新型早强带模注浆材料配方设...及拱顶带模注浆施工工艺研究_吴玉良.pdf
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1、2023.No.3四 川 水 利新型早强带模注浆材料配方设计及拱顶带模注浆施工工艺研究吴玉良,闫 涛(中国水利水电第七工程局有限公司,成都,611730)【摘要】二次衬砌背后脱空是指隧道二次衬砌混凝土与初支喷射混凝土之间存在空隙、空洞或不密实的现象。在隧道实体工程质量检测过程中发现,二次衬砌混凝土背后脱空及二次衬砌拱顶不密实现象普遍存在。为了解决上述问题,水电七局试验检测研究院研发了一种新型早强微膨胀带模注浆剂。该注浆剂直接与工程中实际使用的水泥复配组成新型早强带模注浆材料,该注浆材料的施工性能和力学性能不仅能够满足相关规范、设计的要求,也解决了二次衬砌混凝土背后脱空及二次衬砌拱顶不密实现象。
2、新型早强微膨胀带模注浆剂的成功研发不仅较大程度降低了注浆材料的采购成本,也具有较高的技术、经济价值。【关键词】新型早强微膨胀带模注浆剂注浆材料配方设计拱顶带模注浆施工工艺研究中图分类号:TV543;TV432文献标志码:A文章编号:20951809(2023)030041030引言二次衬砌背后脱空是指隧道二次衬砌混凝土与初支喷射混凝土之间存在空隙、空洞或不密实现象。在隧道实体工程质量检测过程中发现,二次衬砌混凝土背后脱空及二次衬砌拱顶不密实现象普遍存在1。传统注浆材料浆液容易分层离析、收缩量大、泌水量大,无法保证浆液与混凝土之间很好地粘结,进而导致二次衬砌脱空需继续注浆。这样既增加了施工成本,
3、也不利于二次衬砌施工质量的控制。为了解决上述问题,水电七局试验检测研究院研发了一种新型早强微膨胀带模注浆剂,适用于迪庆香格里拉昆钢鸿达水泥有限公司生产的 PO42.5 水泥。该注浆剂与工程中实际使用的水泥按照 20%80%的比例配制成注浆材料,该注浆材料的力学性能、工作性能不仅能够满足规范、设计的相关要求,也解决了二次衬砌混凝土背后脱空及二次衬砌拱顶不密实现象。新型早强带模注浆材料与传统注浆材料成本相比降低了 26%。在注浆剂的研发阶段,采用快硬水泥、缓凝剂、膨胀剂、填料等多种组分配制成注浆剂。该注浆剂与工程中实际使用的水泥复配后,注浆材料的出机流动度为 410mm、90min 后流动度为 3
4、30mm、表观密度为 2253kg/m3、12h 抗折强度为 1.5MPa。复配成的新型带模注浆材料改善了骨料和水泥浆的界面结构,提高了混凝土的抗渗性、耐久性和强度2,也解决了二次衬砌混凝土背后脱空及二次衬砌拱顶不密实现象,同时较大程度降低了采购成本。1原材料检测水泥采用迪庆香格里拉昆钢鸿达水泥有限公司生产的 PO42.5 普通硅酸盐水泥。按照 TB/T 104242018 铁路混凝土工程施工质量验收标准3 的相关规定对其进行检测,具体水泥物理力学性能检测项目见表 1、水泥化学成分检测项目见表 2。14吴玉良,闫 涛:新型早强带模注浆材料配方设计及拱顶带模注浆施工工艺研究2023.No.3表
5、1水泥物理力学性能检测项目序号检测项目试验指标检测结果检测标准1密度(g/cm3)/3.122标准稠度用水量 P(%)/26.83比表面积(m2/kg)3003503054安定性煮沸法合格合格5初凝时间(min)451976终凝时间(min)60026973d 抗折强度(MPa)3.53.7828d 抗折强度(MPa)6.57.193d 抗压强度(MPa)1718.41028d 抗压强度(MPa)42.545.0TB/T 10424表 2水泥化学成分检测项目序号检测项目试验指标检测结果检测标准1氧化镁(%)5.01.142碱含量(%)0.80.473三氧化硫(%)3.51.824烧失量(%)5
6、.04.395游离氧化钙(%)1.00.826铝酸三钙(%)8.04.43TB/T 104242配方设计为了达到经济性最优,采用昆钢 PO42.5水泥掺加新型早强微膨胀带模注浆剂配制成注浆材料,该注浆材料由 20%的注浆剂和 80%的水泥组成,配制好的注浆材料添加 19.3%的水进行搅拌,注浆材料的物理性能及力学性能均满足隧道衬砌拱顶带模注浆暂行技术条件 的相关技术要求。注浆材料配合比见表 3、复配后注浆材料的性能见表 4。表 3注浆材料配合比单位:kg/m3材料名称水水泥注浆剂掺量3591500360表 4复配后注浆材料的性能序号检测项目试验指标检测结果检测标准1泌水率(%)002表观密度(
7、kg/m3)22604022533出机流动度(mm)380410410490min 后流动度(mm)320330512h 抗折强度(MPa)1.01.5612h 抗压强度(MPa)3.53.871d 抗折强度(MPa)4.07.281d 抗压强度(MPa)18.035.4928d 抗折强度(MPa)10.016.31028d 抗压强度(MPa)50.079.3隧道衬砌拱顶带模注浆暂行技术条件3拱顶带模注浆施工工艺研究3.13.1拱顶带模注浆工艺要点拱顶带模注浆工艺要点采用搅拌注浆一体机对某隧道进行带模注浆施工,拱顶带模注浆完成后养护 56d,利用地质雷达对拱顶带模注浆施工质量进行扫描检测。带模
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