噴射混凝土作為隧道結(jié)構(gòu)體系與圍巖直接接觸的部分,其硬化體本身的性能、混凝土與圍巖的粘結(jié)性能是關(guān)系到支護結(jié)構(gòu)作用能否很好發(fā)揮的關(guān)鍵問題。隨著隧道建設(shè)逐漸向長大深埋方向發(fā)展,熱害(高地溫)問題日見突出,在濕(干)熱環(huán)境條件下,噴混凝土的物理力學(xué)指標以及與巖石的粘結(jié)性能都會發(fā)生較大變化,可能出現(xiàn)強度倒縮加劇、系統(tǒng)體積穩(wěn)定性變差以及與巖石粘結(jié)力嚴重損失,甚至脫粘開裂喪失支護作用。本項目將通過材料組配性能試驗、模擬環(huán)境和構(gòu)造數(shù)值方法及微觀測試技術(shù)研究揭示不同高地溫情況下噴射混凝土與圍巖組成材料能量或質(zhì)量的變化、熱微觀結(jié)構(gòu)及界面過渡區(qū)作用機理。結(jié)合噴射混凝土性能及界面性能的研究,確定高地溫情況下噴射混凝土及過渡區(qū)短長期力學(xué)性能的變化規(guī)律,分析熱害對噴射混凝土微觀和宏觀性能的影響,提出有效的高地溫情況下噴射混凝土的合理組成材料和施工工藝措施,以保證隧道初期支護短長期功能正常發(fā)揮。
熱害隧道噴射混凝土性能研究的核心問題是粘結(jié)問題和變形問題。本項目在模擬熱害環(huán)境基礎(chǔ)上,通過宏觀試驗和微觀測試分析等技術(shù)手段展開相關(guān)研究。主要進行的研究和創(chuàng)新工作包括:(1)設(shè)計2種噴射混凝土強度等級(C25、C30)和4種溫度工況(20℃、35℃、50℃、70℃),研究了干熱和濕熱環(huán)境對噴射混凝土粘結(jié)強度的影響規(guī)律,揭示其影響機理,進一步證明了熱害對粘結(jié)強度的不利影響。(2)研究了不同養(yǎng)護環(huán)境下噴射混凝土的變形性能,并特別研究了干熱環(huán)境下纖維和礦物摻合料對噴射混凝土收縮變形的抑制效果. (3)從兩個角度(即在基準配合比基礎(chǔ)上摻加礦物摻合料或纖維材料)進行粘結(jié)強度改善探索性研究,并通過微觀測試技術(shù)分析了改善效果和改善機理。結(jié)果表明干熱環(huán)境下?lián)郊愉摾w維,濕熱環(huán)境下?lián)郊拥V物摻合料,兩個措施均可以明顯改善噴射混凝土的粘結(jié)強度。(4)通過電通量試驗,對熱害環(huán)境噴射混凝土耐久性進行了初探。研究成果可為改善熱害隧道初期支護混凝土性能提供技術(shù)支撐。 2100433B
一般噴射工藝分干噴和濕噴。對于用于人工手動操作的干噴機和小型濕噴機,噴射的回彈量和掉落現(xiàn)象還是很容易控制的。如果出現(xiàn)大量掉落現(xiàn)象,那就是噴砼配比和速凝劑的問題。對于大型濕噴機(機械手),出現(xiàn)掉落噴砼的...
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噴射混凝土施工是增加地下工程圍巖穩(wěn)定性的一種重要手段,掌握其檢測方法對地下工程開挖斷面的防護加固、結(jié)構(gòu)補強,施工安全非常重要,本文主要介紹了噴射混凝土初期強度、附著強度和耐久性的檢測方法.
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納米材料由于具有特殊性能而被譽為21世紀的新型材料,其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,在高耐久性混凝土和高性能混凝土中得到發(fā)展,在新時代的發(fā)展中,將納米材料作為一種摻加料引入到混凝土的拌合過程中從而改善混凝土的各方面性能是近年來的研究熱點。本文簡要描述納米材料的特性,主要討論納米材料對噴射混凝土性能的影響。
掘進工作面通風(fēng)特點是獨頭式通風(fēng),有關(guān)熱害礦井掘進面的研究主要集中在模擬研究方面。掘進面的通風(fēng)方式主要分為壓入式、抽出式和壓抽混合式,其中壓入式通風(fēng)屬于末端封閉有限空間的貼壁射流。
礦井熱源主要有圍巖散熱、空氣壓縮熱、機電設(shè)備放熱、水流放熱、氧化熱、爆破放熱、巖體下落放熱、巖體破碎放熱、人體新陳代謝放熱。為改善礦井作業(yè)環(huán)境而采取的降溫措施的合理性和經(jīng)濟性,在很大程度上取決于礦井風(fēng)流的溫度預(yù)測的準確性。在礦井風(fēng)溫預(yù)測計算中,實質(zhì)上是解決兩個問題,即給予風(fēng)流的熱量和熱量分配于風(fēng)流顯熱和潛熱兩部分增加的規(guī)律,而圍巖傳熱則是礦井熱源研究中的主要部分,圍巖散熱研究的重點是換熱系數(shù)的研究。
【學(xué)員問題】隧道噴射混凝土施工要點?
【解答】開挖后及時初噴C20砼厚4cm,剛拱架施工完畢后復(fù)噴至設(shè)計厚度28cm,噴射混凝土采用濕噴作業(yè)以減少回彈量和粉塵。
(1)噴射作業(yè)時,應(yīng)嚴格控制水灰比和速凝劑摻量,噴射后,使噴層表面平整光滑、無干斑或滑移流淌現(xiàn)象;
(2)噴射時應(yīng)分段、分部、分塊,按先墻后拱、自下而上地進行。分段長度不超過6m,分部為先下后上,分塊大小為2m×2m,這樣以減少混凝土因重力作用而引起滑動或脫落現(xiàn)象的發(fā)生;
(3)噴射混凝土?xí)r,可按螺旋形移動前進,也可以采用S形往返移動前進;
(4)控制好噴嘴與受噴面的距離和角度,距離為0.6~1.2m為宜,過大或過小都回增加回彈量,噴嘴與受噴面垂直,并稍微偏向剛噴射的部位(傾斜角不宜大于100),則回彈量最小,噴射效果最佳。對于巖面凹陷處應(yīng)先噴和多噴,而凸出處應(yīng)后噴或少噴。
(5)調(diào)節(jié)好風(fēng)壓、水壓,風(fēng)壓過大則回彈量增大,過小則混凝土密實性差;
(6)噴射作業(yè)應(yīng)分層進行,一次噴射太厚,會引起膨脹,影響混凝土的粘接力和凝聚力,容易造成離層或因自重而出現(xiàn)錯裂引起大片坍落;一次噴射太薄,則粗骨料不宜粘接牢固,增加回彈量;因此,一次噴射太厚或太薄對噴射質(zhì)量都有影響,但初噴厚度不得小于4~6cm.
(7)噴射混凝土作業(yè)完成后,噴射機和輸送管內(nèi)的積料必須及時清除干凈;
(8)噴射混凝土作業(yè)必須緊跟開挖面,下次爆破與噴混凝土作業(yè)面完成時間的間隔不得小于4h.
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成,供參考,如有問題請及時溝通、指正。
【學(xué)員問題】隧道噴射混凝土施工要點?
【解答】開挖后及時初噴C20砼厚4cm,剛拱架施工完畢后復(fù)噴至設(shè)計厚度28cm,噴射混凝土采用濕噴作業(yè)以減少回彈量和粉塵。
(1)噴射作業(yè)時,應(yīng)嚴格控制水灰比和速凝劑摻量,噴射后,使噴層表面平整光滑、無干斑或滑移流淌現(xiàn)象;
(2)噴射時應(yīng)分段、分部、分塊,按先墻后拱、自下而上地進行。分段長度不超過6m,分部為先下后上,分塊大小為2m×2m,這樣以減少混凝土因重力作用而引起滑動或脫落現(xiàn)象的發(fā)生;
(3)噴射混凝土?xí)r,可按螺旋形移動前進,也可以采用S形往返移動前進;
(4)控制好噴嘴與受噴面的距離和角度,距離為0.6~1.2m為宜,過大或過小都回增加回彈量,噴嘴與受噴面垂直,并稍微偏向剛噴射的部位(傾斜角不宜大于100),則回彈量最小,噴射效果最佳。對于巖面凹陷處應(yīng)先噴和多噴,而凸出處應(yīng)后噴或少噴。
(5)調(diào)節(jié)好風(fēng)壓、水壓,風(fēng)壓過大則回彈量增大,過小則混凝土密實性差;
(6)噴射作業(yè)應(yīng)分層進行,一次噴射太厚,會引起膨脹,影響混凝土的粘接力和凝聚力,容易造成離層或因自重而出現(xiàn)錯裂引起大片坍落;一次噴射太薄,則粗骨料不宜粘接牢固,增加回彈量;因此,一次噴射太厚或太薄對噴射質(zhì)量都有影響,但初噴厚度不得小于4~6cm.
(7)噴射混凝土作業(yè)完成后,噴射機和輸送管內(nèi)的積料必須及時清除干凈;
(8)噴射混凝土作業(yè)必須緊跟開挖面,下次爆破與噴混凝土作業(yè)面完成時間的間隔不得小于4h.
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