恶化施工条件，硬化后的混凝土收缩也增大。初拟380kg、400kg、420kg。 4.3 水灰比的确定{单位用水量的确定) 要通过试喷确定单位用水量，然后计算出水灰比。 4.4 砂石用量的确定 常规算法，从略。 5 喷射混凝土配合比参数调整、确定 喷射混凝土配合比设计区别于常规混凝土配合比设计验证最大的特点是其配合比要经过实际试喷确定。我们在工区内选一处与洞内地质、水文、施工条件相似的岩壁，进行了试喷从而确定了适用于本工程的喷射混凝土配合比。 5.1 单位用水量的