隧道工程湿喷混凝土技术

1、对喷射混凝土支护作用的认识2、支护技术发展趋势与湿喷技术内涵3、稀薄流湿喷机关键技术4、湿喷技术工艺特征5、湿喷综合成本分析6、喷射混凝土应用范围与发展趋势目录

1、对喷射混凝土支护作用的认识NATM的技术基础新奥地利隧道修建方法（简称新奥法）遵循这样一个原理，即主动地使隧道围岩（岩土体）成为环状承载“结构”的一部分。软岩隧道控制变形，形成承载环1、对喷射混凝土支护作用的认识硬岩隧道—关键块体稳定镶嵌咬合1、对喷射混凝土支护作用的认识喷射混凝土发挥特殊作用的三个条件与围岩密贴(黏结强度)及时性(控制围岩松弛与变形)一定厚度(结构作用)喷射混凝土力学性能特征基准强度早期强度(3h,8h,1d)(控制围岩松弛与变形)黏结强度(抗剪、抗拉）（共同变形）1、对喷射混凝土支护作用的认识

喷混凝土支护，在地下工程中占据十分重要的位置，这是大家公认的。它不仅是初期支护的主要构件，也逐渐成为永久支护的重要构件。许多国家都把提高喷混凝土的性能、技术放在十分重要的位置。日本土木学会2005年公布的“隧道喷混凝土指南”、挪威隧道学会的1999年的“喷混凝土岩石支护”、欧洲共同体的有关喷混凝土性能的规定以及我国国标GB50086-2001等，都说明了这个问题的重要性。2、支护技术发展趋势与湿喷技术的内涵2.1支护技术发展趋势复合衬砌成为主流单层衬砌将得到发展喷射混凝土设计基准强度将提高<与二衬混凝土同标号>环保要求将越来越严《2020中国的工程技术》常规混凝土由C20-C30提高到C40-C60高强混凝土由C50-C80提高到C60-C100发展纤维混凝土和高性能混凝土重视混凝土耐久性指标超级减水剂水灰比<0.4干喷粉状速凝剂强碱硅粉干喷液体速凝剂碱性湿喷高性能湿喷低掺量液态速凝剂钢纤维无碱速凝剂硅粉浆液钢纤维增强水灰比<0.43机械手70’sLate80’s80/90’s90’s95200080’s喷混凝土技术的发展品质环境劳保生产率机械化2.2、喷射混凝土技术的发展湿喷是趋势ITA1996年统计资料日本2002年统计干喷2.4%湿喷97.6%喷混凝土岩石支护技术规范1999前言：“在1993年版2.2节中关于干喷设备条文本规范已删除，因为在挪威干喷已很少采用。”2.2、喷射混凝土技术的发展2.2、喷射混凝土技术的发展喷射混凝土技术发展的推动因素推动因素主要影响因素指标与要求质量控制要求水灰比按配合比设计准确控制速凝剂按设计准确控制，并向无碱速凝剂发展回弹回弹影响附着配合比，要求≤20%环境控制粉尘与作业环境国标要求≤10mg/m3安全要求喷射混凝土质量安全要求越来越高，正逐步体现以人为本的安全理念回弹控制成本与质量材料消耗与附着配合比混凝土技术发展技术标准不断提高国外喷射混凝土标准已C30以上高性能混凝土技术的发展主要控制指标是耐久性复合混凝土材料需要解决合成纤维的飘逸问题和外加剂均匀混合技术衬砌结构发展复合衬砌喷射混凝土是永久衬砌结构的重要组成部分单层衬砌要严格进行品质管理与控制，耐久性要求隧道施工技术发展支护作业机械化隧道施工机械化程度越来越高，施工进度与劳动强度施工进度与工期要求建设周期越来越短社会经济发展环境保护立法以人为本，科学发展观与构建和谐社会的要求2.3、湿喷技术的内涵从根本上解决粉尘问题-矽肺病可建立质量保证体系,对喷层质量实施有效控制平均强度、匀质性、密实性（抗渗与耐久）、黏结强度（对水灰比、配合比、速凝剂的控制）充分享受混凝土技术发展成果，发展复合材料技术发展高性能喷射混凝土技术（工艺基础）发展绿色喷射混凝土技术发展单层衬砌技术实现隧道快速作业、喷射混凝土施工机械化、混凝土制备商品化的工艺基础湿喷并不只是一种工艺的选择，也并不只是单纯追求粉尘和回弹的降低，而是一种新的喷射混凝土技术体系

这是岩锋企业使命的思想基础环境与劳动保护粉尘与矽肺病干喷:水泥以游离态颗粒形式存在,在搅拌、运输、上料以及机旁(结合面、余气口)、喷嘴处产生大量粉尘湿喷:水泥以浆体形式存在,除喷嘴处在水雾中有少量水泥颗粒外,基本无粉尘水泥主要成分是:SiO2对人体非常有害提倡科学发展观,构建活谐社会,人人有责,从我做起!体现“以人为本”的现代人文关怀精神2.3、湿喷技术的内涵-粉尘品质管理与质量控制混凝土质量指标:平均强度.匀质性[离散性、标准差].密实度[抗渗性]水灰比<决定强度的关键因素>速凝剂射流密实过程速凝剂添加--干喷:喷射手人工(阀门)—变量(喷射管料流)—不可控湿喷:设备(搅拌机)自动—定量(搅拌量)—完全可控可以建立质量控制体系水灰比--干喷:粉状,粗放计量(人工抛洒),混合不匀湿喷:液态,计量泵准确计量,喷嘴射流混合水灰比不但关系着混凝土强度,也关系着混凝土密实性和耐久性,是混凝土品质的决定性参数2.3、湿喷技术的内涵-质量控制体系2.3、湿喷技术的内涵-质量控制体系水灰比与水泥石结构化学结合水：0.227化学结合水＋凝胶水：0.38常规条件下满足工作度：０.44图3-24硬化水泥浆体渗透性与水灰比的关系（93%水化度）硬化水泥浆体（93%水化度）的渗透性—水灰比关系存在临界区域2.3、湿喷技术的内涵-质量控制体系保证喷射混凝土匀质性

匀质性指标是混凝土从小生产方式向工业化大生产转变的象征；是普通混凝土技术向高性能混凝土发展的关键。2.3、湿喷技术的内涵-匀质性保证率与平均强度干喷-混凝土强度波动欧洲规范（EFNARC）7.3“对于干喷工艺难于预设水灰比。实际水灰比一般在0.35~0.5的范围内波动。”经估算，相应强度波动可达15MPa以上2.3、湿喷技术的内涵-匀质性2.3、湿喷技术的内涵-匀质性

干喷:平均强度:14.6MPa标准差3.43MPa变异系数23.5%控制水平:及格湿喷:平均强度:24.1MPa标准差2.17MPa变异系数9%控制水平:优实例一实例二(样本数量20组)工艺干（潮）喷工艺湿喷工艺配合比439:966:790:202:4.39460:930:761:221:4.14混凝土性能指标密实度（容重）(kg/m3)抗压强度(MPa)密实度（容重）(kg/m3)抗压强度(MPa)数据225920.7237032.7标准差

7.043.95离散性

34%

12%控制水平差优2.3、湿喷技术的内涵-匀质性实例三小湾右岸坝肩槽边坡支护喷射混凝土统计分析表项目试件组数龄期(天)平均值最大值最小值标准差备注抗压强度1502828.638.020.14.385优粘结强度6281.711.841.61/优抗渗性能228＞W6/＞W6/

2.3、湿喷技术的内涵-匀质性提高三密实三度与喷三层整三体性2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性湿喷:1、射三流速三度更三高,有利三于提三高密三实度2、水三泥浆三体对三砂石三骨料三的包三裹效三应和三浆体三填充三效应3、充三分与三均匀三的水三化作三用消三除了三分层三的风三险密实三性是三耐久三性的三关键抗渗三试验喷射三混凝三土抗三渗等三级达三到S1三8容重—湿喷:2三37三0K三g/三m3干喷:2三25三9大板三试件三取芯将园三柱试三件加工成三园堆三试件抗渗三试验2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性体现三密实三性的三两大三指标:容重三与抗三渗标三号抗渗三试件三剖面2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性掺加三硅粉三与粉三煤灰三后达到S4三01.三3M三Pa压力48三h渗水三高度2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性干喷三试件(宏观三缺陷)骨料水可见三泌水内泌水2.3、湿喷技术的内涵-密实度与整体性-水囊(水幕层)射流三密实三与振三捣密三实区三别:有利三于改善界三面过三渡层三结构,不容三易形三成水三囊充分三应用三混凝三土技三术发三展成三果,发展三复合三材料三技术高效三减水三剂矿物三添加三料(胶结三料)纤维(合成三纤维三、钢三纤维)高效三减水三剂与三矿物三掺合三料的三应用三，使三新拌三混凝三土可三以在远低三于水三泥能三充分三水化三的水三灰比三（水三胶比三）条三件下三配制三，并能三借助三普通三的施三工设三施浇三注和三成型三密实三。2.3、湿喷技术的内涵-发展复合材料技术纤维种类聚丙烯腈聚丙烯聚酰胺直径mm1318~6523长度mm6~254~1919含量kg/m30.5~1.00.90.928天收缩率降低%11~141012收缩裂纹减少%58~735557抗渗提高%44~5629~4330~41冲击耗能提高%42~62（1.0~2.0）70（1.0~2.0）80（1.0~2.0）体积三率0.三05三~0三.3三%湿喷拌和三合时三间延三长40三~6三0s降低三回弹控制三和减三少裂三纹韧性三不如三纲纤三维合成纤维2.3、湿喷技术的内涵-发展复合材料技术矿物三外掺三料的三应用三是混三凝土三进入三高科三技时三代的三重要三标志2.3、湿喷技术的内涵-发展复合材料技术发展三高性三能喷三射混三凝土高性三能混三凝土三为一三种新三型高三技术三混凝三土，三是在三大幅三度提三高普三通混三凝土三性能三的基三础上三采用三现代三混凝三土技三术制三作的三混凝三土，三是以耐久三性作为三设计三的主三要指三标，三针对三不同三用途三的要三求，三对下三列性三能有三重点三的加三以保三证：三耐久三性、三施工三性、三适用三性、三强度三、体三