基于机械手施工的隧道湿喷混凝土质量主要影响因素研究

依托港珠澳大桥珠海连接线加林山隧道工程实践,基于喷射混凝土作用要求、湿喷混凝土特点与适用性、大型湿喷机械手性能,就机械手施工的隧道湿喷混凝土强度、附着性、密实性等控制要素的主要相关影响因素展开研究,重点就湿喷混凝土原材料、配合比、回弹率等因素对其强度的影响进行试验分析,提出机械手施工湿喷混凝土的一些技术指标要求,为类似工程施工提供借鉴。     

漫谈矿山法隧道技术第二讲——喷混凝土

阐述了各国对喷混凝土初期强度的要求和日本的相关研究,强调在今后的隧道施工中,必须强化对喷混凝土初期强度的测试,积累有关初期强度的数据,摸清楚初期强度与变形控制的规律。喷混凝土最佳配比是确保喷混凝土质量的关键,介绍日本建议的确定喷混凝土最佳配比的试验施工流程,提出应建立喷混凝土生产线。比较详细地介绍了国外,尤其是日本对喷混凝土机械的研制及应用情况(包括:分离式喷射系统,一体式喷射系统,长臂喷射机,双喷嘴喷射机等),认为提高喷混凝土施工机械化水平,实现快速及时喷混凝土,对保证施工安全有重要作用,是保证喷混凝土质量的关键之一。列举了各国应用纤维喷混凝土的现状,认为合适的纤维补强材料可以取代金属网,应当尝试,以简化作业程序、提高喷混凝土速度和质量。介绍了日本青函隧道对喷混凝土的耐久性进行的长达40年的调查情况,认为青函隧道的喷混凝土保持了长期的耐久性。最后强调,强化对喷混凝土技术的研究和机械的开发,是目前急需解决的重要任务之一;如何确保喷混凝土的初期强度,如何建立喷混凝土生产线,是今后在施工中应予以关注的问题,这2个问题不解决,就不能确保喷混凝土在初期支护中发挥其应有的功能。     

隧道施工中混凝土水化作用的控制

水泥的水化作用对混凝土的可加工时间和强度变化有着决定性的影响。在隧道 施工中往往会出现施工工序延误的情况。因此掌握水化作用是很重要的，这样便可根据需要而更好地使用喷混凝土。近七年以来，已开发了一种二组份系的混凝土添加剂。采用这种添加剂，可在７２ｈ以内阻止水化作用。不过，在这段时间内可随时使喷混凝土活化。由此，隧道施工人员可使喷混凝土的施做作业适应于掘进过程中不断变化的状况，而不会担心因混凝土的超前     

湿喷混凝土在公路隧道初期支护中的施工技术与质量分析

隧道初期支护喷射混凝土目前存在干喷、湿喷两种基本工艺,干喷混凝土由于难以准确控制水灰比和速凝剂掺量,故平均强度较低,且离散性大;湿喷工艺可以通过对混凝土配合比(特别是水灰比)和速凝剂掺量的有效控制来确保喷射混凝土强度及减小强度变异系数.以承朝高速公路长逢沟隧道为工程实例,从湿喷混凝土配合比设计及优化、机械选择组合、施工...     

公路隧道高性能湿喷混凝土配合比研究与应用

针对目前公路隧道湿喷混凝土现场喷射回弹量大、强度低、成本高、工作性能不佳等问题，通过在试验材料中添加流变控制剂(RC430),解决了砂率高、石屑含粉量高造成的混凝土粘稠现象，同时考虑水灰比、砂率、石屑占细集料比例和RC430含量4个因素，进行正交试验和现场实测，不断优化喷射混凝土配合比，以得到最佳湿喷混凝土配合比，并研制出一种高性能的湿喷混凝土。试验结果和现场应用表明：1)砂率对喷射混凝土回弹率的影响最为显著，最佳砂率为70%;2)水灰比对喷射混凝土强度影响最大，最佳水灰比为0.47;3)石屑占细集料比例为50%及RC430含量为0.4%时，其喷射混凝土工作性能最佳；4)金林隧道现场试验中，研制的高性能混凝土28 d抗压强度均满足设计要求，回弹率较普通喷射混凝土降低50%,综合经济成本降低。     

奥地利斯坦豪斯隧道采用的湿喷混凝土和结构用混凝土

斯坦豪斯隧道是Semmering连接线的一部分，穿过奥地利疗养胜地Semmering附近，地质条件极其复杂。因此。对支护喷射混凝土有很高的要求，需要大量使用早期高强度湿喷混凝土。本文介绍了所使用的早期强度为J2和J3级的湿喷混凝土，以及非碱性速凝剂。文章还介绍了确定用于拱顶混凝土成熟度的方法。这种方法已经成功地应用于斯坦豪斯隧道施工。     

纤维单掺和混掺对活性粉末混凝土高温力学性能影响的试验研究

为了研究纤维单掺以及纤维混杂对活性粉末混凝土耐高温性能的影响,该文通过试验研究了钢纤维(SF)、聚丙烯纤维(PPF)和混杂纤维对混凝土经高温后抗压强度、抗折强度、抗拉强度和折拉比的影响。结果表明:SF混凝土和PPF混凝土强度随温度的变化规律相似,存在一拐点温度,当温度低于拐点温度时,升高温度会使强度增大,而当温度超过拐点温度时,再升高温度反而会使强度降低;SF对高温后混凝土的抗压强度,尤其是抗折强度和抗拉强度有显著影响,且SF掺量越大混凝土耐高温性能越好;当温度高于200℃时,增大PPF掺量能改善混凝土的耐高温性能,而当温度低于200℃时增大PPF掺量反而使耐高温性能降低;纤维混杂显著提高了混凝土的耐高温性能,SF对高温后抗折强度和抗拉强度的改善效果远大于PPF。     

高大温差对水泥混凝土力学性能的影响

为减少高温、大温差环境下水泥混凝土的早期裂缝产生，在高温循环、高温基准以及常温基准3种养护条件下，测试了混凝土的强度、动弹性模量与超声声速，以评价其在极端条件下的力学性能影响。结果表明：大温差混凝土的临界破坏时间大致与终凝时间相同；在临界破坏时间以前，混凝土内部的温差应力大于30%的极限抗拉强度应力，此时混凝土处于“易损期”,内部易产生塑性裂缝；C60混凝土的临界破坏时间最短(8 h),同时“易损期”较短，因而受高温、大温差养护环境的影响小，具有较好的抗裂性。     

公路隧道干、湿喷混凝土的强度性能指标对比分析

通过现场测试,湿喷混凝土比干喷混凝土具有粉尘和回弹少、平均强度高、强度标准差小、工程质量好等优点,可在公路隧道建设中普遍推广应用.     

CFRP约束高温后混凝土圆柱体轴压力学性能试验研究

进行8个素混凝土及16个CFRP约束混凝土标准尺寸圆柱体轴心受压试验,探究CFRP约束高温后混凝土轴心受压力学性能受高温及CFRP布层数影响的变化规律。结果表明:温度和CFRP对高温后混凝土强度均有重要影响,高温对CFRP约束混凝土的抗压强度具有软化效应,使其抗压强度大幅减小;而CFRP约束作用对抗压强度产生强化效应使其抗压强度显著增大,两者共同存在并以CFRP约束产生的强化效应为主。CFRP约束对于增强高温后混凝土的变形能力也有积极作用。外包CFRP有利于增强混凝土耗能能力,增加外包CFRP布层数使得混凝土耗能能力增强,但增幅逐渐变小,温度对CFRP约束混凝土耗能能力的影响基本可以忽略不计。将试验结果与现有常温下CFRP约束混凝土强度的计算模型相结合,并以相关假设为前提给出能计算其高温后抗压强度的计算模型,该模型与试验结果吻合较好。     

地场温度对湿喷桩成桩质量影响的试验研究

为探索地场温度对湿喷桩成桩质量的影响，自行研制了地场温度现场测试系统，并开发了湿喷桩大型室内相似模型试验系统，研究了湿喷桩桩长范围内地场温度的季节性变化规律和地场温度对湿喷桩强度的影响规律。结果表明：地基16m范围内，地场温度以年为周期变化于12～20℃之间，气温是控制地场温度分布规律变化的主要因素，气温大于20℃时，地场温度随深度呈规则衰减趋势，在12～14m处趋于恒定；气温小于20℃时，地场温度随深度先增加然后递减，在12～14m处趋于恒定，拐点深度约为7m；地场温度变化对浅部湿喷桩强度存在较大影响，而7m以下，地场温度对湿喷桩强度影响较小，不同季节下湿喷桩强度差异不足3％。由此可见，地场温度是影响湿喷桩强度变化的重要因素，合理选择施工时间，可以提高湿喷桩成桩质量。     

在隧道设计的收敛—约束法中模拟喷混凝土逐渐硬化过程

隧道喷混凝土支护的农渐硬化过程非常重要，因为它影响地层位移的支护响应以及喷混凝土衬砌中产生的应力。本文介绍了一种能够考虑喷混凝土的硬化过程，并能提供支护隧道的收敛一约束曲线的新模型。     

国产沥青混凝土抗剪强度的研究

我们知道,路面面层主要是承受行车的磨耗及水平力的剪切作用,而柔性面层如沥青混凝土已不能沿用过去的强度指标来衡量其好坏,应以多轴向负载的三轴剪切强度来衡量才是确切的。本文主要研究了利用国产沥青作为结合料的碎、砾石沥青混凝土在常温和高温时的抗剪强度,以及在高温时不同施荷速度时对它的影响。我们利用了这些强度指标修建了一些试验路,获得了初步的预期效果。     

调凝剂及养护温度对混凝土强度发展的影响

通过研究掺加促凝剂、缓凝剂后,在不同养护条件下混凝土强度的发展情况,揭示调凝剂和养护温度对混凝土强度发展的耦合作用规律。结果表明:促凝剂提高混凝土早期强度,而缓凝剂组后期强度最高;高温促进混凝土早期强度发展,而低温养护下混凝土后期强度更高。不同调凝剂和养护温度作用下,混凝土强度发展均出现交叉性。利用成熟度法可以很好的评价不同条件下混凝土强度发展,并提出对与高温条件及缓凝剂作用下的成熟度-强度修正公式。     

刚性路面设计中混凝土强度增长效应的考虑

本文根据意大利和美国波特兰水泥协会的混凝土强度增长规律和我国设计方法中混凝土疲劳方程，定量地分析了混凝土强度增长对路面结构疲劳寿命的影响；并通过引入混凝土强度增长系数使设计时方便地考虑混凝土强度增长效应。其结果表明：混凝土强度增长效应对路面结构疲劳寿命的影响是巨大的，在通常情况下，它的影响约等于使混凝土设计强度提高二个等级。     

湿喷施工工艺浅述

随着隧道复合式衬砌结构已成主流,单层衬砌也得到重视和发展,喷射混凝土设计基准强度将提高,环保要求将越来越严,作业人员的环保意识也越来越强.由于劳动强度大,功效低,粉尘大,回弹量高,耐久性差,物料搅拌不均匀,质量不易控制,性能不稳定,混凝土早期强度低等缺点,干喷工艺已逐渐被淘汰,取而代之的是具有回弹量低,质量易控制,性能稳定,混凝土早期强度高等优点的湿喷工艺.     

钢纤维混凝土湿式喷射工法

钢纤维混凝土湿式喷射工法适用于隧道和地下工程以及所有需要快速提供强度的结构。本工法应用于云南元磨高速公路布陇箐隧道元江端隧道的初期支护，回弹率低，粉尘含量少，施工安全，施工速度与干喷相差不大，混凝土品质稳定。     

基于ABAQUS拱架模型的超大断面隧道初期支护承载力学特性及变形控制研究

本文以全国跨度最大、长度最长的双向八车道高速公路隧道—乐疃隧道为工程背景,建立以三榀拱架为代表的超大断面隧道初期支护数值模拟计算模型,分析了不同混凝土喷层强度下拱架应力和拱顶位移变化规律,计算结果表明随着混凝土喷层强度的提高,拱架最大应力逐步降低,拱顶位移逐步减少,拱脚、拱肩和拱顶均出现明显的应力集中,需要进行局部加强。基于此,得到了拱架的局部加强措施和喷层混凝土的强度比选,并在工程现场中得到应用。     

金华山软岩铁路隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度分析

以赣州—龙岩铁路金华山软岩隧道湿喷纤维混凝土支护结构为研究对象［1,2］,由于湿喷纤维混凝土支护结构物理、力学参数和喷层厚度的离散性及混凝土强度破坏准则难以用支护材料参数显式表达,对该类隧道支护结构进行可靠度分析十分困难。采用响应面法计算湿喷纤维混凝土支护结构的可靠度方法,并给出了计算流程;其中围岩-支护结构的确定性分析采用非线性有限元法,可靠度分析采用二次响应面法。分析结果表明:金华山隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度指标高,处于安全状态。     

湿喷防水混凝土在隧道防水中的施工技术

湿喷防水混凝土技术主要利用湿喷技术将结构支护和结构防水合二为一,使支护结构具有早期强度高、防水性能好、施工粉尘含量低、适应性广等特点。文章结合夹活岩特长隧道工程实例,介绍湿喷混凝土的防水机理、原材料选择、组分配比及施工工艺等。