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公路隧道湿喷混凝土综合技术研究

项目名称：	公路隧道湿喷混凝土综合技术研究
摘要：	任务来源本课题研究地点为龙岩漳龙高速公路乌石山隧道，隧道全长2.6km，地质条件非常复杂，洞身穿越22条规模不同的断层，洞口处于I II类软弱围岩段，稳定性差，如何采用先进的初期支护施工工艺以确保施工安全和工程质量，是建设中遇到的难题之一。经龙岩漳龙高速公路有限公司科研立项申请，福建省交通厅于2000年8月7日以“闽交科[2008]18号文”批准立项在乌石山隧道进行《公路隧道湿喷混凝土综合技术研究》的课题研究。应用领域和技术原理本项目科研成果可用于公路、铁路隧道工程及其它地下工厂等广阔领域。本项目研究通过资料分析提出初步配合比并进行室内试验，经过实际喷射试验对喷射混凝土的配合比和喷射工艺进行多参数优化，以改进喷射效果；通过对湿喷和潮喷两种工艺的混凝土强度进行统计分析得出两种工艺条件下的质量控制水平；通过以硅粉的钢化纤维为增强措施，实施C40及以上喷射混凝土；通过模喷试验，研究适宜的模喷工艺，测试模喷混凝土的抗压强度、粘接强度和密实性，分析模喷混凝土与普通喷射混凝土的差异性。达到的目标成果和技术经济指标本项目的技术任务要求的目标成果和技术经济指标是提出主要研究内容的研究报告和实用的施工工艺并提出湿喷射混凝土与普通混凝土的经济对比分析。通过现场试验和理论分析，得出以下主要结论： (1) 湿喷工艺可以对水灰比和速凝剂的摻量进行有效控制，因此湿喷混凝土具有较高的平均强度并且匀质性好（离散系数小），湿喷工艺相对于干喷工艺其最大优势在于可以建立一套质量保证体系（水灰比、水化作用、速凝剂掺量），对喷射混凝土强度进行有效控制。用425#水泥可以实现C25喷射混凝土，用525#水泥可以实现C30喷射混凝土。本项课题的试验研究表明，采用通过湿喷工艺可以建立喷射混凝土质量保证体系。建议有关规范规定在隧道工程的喷混凝土应采用湿喷工艺。 (2) 以湿喷工艺为基础，利用添加料（硅粉）可使强度标号达到C40以上，在喷混凝土中添加粉煤灰也可提高喷混凝土强度，或在同等强度标准下可替代部分水泥，建议有关规范提高喷混凝土强度，或在同等强度标准下可替代部分水泥，建议有关规范提高喷混凝土的设计标准。 (3) 湿喷效果同混凝土和易性和湿喷机工作参数（风压、风量、喷嘴距离、喷嘴角度）以及速凝剂性能有关，其中混凝土和易性是首要因素，风送型湿喷机对湿喷效果影响的关键因素是管道能否实现稀薄流输送。 (4) 以湿喷为工艺基础，在特殊条件下可实施模喷，应用适宜的喷射方式能够保证模喷混凝土的抗压强度、与围岩的粘接强度和密实度。采用湿喷工艺可以实现高性能喷混凝土（高强、良好的韧性、良好的耐久性、良好的工作环境），拓展喷混凝土在隧道工程中的应用范围，开发新型支护结构型式（喷混凝土单层衬砌）。与国内外同类技术比较国外湿喷主要采用泵送稠密流输送方式，本项目对稀薄流输送方式的湿喷工艺和技术进行了系统试验研究，提出了稀薄流湿喷的配合比和工艺参数。本项目对潮喷和湿喷两种工艺条件下的喷射混凝土强度进行了统计分析，对高性能喷射混凝土进行了系统研究，还对工程中实际有所应用的“模喷”进行了工艺和力学性能试验，以上试验研究内容国内未见系统报道。成果的创造性、先进性对稀薄流湿喷的配合比和工艺参数进行了系统试验研究，工艺试验和强度统计分析表明湿喷工艺可以建立喷射混凝土质量保证体系，湿喷工艺是提高喷射混凝土品质的关键手段。通过试验提出了实现C40高强度喷射混凝土的配合比和工艺参数。对工程中实际有所应用的“模喷”进行了工艺和力学性能试验，试验表明，在适宜的工艺条件下，模喷以湿喷为基础能够满足喷射混凝土要求。作用意义湿喷工艺研究成果将有助于扩大湿喷的应用范围和推动我国支护技术的发展。喷射混凝土质量控制体系研究将为隧道支护应用可靠度理论设计提供参考依据。高性能喷射混凝土技术将有助于隧道喷射混凝土永久支护以及其他新型支护结构形式的应用。
关键词：	湿喷混凝土；公路隧道；综合技术；技术研究；混凝土强度；高性能喷射混凝土；混凝土和易性；质量保证体系；隧道工程；湿喷工艺
项目负责人：	陈善棠
参与人员：	陈善棠、赖世桂、罗朝廷、陈金水、林跃进、曾美珍、苏兴矩、阳大富、王汉高、陈永华、胡元芳、阙庆珍、陈文林、李春旺、王萍皆、王腾飞、王连群、李波、夏春、杨诚、万永富、罗朝春、赖世荣、陈凌云、林江涛
组织单位：	龙岩漳龙高速公路有限公司
主持或承担单位：	铁道第四勘探设计院、中铁西南科学研究院
项目类别：	地方交通科技项目
起止年限：	1999-8-1～2001-7-1
立项年份：	1999