本發(fā)明涉及一種隧道用的C20混凝土及壓模噴射混凝土工藝，特別是一種隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土及壓模噴射混凝土工藝。
背景技術(shù)：
混凝土，簡(jiǎn)稱為“砼（tóng）”：是指由膠凝材料將骨料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作骨料；與水（可含外加劑和摻合料）按一定比例配合，經(jīng)攪拌而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應(yīng)用于土木工程。由于隧道初期支護(hù)必須緊跟開(kāi)挖面及時(shí)施作，以減少圍巖暴露時(shí)間及抑制圍巖變形，鑒于目前隧道新型噴射混凝土設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用高昂，若項(xiàng)目隧道初期支護(hù)噴射混凝土數(shù)量不多，基于節(jié)約成本的角度考慮，不宜采用新型噴射混凝土設(shè)備進(jìn)行規(guī)模化的噴射混凝土作業(yè)。貴州省公路工程集團(tuán)有限公司平羅高速第七、第八施工段項(xiàng)目經(jīng)理部研發(fā)了一種鋼支撐初期支護(hù)壓模噴射混凝土施工技術(shù)，能夠有效減少噴射混凝土施工的回彈率特別適用于短隧道噴射噴射混凝土施工。因此，隧道鋼支撐初期支護(hù)壓模噴射混凝土施工技術(shù)，是有效節(jié)約施工成本的綠色環(huán)保隧道初期支護(hù)技術(shù)，開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)和工藝研究，并推廣應(yīng)用，對(duì)解決目前噴射混凝土的背后空洞、強(qiáng)度及平整度問(wèn)題，具有重大意義。但是常規(guī)隧道初期支護(hù)噴射混凝土回彈率高達(dá)25%以上，如何減少隧道施工回彈率，是當(dāng)今公路隧道施工廣大技術(shù)人員不斷探索的迫切問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，提供一種隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土及壓模噴射混凝土工藝。本發(fā)明具有回彈率低，且坍落度適中的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案：一種隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土，由水泥、碎石、砂、外加劑和水組成。
前述的隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土，所述碎石和砂采用連續(xù)級(jí)配。
前述的隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土，所述碎石的粒徑為4.75-9.5mm，所述砂的粒徑為0.075-4.75mm。
前述的隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土，所述混凝土按重量份計(jì)，由水泥378-430份、碎石843-869份、砂842-868份、外加劑22.6-25.8份和水180-190份組成。
前述的隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土，按重量份計(jì)，由水泥402份、碎石857份、砂856份、外加劑24.12份和水185份組成。
前述的隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土，所述外加劑為速凝劑, 速凝劑初凝小于5min，終凝小于10min。
一種使用前述的隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土的壓模噴射混凝土工藝，包括如下步驟：
（1）錨桿施工：在隧道壁上按照設(shè)計(jì)間距進(jìn)行錨桿孔施工，在孔深、孔內(nèi)清洗檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)行錨桿灌注施工；
（2）外層鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)施工：在錨桿達(dá)到使用強(qiáng)度要求后進(jìn)行鋪設(shè)外層鋼筋網(wǎng)施工，鋼筋網(wǎng)緊貼巖面，鋼筋網(wǎng)在遇錨桿時(shí)固定在錨桿上；
（3）鋼拱架安裝：將按照隧道斷面尺寸加工成型的鋼拱架安裝在隧道內(nèi)；
（4）里層鋼筋網(wǎng)安裝：將里層鋼筋網(wǎng)安裝在鋼拱架之間，兩側(cè)固定在鋼拱架上；
（5）壓模板到鋼拱架上并安裝固定、噴射混凝土：從鋼拱架兩側(cè)底部開(kāi)始，把可拆卸模板壓到拱架上并安裝固定好，形成混凝土倉(cāng)，將混凝土以垂直于巖面的方式噴入混凝土倉(cāng)，待混凝土凝固后拆除模板并循環(huán)壓入和安裝固定于未噴混凝土部分的鋼拱架上，進(jìn)行連續(xù)噴射作業(yè)。
前述的壓模噴射混凝土工藝，所述可拆卸模板安裝間距15-25公分，每次安裝8-12塊，噴射高度1.2-3米。
前述的壓模噴射混凝土工藝，所述步驟（5）中，噴射時(shí)，噴嘴垂直于巖面，距受噴面0.8～1.2m，呈螺旋移動(dòng)，風(fēng)壓0.5～0.7MPa。
前述的壓模噴射混凝土工藝，所述步驟（5）中，噴射時(shí)，速凝劑在噴嘴處摻入。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明混凝土在貴州余慶至安龍高速公路平塘至羅甸段進(jìn)行試驗(yàn)，如下短隧道初期支護(hù)噴射混凝土施工：下壩隧道(ZK58+830～ZK59+185\YK58+835～YK59+190)、擺臺(tái)隧道（ZK59+590～ZK59+848\YK59+590～YK59+840）、云頂山隧道（YK60+950-YK61+220\ ZK60+949-ZK61+221）等。
1、同普通噴射混凝土相比，壓模噴射混凝土回彈率很小；坍落度適中，為90mm（通常坍落度為80-100mm）。
2、本發(fā)明的混凝土通過(guò)上述施工工藝施工后，回彈率最多能降低至4%以內(nèi)，相較于現(xiàn)有技術(shù)的25的回彈率，取得了良好的效果。經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)核算，能節(jié)約施工成本10%左右。
3、同時(shí)，本發(fā)明的混凝土配合比通過(guò)與所述工藝配合后，與傳統(tǒng)的噴射混凝土相比，物理力學(xué)性能多有所改善，具有強(qiáng)度增長(zhǎng)快、粘結(jié)力強(qiáng)、密度大、抗?jié)B性好的特點(diǎn)；它能較好地填充巖塊間的裂隙的凹穴，增加圍巖的整體性，防止自由面的風(fēng)化和松動(dòng)，并與圍巖共同工作，前期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，能及早發(fā)揮承載作用。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)施例
實(shí)施例1：一種隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土，由水泥、碎石、砂、外加劑和水組成；其中碎石和砂采用連續(xù)級(jí)配；碎石的粒徑為4.75-9.5mm，砂的粒徑為0.075-4.75mm,實(shí)測(cè)塌落度90mm；
上述混凝土按重量份計(jì)，由水泥402份、碎石857份、砂856份、外加劑24.12份和水185份組成；水泥標(biāo)號(hào)為P.O42.5；外加劑為速凝劑, 速凝劑初凝小于5min，終凝小于10min。
實(shí)施例2：一種隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土，由水泥、碎石、砂、外加劑和水組成；其中碎石和砂采用連續(xù)級(jí)配；碎石的粒徑為4.75-9.5mm，砂的粒徑為0.075-4.75mm，實(shí)測(cè)塌落度為100mm；
上述混凝土按重量份計(jì)，由水泥378份、碎石869份、砂868份、外加劑22.6份和水185份組成；水泥標(biāo)號(hào)為P.O42.5；外加劑為速凝劑, 速凝劑初凝小于5min，終凝小于10min。
實(shí)施例3：一種隧道鋼支撐初期支護(hù)用的C20混凝土，由水泥、碎石、砂、外加劑和水組成；其中碎石和砂采用連續(xù)級(jí)配；碎石的粒徑為4.75-9.5mm，砂的粒徑為0.075-4.75mm,實(shí)測(cè)塌落度為80mm；
上述混凝土按重量份計(jì)，由水泥430份、碎石843份、砂842份、外加劑25.8份和水185份組成；水泥標(biāo)號(hào)為P.O42.5；外加劑為速凝劑, 速凝劑初凝小于5min，終凝小于10min。
實(shí)施例4：使用上述混凝土的壓模噴射混凝土工藝，包括如下步驟：
（1）對(duì)松動(dòng)巖塊以及對(duì)設(shè)計(jì)斷面超欠挖的地方進(jìn)行清理，同時(shí)需要對(duì)巖面進(jìn)行高壓水清洗；
（2）錨桿施工：在清洗后的隧道壁上按照設(shè)計(jì)間距進(jìn)行錨桿孔施工，在孔深、孔內(nèi)清洗檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)行錨桿灌注施工；
（3）外層鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)施工：在錨桿達(dá)到使用強(qiáng)度要求后進(jìn)行鋪設(shè)外層鋼筋網(wǎng)施工，鋼筋網(wǎng)緊貼巖面，鋼筋網(wǎng)在遇錨桿時(shí)固定在錨桿上；
（4）鋼拱架安裝：將按照隧道斷面尺寸加工成型的鋼拱架安裝在隧道內(nèi)；
（5）里層鋼筋網(wǎng)安裝：將里層鋼筋網(wǎng)安裝在鋼拱架之間，兩側(cè)固定在鋼拱架上；
（6）壓模板到鋼拱架上并安裝固定、噴射混凝土：從鋼拱架兩側(cè)底部開(kāi)始，把可拆卸模板壓到拱架上并安裝固定好（可拆卸模板通過(guò)插銷套鎖方式固定在鋼拱架上），形成混凝土倉(cāng)，將混凝土以垂直于巖面的方式噴入混凝土倉(cāng)，待混凝土凝固后拆除模板并循環(huán)壓入和安裝固定于未噴混凝土部分的鋼拱架上，進(jìn)行連續(xù)噴射作業(yè)；
（7）噴射作業(yè)結(jié)束，混凝土凝固后還需進(jìn)行拆后補(bǔ)噴，在拆除模板后將混凝土表面補(bǔ)噴平整。
所述可拆卸模板安裝間距20公分，每次安裝10塊，噴射高度2米。
所述步驟（6）中，噴射時(shí)，噴嘴垂直于巖面，距受噴面1m，呈螺旋移動(dòng)，風(fēng)壓0.6MPa。
所述步驟（6）中，噴射時(shí)，液態(tài)速凝劑在噴嘴處摻入。
實(shí)施例5：使用上述混凝土的壓模噴射混凝土工藝，包括如下步驟：
（1）錨桿施工：在清洗后的隧道壁上按照設(shè)計(jì)間距進(jìn)行錨桿孔施工，在孔深、孔內(nèi)清洗檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)行錨桿灌注施工；
（2）外層掛鋼筋網(wǎng)施工：在錨桿達(dá)到使用強(qiáng)度要求后進(jìn)行掛外層鋼筋網(wǎng)施工，鋼筋網(wǎng)緊貼巖面，鋼筋網(wǎng)在遇錨桿時(shí)固定在錨桿上；
（3）鋼拱架安裝：將按照隧道斷面尺寸加工成型的鋼拱架安裝在隧道內(nèi)；
（4）里層鋼筋網(wǎng)安裝：將里層鋼筋網(wǎng)安裝在鋼拱架之間，兩側(cè)固定在鋼拱架上；
（5）壓模板到鋼拱架上并安裝固定、噴射混凝土：從鋼拱架兩側(cè)底部開(kāi)始，把可拆卸模板壓到拱架上并安裝固定好（可拆卸模板通過(guò)插銷套鎖方式固定在鋼拱架上），形成混凝土倉(cāng)，將混凝土以垂直于巖面的方式噴入混凝土倉(cāng)，待混凝土凝固后拆除模板并循環(huán)壓入和安裝固定于未噴混凝土部分的鋼拱架上，進(jìn)行連續(xù)噴射作業(yè)；
（6）噴射作業(yè)結(jié)束，混凝土凝固后還需進(jìn)行拆后補(bǔ)噴，在拆除模板后將混凝土表面補(bǔ)噴平整。
所述可拆卸模板安裝間距15公分，每次安裝8塊，噴射高度1.2米。
所述步驟（5）中，噴射時(shí)，噴嘴垂直于巖面，距受噴面0.8m，呈螺旋移動(dòng)，風(fēng)壓0.5MPa。
所述步驟（5）中，噴射時(shí)，液態(tài)速凝劑在噴嘴處摻入。
實(shí)施例6：使用上述混凝土的壓模噴射混凝土工藝，包括如下步驟：
（1）對(duì)松動(dòng)巖塊以及對(duì)設(shè)計(jì)斷面超欠挖的地方進(jìn)行清理，同時(shí)需要對(duì)巖面進(jìn)行高壓水清洗；
（2）錨桿施工：在清洗后的隧道壁上按照設(shè)計(jì)間距進(jìn)行錨桿孔施工，在孔深、孔內(nèi)清洗檢查驗(yàn)收合格后進(jìn)行錨桿灌注施工；
（3）外層掛鋼筋網(wǎng)施工：在錨桿達(dá)到使用強(qiáng)度要求后進(jìn)行掛外層鋼筋網(wǎng)施工，鋼筋網(wǎng)緊貼巖面，鋼筋網(wǎng)在遇錨桿時(shí)固定在錨桿上；
（4）鋼拱架安裝：將按照隧道斷面尺寸加工成型的鋼拱架安裝在隧道內(nèi)；
（5）里層鋼筋網(wǎng)安裝：將里層鋼筋網(wǎng)安裝在鋼拱架之間，兩側(cè)固定在鋼拱架上；
（6）壓模板到鋼拱架上并安裝固定、噴射混凝土：從鋼拱架兩側(cè)底部開(kāi)始，把可拆卸模板壓到拱架上并安裝固定好（可拆卸模板通過(guò)插銷套鎖方式固定在鋼拱架上），形成混凝土倉(cāng)，將混凝土以垂直于巖面的方式噴入混凝土倉(cāng)，待混凝土凝固后拆除模板并循環(huán)壓入和安裝固定于未噴混凝土部分的鋼拱架上，進(jìn)行連續(xù)噴射作業(yè)。
所述可拆卸模板安裝間距25公分，每次安裝12塊，噴射高度3米。
所述步驟（6）中，噴射時(shí)，噴嘴垂直于巖面，距受噴面1.2m，呈螺旋移動(dòng)，風(fēng)壓0.7MPa。
所述步驟（6）中，噴射時(shí)，液態(tài)速凝劑在噴嘴處摻入。