浅谈湿喷钢纤维混凝土衬砌的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com 科　市ｌ政Ｉ与ｌ路ｌ桥　浅谈湿喷钢纤维混凝土衬砌的应用　胡　莹　（中铁四局集团电气化工程有限公司，安徽蚌埠２３３０４Ｏ）　摘要：介绍了湿喷钢纤维混凝土在隧道衬砌中的应用的工艺特点和适用范围，以及其工艺原理、施工要求和质量控制，并以具体的某铁路隧　道为例说明了其应用效果，可以为相似工程提供借鉴。　￣ｍｉｒ３：湿喷钢纤维混凝土；隧道衬砌；工艺原理；质量控制　，１概述　定时，改变钢纤维形状，增加钢纤维与喷混凝土　宜，可采用锚固剂直接敷设的方法进行，以便检　湿喷钢纤维混凝土作为隧道永久衬砌，是　的粘着力，提高钢纤维在混凝土中的锚固力，可　查钢纤维混凝土的喷射厚度，检查针长度一般为　挪威隧道专家提出的，并己发展成一项成熟的技　以提高钢纤维混凝土的抗拉抗裂性能。因此，能　术，在国外被广泛应用，实践证明这种新技术可　２０ｃｍ，检查时可直接量取其外露长度即可得知　大大提高支护的安全性，有利于支护体系的修　钢纤维混凝土喷层厚度。　以加快施工进度，提高施工质量，节省工程投资，　补，这些使得喷射钢纤维混凝土支护具有较大优　５质量控制措施　达到优质、高效，并有效保护隧道施工环境的目　越性。　５．１湿喷钢纤维混凝土参照《钢纤维混凝土　的，但是在国内尚处于探索阶段，对某铁路隧道　４施工要求　结构设计与施工规￣ｔ｜｝（ＣＥＣＳ－－３８９２）要求执行。　进行现场试验，研究湿喷钢纤维混凝土永久衬砌　湿喷钢纤维混凝土与普通的喷射混凝土实　５．２对湿喷钢纤维混凝土操作人员进行严　的可行性及应用技术。　施上并没有明显的差别，一般湿喷混凝土的施工　格的岗前培训，要求对湿喷钢纤维混凝土施工要　２工艺特点和适用范围　工艺，均适用于湿喷钢纤维混凝土，只是作为永　求及湿喷机的操作程序做到心中有数，能对发生　用湿喷钢纤维混凝土作为永久衬砌，与目　久支护的主体部分，钢纤维喷射混凝土应采用湿　的故障进行简单的应急处理。　前通用的新奥法（ＮＡＴＭ）的喷锚支护、二次衬砌　喷法施作，并在施工中提出了更高的要求。下面　５－３喷射混凝土材料预先进行评估，合格后　相比，有以下特点：　列出施工中的几点要求：　方可使用，搅拌站工人严格控制配料，水灰比以　２．１采用湿喷钢纤维混凝土衬砌，主要采用　４．１爆破　坍落度控制。　高质量的钢纤维喷射混凝土和全长胶结型高拉　好的光面爆破不仅能使开挖断面轮廓圆　５Ｉ４根据预先埋设的检查针，检查ＳＦＲＣ喷　力、耐腐蚀的锚杆的一次支护作为永久支护，只　顺，而且对围岩的震动会控制在较小范围之内，　层厚度：ｍ实际厚度小于设计厚度的点数不得超　是在特殊条件下如有涌水、冰霜等灾害及地质条　围岩震轰裂隙的减少会导致Ｑ值适当提高，降　过检查点数的２０％；ｂ．平均厚度不小于设计厚　件极差时，才修筑二次支护。　低对支护的要求，施工时，采用全断面或正台阶　度；ｃ最小厚度不小于设计厚度的８０％。　２．２较硬的围岩中，节理和超挖占主要地　法施工，如采取开挖核心土预留光爆层的方法可　５．５检查ＳＦＲＣ喷层外观情况，要求断面尺　位，这时断面往往不能形成光滑的轮廓，由于可　得到较好的光爆效果。　寸符合设计要求，不存在漏喷、密贴、溜坍等现　能超挖。刚性的格栅构架不适宜于较硬的围岩，　４．２地质调查　象。　对裂隙中的粘土和不连续的可能不稳定的岩体，　地质调查是钢纤维喷射混凝土衬砌施工的　５．６随机检查回弹的砼料，要求其内含的钢　更加需要喷射混凝土或钢纤维混凝土来加强系　一个重要前序工作，应在爆破后立即进行，对围　纤维含量不得明显超过设计掺量。　统锚杆，通常只需要变更喷射钢纤维混凝土　岩进行定量分析，计算Ｑ值，最后根据Ｑ值与隧　６应用实例　（ＳＦＲＣ）的厚度和锚杆长度就能应用于任何断面　道施工条件，验证设计的支护参数；地质调查的　某铁路隧道（ＤＫ１６７＋５　１４～ＤＫ１６８＋４５２）全长　作为临时或永久的支护，喷混凝土的加强肋，在　具体工作主要为调查围岩节理（包括层理）数量　９３８米，穿越泥盆系中统的干枚岩夹灰岩地层，　需要时能很快做成。　及节理而外观，了解地下水情况等等，Ｑ值的计　千枚岩夹灰岩呈灰～深灰色，薄层状，节理裂隙发　２Ｉ３采用喷射钢纤维混凝土衬砌可以简化　算公式为：　育，岩层中小揉皱多见，顺节理面有石英岩脉侵　施工工序，由于省去了费时费力的二次衬砌或模　Ｑ＝（ＲＱＤ／Ｊ　）｝（Ｊ／Ｊ。）｝（Ｊ√ｓＲＦ）　人，岩层风化严重＿颇重。大部分地段以千枚岩为　筑衬砌，后部工序对钻爆作业的干扰将会缩小，　式中：Ｊ　地下水折减系数；ＳＲＦ：应力折减系　主，局部可见中厚层状灰岩，坡面局部有落石现　钻爆作业时间将会缩短，合理地安排喷射作业与　数；　象，岩体工程性质尚好。工点处地质结构简单，呈　钻爆作业同时进行，将大大提高施工进度．显著　Ｊ　单位体积内各组节理数的总和；　岩体节　单一的单斜地层，岩层产状较稳定。地下水不甚　缩短施工工期，有效降低成本，改善施工环境。　理组数；　发育，水质对圬工没有侵蚀性。本隧道除进口端　３工艺原理　Ｊ　节理粗糙度；Ｊ　节理蚀变度　２３６米Ⅲ类围岩，出口７米明洞。６５米Ⅱ、Ⅲ类围　钢纤维混凝土即是掺人一定数量钢纤维的　ＲＱＤ：岩体质量指标，可取岩芯钻孔完整率，　岩及９Ｏ米下锚段共３９８米采用模筑衬砌外，其　混凝土，根据断裂力学的观点，由于钢纤维具有　也可按该式计算：ＲＱＤ＝Ｉ　１５—３．３＊Ｊ　余５４０米Ｉｖ类围岩全部采用湿喷钢纤维混凝土　阻裂增强作用。使钢纤维混凝土在破坏之前有大　４．３备料　作为永久衬砌。　范围的缓慢稳定裂缝扩展，以及裂纹尖存在微裂　备料工作应提前做好，必须确保本次喷射　７效益分析　区或裂纹过度区。其裂纹扩展过程大致是：随着　材料用量，对砂石料进行筛选，使骨料最大粒径　根据应用于该铁路隧道的经验，己完成的湿　变形的增加，当裂缝扩展通过钢纤维增强效应区　控制在ｌＯｍｍ以下，除去其中过多的针片状骨　喷钢纤维混凝土衬砌与原设计的Ⅳ类围岩模筑　时，裂缝将受到钢纤维的阻挡而缓慢发展或改变　料，对含泥量较高的砂料，应事先冲洗。　衬砌发生的费用进行比较，当钢纤维喷射混凝上　方向绕过钢纤维而在另一个较易通过的区域内　４．４基岩表面处理　厚度为１５ｃｍ时，发生的费用基本相同，当钢纤　通过，然后又被其它钢纤维阻挡。与此同时，由于　由于爆破、装碴等作业，裸露的岩而上会吸　维喷射混凝土厚度为１０ｅｍ时，其费用已远远低　钢纤维与喷混凝土之间的粘着力，开裂区的钢纤　附大量粉尘，在其上直接喷射混凝土，会导致喷　于同等地质条件下的模筑衬砌，考虑到该隧道为　维将提供拉拔阻力，阻止裂纹张开。由于钢纤维　射混凝土与岩面之间的粘结力下降，直接影响　初次试验施工，技术不成熟损耗相对较大，随着　乱向分布的特点，使这种开裂和阻裂也是乱向　ＳＦＲＣ的支护效果，在喷射混凝土之前，根据现　机具、材料、技术的进一步改进与完善，其成本也　的，这样就增加了开裂路径的曲折性，钢纤维混　场情况采用高压风或高压水冲洗。彻底清理岩　将逐渐下降。另一方面，由于省去了费时费力的　凝土在荷载作用下表现为裂纹缓慢的增长。此时　面，须防止岩面过分干糙，否则会过多的吸收新　二次衬砌或模筑衬砌，后部工序对钻爆作业的干　混凝土基体开裂。由于裂纹缓慢增长的结果，混　喷混凝土中的水分。对岩面个别突出的岩石进行　扰将会缩小，钻爆作业时间将会缩短，合理地安　凝土中扩延裂纹所需要的能量随裂纹延伸而增　处理，以便受喷面基本平顺，若存在地下水，事先　排喷射作业与钻爆作业同时进行，将大大提高施　加，直到能量达到一临界值而发生裂纹快速扩展　进行封堵或接排水管排走。　工进度，显著缩短工期，减少对机械占用、工人工　和断裂，这时，钢纤维一端从混凝土中拔出或从　４，５安设检查针　资等大量支出。　中间断裂。从上述分析可知：在混凝土配合比一　在岩面平整处设置检查针，间隔以２ｍ为　责任编辑：宋义　一２Ｏ６一