一种经济环保型隧道喷射混凝土及施工工艺制造技术

本发明专利技术公开一种经济环保型隧道喷射混凝土,包括以下重量份数比的原料：水泥400～500份、河沙550～650份、石屑550～650份、小石400～500份、水150～250份、减水剂3.8～5.7份、回弹控制剂1.4～9.4份、速凝剂23～56份。本发明专利技术通过提高细集料含量，使其具有足够的浆体包裹骨料，提高了混凝土密实度，确保了混凝土强度；同时利用石屑代替部分天然河沙，使其石粉中细小的球形颗粒产生的滚珠作用，改善了混凝土的工作性。本发明专利技术还公开相关的施工工艺，减少弃渣对环境的污染，同时，降低生产成本，符合建筑行业高效低碳的要求。

An economic and environmental protection type of tunnel shotcrete and its construction technology

【技术实现步骤摘要】
一种经济环保型隧道喷射混凝土及施工工艺
本专利技术涉及喷射混凝土制作及施工
，具体为一种经济环保型隧道喷射混凝土及施工工艺。
技术介绍
随着工程建设的全面发展，喷射混凝土施工技术得到全面应用，特别是近几年在隧道初期支护喷射混凝土施工方面，其工艺在不断提升，以往的干喷、潮喷工艺逐渐被湿喷工艺所替代，但就目前湿喷混凝土应用情况仍差强人意。因为喷射混凝土的施工质量和回弹，是一个较复杂的综合现象，其受原材料、配合比、设备性能、施工过程控制、受喷面状况、喷射厚度、操作技术和操作手水平等方面影响。就目前湿喷混凝土暴露出的问题，主要有以下几点：一是强度富余值不高且离散性大。随着行业标准的不断提高，目前喷射混凝土设计强度要求不低于C25，因喷射混凝土配合比设计不合理，工作性能低，造成喷射过程中存在脉冲或跌浆现象，导致喷射混凝土不密实、与岩面不能密贴，造成强度难于保证；二是目前湿喷混凝土回弹量依然居高不下、喷层平整度差。根据大量调查数据统计，湿喷混凝土回弹率基本上在50％以上，在地下水丰富地段，其回弹量甚至高达100％，而且掉块严重，导致平整度极差，往往要人工找平或是潮喷找平，以至于工效远远低于潮喷；三是喷射混凝土工作性能差易堵管造成施工效率低下；四是设备性能影响较大。喷射混凝土的配合比仅是影响喷射效果的一方面原因，其喷射设备的性能亦决定了喷射质量，目前国内湿喷设备性能差别较大，简易式湿喷机因其价格低廉的优势，广泛被选用。但因其喷头为手持式，速凝剂计量需手动调节，风口压力极不稳定，速凝剂无雾化效果，人为操作影响因素较大，导致混凝土强度极易损失较大，造成喷射混凝土施工质量难于控制；五是潮喷混凝土强度低、施工效率慢等因素违背了“新奥法”中早封闭，强支护的原则，存在较大的安全风险；六是所需液态速凝剂价格昂贵、使得湿喷混凝土在成本上并不比潮喷有优势；七是近些年随着环保要求的逐步提高，天然砂数量严重匮乏，供应紧缺，且质量不稳定，其价格也在大幅上涨，造成喷射混凝土不但成本高昂而且质量更加难于控制。以上原因导致了湿喷工艺仍无法全面普及。湿喷混凝土工艺是以后国内隧道施工的必然趋势，特别是现在环保和工程质量高压态势之下，必然会大面积推广应用。就目前国际湿喷工艺应用情况，意大利在2010年其湿喷普及率就达90％，日本65％(数据来自中国建筑出版社的高校教材《隧道工程技术》)，所以对湿喷混凝土和施工工艺做一次全面的技术优化很有必要。作为一种特殊施工工艺的混凝土，喷射混凝土需要有足够的浆体包裹骨料，来提高混凝土密实度，同时需要有良好的黏聚性来满足喷射施工要求。若喷射混凝土中能够加入一定石粉含量的石屑，一方面可以提高混凝土中细粉组成含量，增加了浆体量；另一方面，其细小的球形颗粒产生的滚珠作用，改善了混凝土的工作性。但石粉含量超过一定限度后，随着石粉含量的增加，其拌合物用水量紧跟增加，导致混凝土粘度提高，工作性变差，增加回弹量。因此，如何配置出既含有一定石粉，使喷射混凝土更加密实，又能具备良好的工作性能，使其回弹量降低、强度更高，是目前湿喷混凝土技术急需解决的技术问题。因此，改善含有石屑的喷射混凝土工作性和强度具有一定的应用价值，更利于今后湿喷混凝土工艺的推广。
技术实现思路
为了克服现有技术提及的缺点，本专利技术提供一种经济环保型隧道喷射混凝土和施工工艺。本专利技术解决其技术问题所采用技术方案为：一种经济环保型隧道喷射混凝土，包括以下重量份数比的原料：水泥400～500份、河沙550～650份、石屑550～650份、小石400～500份、水150～250份、减水剂3.8～5.7份、回弹控制剂(RC430)1.4～9.4份、速凝剂23～56份。优选地，对上述的经济环保型隧道喷射混凝土配比进一步优化，其包括以下重量份数比的原料：水泥450～480份、河沙600～620份、石屑600～630份、小石450～470份、水180～220份、减水剂4.0～5.0份、回弹控制剂(RC430)2.0～3.5份、速凝剂30～40份。优选地，对上述的经济环保型隧道喷射混凝土配比进一步优化，其包括以下重量份数比的原料：水泥470份、河沙615份、石屑615份、小石450份、水220份、减水剂4.85份、回弹控制剂(RC430)2.4份、速凝剂34份。优选地，所述水泥选用P·O42.5R，其检测指标如下表所示。P·O42.5R水泥检测标准及实测指标优选地，所述河沙选用Ⅱ级砂，其检测指标如下表所示。河沙检测标准和实测指标检验项目单位标准要求检测结果含泥量％≤2.00.4细度模数//2.57级配/符合Ⅱ区级配要求符合要求优选地，所述石屑为隧道洞渣加工生产而得，其检测指标如下表所示。石屑实测指标石屑颗粒级配石屑的添加效果：①一定的石粉含量增加了浆体量，其细小的球形颗粒产生的滚珠作用，改善了混凝土的工作性；②一定的石粉填充水泥与骨料间空隙，增加密实度，提高强度；③添加背景：目前行业内喷射混凝土原材料利用石屑普遍存在，为了克服因为石屑引起的强度富余值不高、回弹量大等一系列质量问题，需正视此问题，为此，研究石屑作为细集料加入喷射混凝土中，改善强度和回弹量很有必要；④石屑为自产，取之方便，且成本低廉，降低因河沙开采引起的环境问题和资源匮乏造成生产、质量的影响。优选地，所述小石为隧道洞渣加工生产而得，其检测指标如下表所示。小石检测标准和实测指标检验项目单位标准要求检测结果压碎值％≤107.4针片状％≤52含泥量％≤1.00.2松散堆积密度kg/m3/1460级配/符合5-10级配要求符合要求优选地，所述小石、石屑通过利用隧道洞渣加工生产，其生产工艺：隧道Ⅲ级围岩爆破开挖后，洞渣经过挑拣分类，选用优质隧道洞渣石料经鄂式破碎机进行头破，破碎后经圆锥式破碎机进行二次破碎，后进入冲击式破碎机进行精修，最后进入各级筛网筛选出所述小石和石屑，其中小石的筛网孔径尺寸不大于11mm，石屑的筛网孔径尺寸不大于6mm。优选地，所述优质隧道洞渣石料的岩性为沉积砂岩，抗压强度90Mpa以上。优选地，所述减水剂为高性能聚羧酸减水剂(不含缓凝成分)，其组分：减水母液、消泡剂、引气剂、纤维素，其检测指标如下表所示。减水剂检测标准和实测指标优选地，所述回弹控制剂为基仕伯化学材料(中国)有限公司生产的型号为RC430的外加剂，为一种高性能液态流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经济环保型隧道喷射混凝土，其特征在于，包括以下重量份数比的原料：水泥400～500份、河沙550～650份、石屑550～650份、小石400～500份、水150～250份、减水剂3.8～5.7份、回弹控制剂1.4～9.4份、速凝剂23～56份。/n

【技术特征摘要】
1.一种经济环保型隧道喷射混凝土，其特征在于，包括以下重量份数比的原料：水泥400～500份、河沙550～650份、石屑550～650份、小石400～500份、水150～250份、减水剂3.8～5.7份、回弹控制剂1.4～9.4份、速凝剂23～56份。


2.根据权利要求1所述的一种经济环保型隧道喷射混凝土，其特征在于，包括以下重量份数比的原料：水泥470份、河沙615份、石屑615份、小石450份、水220份、减水剂4.85份、回弹控制剂2.4份、速凝剂34份。


3.根据权利要求1或2所述的一种经济环保型隧道喷射混凝土，其特征在于，所述水泥选用P·O42.5R，且需满足如下检测指标：





4.根据权利要求1或2所述的一种经济环保型隧道喷射混凝土，其特征在于，所述河沙选用Ⅱ级砂，且需满足如下检测指标：









检验项目
单位
标准要求


含泥量
％
≤2.0


级配
/
符合Ⅱ区级配要求






。


5.根据权利要求1或2所述的一种经济环保型隧道喷射混凝土，其特征在于，所述小石和石屑通过利用隧道洞渣加工生产，所述石屑的颗粒级配需满足如下检测指标：

，所述小石需满足如下检测指标：









检验项目
单位
标准要求


压碎值
％

【专利技术属性】
技术研发人员：王良国，张建，胥吉，韦伟松，李超杰，蒋略，李峥嵘，张海山，马宏塬，刘俊鹏，张荣富，王勇，王培典，韩富庆，马增琦，娄健，郭国和，王伟力，曾思清，孙文晋，蔡敏，
申请(专利权)人：保利长大工程有限公司，广东云茂高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44