机制砂钢纤喷射混凝土在铁路铁路隧道中应用

《机制砂钢纤喷射混凝土在铁路铁路隧道中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机制砂钢纤喷射混凝土在铁路铁路隧道中的应用黄绪泉1，胡嗣斌2，成立1，王小萍1(1．荆楚理工学院化工研究所，湖北荆门448000：2．中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北十堰442013)摘要：通过对喷射工艺以及机制砂和钢纤维喷射混凝土特点的分析，直接采用增加水泥用量和保持机制砂中石粉含量和合理的喷射工艺，设计机制砂钢纤维喷射混凝土，在施工中能取得好的效果。关键词：机制砂：钢纤维喷射混凝土；铁路隧道；施工工艺中图分类号：TU528．53文献标识码：A文章编号：1001-702X(2008)01-

2、0008-030前言某承建工程中有3座隧道，即庙湾隧道、帽盒山隧道和三圣寺隧道。其中庙湾隧道全长1074m，为-0．82％单面下坡；帽盒山隧道全长1454m，坡度分别为-1．62％、-1．54％的单面下坡：三圣寺隧道全长1505m，坡度分别为-1．54％、-1．39％、-0．29％的单面下坡。隧道设计均为单线，围岩级别均为Ⅳ、V级，隧道开挖采用光面爆破控制措施，初期支护设计为C25钢纤维喷射混凝土。喷射混凝土宜采用级配良好、细度模数应大于2．5的中粗砂做细集料效果最好，而该工程地处重庆市万州境内

3、，受自然环境条件所限只有特细砂，特细砂由于比表面积大、黏稠等不能用于配制喷射混凝土，而外购中粗砂需远到岳阳，运距远，到达施工现场价格高达94元／m3，该工程为投标价较低的外资标，砂价过高会增加工程成本压力。为降低成本，只有采用当地石山加工的机制砂作为细集料配制机制砂钢纤维喷射混凝土。但在隧道施工中，对是否可以使用人工砂作为喷射混凝土的细骨料，TBl0417—2003《铁路隧道工程施工质量验收标准》中没有明确规定。而且由于机制砂表面形状差、颗粒级配不够理想且波动较大，易造成混凝土的和易性不佳，混凝

4、土的质量不易控制。工程上普通钢纤维喷射混凝土多采用42．5级普硅水泥，采用机制砂做钢纤维喷射混凝土的细集料多掺加粉煤灰、硅灰和减水剂以改善机制砂工作性的不足，增加细粉料和提高机制砂钢纤维喷射混凝土和易性，这会导致需水量增大、增加成本和工艺的复杂性。为此，我们根据工程实际情况并参考以前普通喷射混凝土施工经验，直接采用32．5级普硅水泥并增大用量、保持机制砂一定的石粉含量和合理的喷射工艺设计C25机制砂钢纤维喷射混凝土进行施工。1原材料情况水泥：采用重庆腾辉水泥股份有限公司生产的P·032．5水泥，

5、初凝时间为3．32h，终凝时间4．50h，安定性合格(雷氏法)：宜昌华新水泥股份有限公司产P·032．5水泥，初凝时间3．10h，终凝时间4．20h。水泥标准稠度用水量均为27％。其物理力学性能见表1。碎石：重庆万州区丰华矿石厂提供，石灰岩质5~10mm，符合连续级配要求，含泥量0．3％，泥块含量0．18％，压碎值7．3％，针片状颗粒含量5．8％，表观密度2．66g／em~，堆积密度1．51g/m3，吸水率1．5％。机制砂：重庆万州区丰华矿石厂提供的机制砂，石粉含量4．0％，泥块含量0．3％，细

6、度模数3．6，压碎指标值23％，表观密度2．635g／cm3，堆积密度1．505S／cm3，碱骨料反应0．026％，硫化物含量0．06％，氯化物含量0．03％。砂级配见图1。从图1看出，其级配不是很好。水：施工用水为转嘴河的河水。经检验可用于各类混凝土拌合用水，检测不溶物2mg／L，可溶物284mg／L，硫酸盐(以计)37．9mg／L，氯化物(以C1-计)26．3mg／L，pH值8．26，硫化物(以S2—计)5．5mg／L。速凝剂：郑州南川市双利建材厂提供R-Ⅱ型速凝剂，掺量为水泥用量的4％时，

7、初凝时间3min，终凝时间11．83min。钢纤维：武汉汉森钢纤维有限公司产普通碳素钢纤维，检测抗拉强度809MPa，符合TBl0417—2003要求。2施工工艺钢纤维喷射混凝土搅拌喷射工艺归纳起来有3种，即干拌于喷工艺、湿拌湿喷工艺和先干后湿拌湿喷工艺。2．1干拌干喷工艺干拌关键在于投料顺序，通常先将细集料、粗集料、水泥、钢纤维和速凝剂进行干拌后，从喷射机的一喷嘴喷射出与同时从另一喷嘴喷射出的水在喷嘴口处混合成混凝土后，进一步喷射到施工面(见图2)。2．2湿拌湿喷工艺先将钢纤维、细集料、粗集料

8、和水泥一起投入搅拌机干拌，使钢纤维均匀分散到混合料中，然后再加水湿拌后从喷射机一喷嘴喷射出，与同时从另一喷嘴喷射的速凝剂在喷嘴口处混合成混凝土喷射到施工面(见图3)，该工艺可使钢纤维在混凝土中均匀分散，避免钢纤维尚未分散即被水泥砂浆或水泥净浆包裹成钢纤维球的现象。2．3先干拌后湿拌湿喷工艺先将细集料、粗集料、水泥进行干拌，再加水和用纤维分散机分散的钢纤维均匀投料湿拌后从喷射机一喷嘴喷射出，与同时从另一喷嘴喷射的速凝剂在喷嘴口处混合成混凝土喷射到施工面。采用该工艺要采用机械分散纤维的设备，才能有好