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水利水电工程喷射混凝土施工材料分析

2019-08-12 09:04 来源:水利水电工程论文 有人参与在线咨询

摘要:本文以具体水利水电工程项目为研究对象,对其施工中的喷射混凝土材料应用方法展开研究。简要介绍喷射混凝土施工方案的同时,在喷射混凝土材料的特殊性上做出说明,并具体就材料成分、配合比控制、材料管理、施工方案这四个方面,论述具体施工材料管理方案,供相关研究参考。

关键词:水利水电;喷射混凝土;工程材料

引言

工程建设领域的发展,主要体现在技术手段的升级中。当前技术条件下,喷射混凝土技术已经成为了水利水电工程项目中的重要应用手段,在技术方案升级改造的同时,也要对其中的材料应用进行细化研究,并在宏观施工策略的指导下,形成具体的材料选择与使用方法,由此保证工程建设质量。

1喷射混凝土施工概述

喷射混凝土施工,是利用压力枪设备,对建筑结构进行喷涂处理的混凝土材料施工技术方案。在应用条件上,不仅在水利水电工程的特殊混凝土结构中发挥作用,在灌注隧道内衬、墙壁、天棚、薄壁结构等建筑空间中,也有较为广泛的应用条件,可以根据实际工程需求情况,对此项技术的应用条件做出适当调整,以此保证技术应用,与整体工程项目的适应性状态。操作方法上,喷射混凝土施工,需要重点关注其材料准备工作,在对骨料、水、外加剂等材料进行控制与管理的同时,使其以合理的配合比状态,装入到喷射机设备中,并在高压空气的动力作用下与速凝剂混合,喷洒在相应的应用结构中,保证自身施工技术的落实效果。

2喷射混凝土特殊性分析

喷射混凝土材料具有典型的特殊性,这种特殊性条件,要求对组成混凝土的基础材料进行尽可能细化的管理,并在完成配合、准备施工的过程中,最大化保证技术处理的合理性。而这种特殊性技术处理,需要与实际工程建设条件相结合,在维持整体技术应用合理性的前提下,适应工程项目的建设需要。本文在论述中,将金沙江白鹤滩水电站的左岸导流隧道工程作为研究对象,在确定使用喷射混凝土施工技术之后,就对整体技术应用的合理性条件与技术执行方案做出了系统性论述[1]。在结合基本《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2015)、《水工混凝土配合比设计规程》(DL/T5330-2015)等技术规范的同时,确定混凝土材料的应用标准,并在适应喷射混凝土快速成型、结构稳定等技术特征条件下,从方案设计中,保证了材料的特殊性结构,也为维护施工质量奠定了基础。

3工程项目中的喷射混凝土材料应用

3.1主要材料成分

案例工程项目中,对于应用材料有明确的规格标准。①在水泥材料的选择上,应使用新鲜、符合国家标准、不低于32.5级的常规硅酸盐水泥。如果在施工中,对于防腐剂产生特殊要求,需要监理单位工作人员做出相应的批复,才能使用特种水泥材料。②在骨料的选择上,应对不同级别的骨料,进行针对性管理。例如,细骨料需选择坚硬、耐久的粗中砂材料,保证细度模数控制在2.5以上;粗骨料材料,应使用耐久度较高的卵石、碎石,并保证其径粒等级在15mm以内;在喷射混凝土材料中,不得使用带有活性二氧化硅的骨料材料。③在水资源选择与使用的过程中,需要对其质量进行分析,并严格执行《水工混凝土施工规范》(DL/T5144)的管理规定,使喷射混凝土的速凝效果得到释放。④在外加剂材料的选择上,可应用速凝剂、碱水等多种类型的速凝剂材料,确定其质量条件达到国家相关标准,并满足工程施工设计图纸的规范内容后,才能投入使用。而此次案例工程外加剂的初凝时间,需控制在5min以内,并保证终凝时间在10min以内,在专人控制的监理条件下,保证其质量条件。⑤钢筋网处理中,需保证屈服强度在240MPa以上,并维持光面钢筋网的结构状态。最后,在纤维技术指标的控制中,需要将聚丙烯微纤维,作为基础材料,在纤维抗拉强度的试验中,确定其强度参数在450MPa以上,并将纤维杨氏弹性模量控制在3500MPa以上,在14cm的微纤维长度下,保证纤维断裂伸长率在25%以内,完成0.9kg/m3的掺量控制状态[2]。

3.2整体配合比控制

案例工程项目中,喷射混凝土的配合比,应先在室内环境中,执行相应检测实验,确定其设计合理状态后,在施工现场环境中,也要做出相应的试验选定,并在工程施工图纸的要求范围内,保证喷层处理中的性能指标合理化,尽可能地减少水泥与水的消耗总量,保证工程材料配合比的合理化应用状态。而在速凝剂材料的掺和应用中,也要在现场施工环境中,进行必要的验证,在确定喷射混凝土初凝时间与终凝时间的条件下,根据施工环境中的自然状态做出必要性调整,使其时间控制达到最优化水平。而在现场配合比试验结束后,还需将相应的试验结构递交监理部门负责人,以确保工作流程的执行状态,优化并形成系统的管理体系,维护整体的工程管理质量。例如,在案例项目的配合比试验分析中,将三峡试验中心的方案作为参考,在提取400g凝胶材料的同时,使水灰比控制在多种处理方案下,并在减水剂JM-PCA的0.7%掺量条件下,分析各种比例条件下的凝结时间,以此确定最终的应用配合比方案。

3.3材料管理技术

喷射混凝土材料的管理同样重要,需要在拌合与运输的内容上进行控制,保证材料的应用状态。首先,在称重管理上,需按照相关规定,对拌制混合料称重中可能产生的误差条件进行控制。例如,水泥与速凝剂材料的误差条件,需限定在±2%的区间内,而沙、石材料的误差允许范围,则可调整在±3%的范围内。其次,混合料的搅拌时间上,应遵照以下四点规律:①应用容量状态小于400L强制式搅拌机进行拌料处理时,搅拌时间至少要在1min以上;②应用自落式搅拌机设备时,搅拌时间需大于2min;③人工拌料操作中,搅拌次数需大于3次,并保证混合料在颜色上的均一状态;④向混合料加入外加剂时,需要适当的延长搅拌时间,以此保证施工质量。最后,喷射混凝土施工过程中,对于施工混凝土混合料的运输与存放,也需要进行控制,以此保证整体技术管理的合理状态。例如,在案例项目的管理工作中,重点针对可能发生的雨淋、滴水、杂物掺和等问题进行防护,并在喷射机前过筛设备的支撑下,实现材料使用前的存储管理[3]。而在运力条件上,喷射混凝土材料,需使用水平运输设备,在混凝土搅拌运输车的支撑下完成运输。

3.4施工组织方案

喷射混凝土施工技术,应首先进行岩面清理,然后在验收施工质量之后,对混凝土材料进行拌合,并在喷射处理完成之后,对其展开相应的养护管理工作。工艺流程上,喷射混凝土施工可遵照如图1所示流程完成施工处理。施工方法上,首先要进行施工前的准备工作,在进行喷射之前,要对施喷岩石的表面结构进行清理,并除去其中松动的岩石,避免所有障碍物对于喷射质量的负面影响。尤其是在岩面台阶中的砂石与泥土材料,必须预先清理干净,并使用高压风进行处理,在埋设控制喷层厚度标识的前提下,保证整体施工质量。而在喷射施工中,还需采用分层施工的处理办法,自下而上地完成混凝土喷射。对于喷面中的滴水部位,需钻设排水孔之后,进行PVC导管设备的安装,并将其引导至喷水层以外,与孔口上完成喷护管理。施工中喷射混凝土施工中的湿喷法处理中,喷射料需要在临时拌合站中进行拌制处理,并使用3m3规格的混凝土搅拌运输车辆完成处理。案例项目中,还应用PZ-5型号的混凝土喷射机,或是喷锚台车辆完成混凝土喷射技术操作。分层喷射处理中,在前一喷射层完成终凝之前,及时进行后一层的混凝土喷射,如果终凝已经完成,则需对表面进行风清水洗喷处理,然后再执行后一层的喷射混凝土材料。通常情况下,混凝土的喷射,应与之前的开挖工作面保持有效衔接,并在终凝完成与下一循环放炮处理之间,控制大于3h的时间间隔,以此保证整体施工质量的合理性状态。喷射设备的使用中,应尽可能保证喷头与工作面的垂直状态,并将偏角设定在20°以内,在喷射料的处理中降低集料回弹总量,而在喷头与喷面的距离控制上,需保证1m间距,以维护施工合理状态。另外,在后期的养护管理上,须在完成终凝2h之后,进行喷水养护处理。这种养护操作的持续时间,至少要维持14d以上,并在环境温度低于5℃时,停止一切养护处理,保证技术操作的合理性状态。

4总结

综上,水利水电工程项目中的喷射混凝土技术,需要将材料的应用作为基础。在材料成分选择管理、材料配合比技术控制、配套管理系统优化、施工组织方案升级的过程中,保证喷射混凝土施工的有效性与合理性。为喷射混凝土施工技术的优化奠定基础的同时,也为水利水电工程的升级发展创造条件。

参考文献

[1]舒婧.复合土工膜防渗斜墙设计及模拟分析———以新疆恰木萨水电站工程为例[J].水科学与工程技术,2019(03):49-52.

[2]陈晓东,陈居乾.引大入秦工程长大隧洞及大型跨河建筑物设计与技术创新[J].甘肃水利水电技术,2018,54(10):3-54.

[3]宁逢伟,丁建彤,白银,等湿喷混凝土回弹率影响因素的研究进展[J].水利水电技术,2018,49(01):149-155.

作者:廖年杰 金强 单位:中国水利水电第四工程局有限公司

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