水利水电工程施工技术全书(第二卷)土石方工程(第三册):边坡处理施工技术
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2.4 湿喷法喷射混凝土

2.4.1 湿喷法喷射混凝土特点

湿喷法喷射混凝土是将砂、小石、水泥、水加入后同时搅拌,通常采用混凝土搅拌车运输,再借助喷射机由泵送或风送的方式输送至喷嘴处与液态速凝剂混合后喷射到受喷面的。它的主要特点如下。

(1)施工效率高,特别是泵送湿喷法喷射混凝土可完成6.0~8.0m3/h,甚至可高达20m3/h。

(2)回弹量低,湿喷法喷射的边坡平均回弹率约为5%~10%。

(3)喷射区粉尘量小,特别是采用泵送型湿喷法喷射,其粉尘浓度很低。

(4)由于减轻了对喷射手技能的依赖,喷射混凝土的匀质性好。

(5)对潮湿或含水地层的适应性差,对难以进出的区域施工,由于机械较庞大也颇不方便,对使用量较少的工程也欠灵活等。

2.4.2 湿喷法喷射混凝土施工

(1)湿喷法喷射混凝土工艺流程。湿喷法喷射混凝土工艺流程见图2-3。

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图2-3 湿喷法喷射混凝土工艺流程示意图

(2)工艺特点。

1)湿喷混凝土的所有拌和物,通过拌和机搅拌均匀后,送到喷射机旁进行上料喷射,水灰比稳定,混凝土均匀。

2)湿喷射施工减少了粉尘,改善了施工环境。

3)湿喷混凝土改变了干喷混凝土掺速凝剂的方法,速凝剂掺入由粉剂改为液态,采用计量泵按规定的标准从喷头处掺入,从而保证了速凝效果。

4)湿喷混凝土水灰比一般控制在0.42~0.5范围内,坍落度控制在8~10cm,混凝土具有良好泵送性。

(3)湿喷混凝土注意事项。

1)开机顺序。打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀送风→启动速凝剂计量泵、主电机和振动器→向料斗加料。

2)停机顺序。关主电机、振动电机→关速凝剂计量泵→关主风阀、速凝剂辅助风阀暂不关闭→清洗速凝剂管路→清洗主机。

3)喷射前应在喷射机集料斗中加入约半斗砂浆(水泥∶砂∶水=1.00∶3.50∶0.45)开动主电机及振动电机,将砂浆转入转子腔和气料混合仓内。

4)喷射过程中,上料速度要均匀连续适中,始终保持料斗中有一定的储存量。喷射手在操作喷头时,应尽量使喷嘴与受喷面垂直,距离在0.8~1.0m范围内。喷射手应根据喷嘴出料情况调节工作风压,一般喷边坡时工作风压为0.3~0.4MPa,出料管越长它所需工作风压越大。

5)喷射前应检查料斗内有无异物,检查机油液面高度,速凝剂面高度,并调好速凝剂添加比例。

6)湿喷混凝土时应选择适当的坍落度:混凝土的坍落度越高,则回弹率就越高,坍落度就越小,则容易堵管。因此,在保证不堵管的情况下,尽可能选择较小的坍落度(8~10cm)。

7)选择适合的砂率。砂率过大或过小都会引起混凝土的级配不良,过小的砂率会产生泵送困难和可泵性差,在不影响混凝土的强度和密实性情况下,应适当提高砂率,提高砂率后降低回弹率,提高可泵性。

8)正确选择和使用液态速凝剂,不同速凝剂对混凝土回弹率与强度的影响也不同。施工前由实验室对不同的速凝剂进行试验比较后,再选用适合本工程使用的速凝剂。

9)检查风管及输料管的各个接头是否接牢,管路是否有急拐弯现象,同时检查混凝土出料管及速凝剂管是否堵塞。

(4)喷射机和喷嘴的操作要点。

1)湿喷机的操作。湿喷机的操作与干喷机基本一致,主要是正确控制工作风压和保证喷嘴料流的均匀性。湿喷法喷射要求空压机提供的压缩空气应满足以下要求。

A.具有足够的风量和风压。

B.风压稳定,施工过程中不能有突变。

C.压缩空气中不应含有冷凝水或油类物质,施工现场如有压缩空气站,则由压缩空气站供给。

D.配备空压机时,按每台湿喷机耗风量不小于10m3/min进行配置。

2)喷嘴的操作。喷射手对喷嘴操作熟练程度仍然是湿喷法喷射的关键。

A.喷嘴的喷射角度。喷嘴与受喷面要基本垂直,当喷嘴严重偏离垂直方向时,喷射混凝土将会在受喷面滚动或不断重叠,造成回弹增多和超量喷射,而且喷层多孔、不均匀。

B.喷嘴的运动。为了使喷射混凝土分布均匀并减少回弹,喷嘴应连续平稳地按圆形或椭圆形旋转运动。

C.喷嘴距受面距离。湿喷时由于工作风压较干喷大,因此喷头与受喷面的距离应较干喷为大,否则压缩空气会将刚喷在受喷面上的混凝土拌和料吹走,使小石的回弹量增大。一般情况下喷嘴距受面的距离为1.0m比较合适。

D.一次喷射厚度。湿喷时一次喷射厚度可比干喷大,一般情况下为8~10cm。

(5)管路堵塞及其排除。在喷射混凝土作业中,堵管是较常见的故障之一。发生堵管时应先判断其原因,采取相应措施尽快处理,以防管内混凝土凝结。

1)湿喷时堵管的原因。主要原因有:工作风压太低;混凝土输送管打折;有细长异物或小石混入输送管内。

当发现堵管后,喷射手要紧握喷头,喷射机操作手工要立即关闭电机,随手打开放气阀,关闭进气阀,使喷射机处的内压很快降下来。

2)堵管检查与排除。常见堵管检查与排除方法见表2-20。

表2-20 常见堵管检查与排除方法表

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2.4.3 湿喷法喷射混凝土主要性能

(1)湿喷法喷混凝土抗压强度。由于湿喷法喷射混凝土拌和过程中各种材料投入时计量准确,可有效控制配合比、调节用水量,故其抗压强度比同样配合比的干喷法喷射混凝土的抗压强度相对要高。湿喷法喷混凝土抗压强度见表2-21。

表2-21 湿喷法喷混凝土抗压强度表

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 表中湿喷混凝土设计龄期为28d,标号为C25。

(2)抗拉强度。湿喷法喷混凝土抗拉强度的试验数据较少,根据其特点比干喷混凝土的抗拉强度总体上是偏大些,湿喷法喷混凝土抗拉强度见表2-22。

表2-22 湿喷法喷混凝土抗拉强度

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(3)黏结强度。湿喷法喷混凝土黏结强度与被黏结物的性质和表面粗糙度有关,糙率越大其黏结强度越大,同时比干喷混凝土的黏结强度略大。湿喷法喷混凝土黏结强度见表2-23。

表2-23 湿喷法喷混凝土黏结强度表

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