節(jié)省隧道混凝土的技術(shù)有哪些?在隧道工程中,為了降低工程造價(jià)、減少資源浪費(fèi),同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)安全和耐久性要求,通常會(huì)采用多種技術(shù)來節(jié)省混凝土的用量。下面詳細(xì)介紹幾種常見的節(jié)省隧道混凝土的技術(shù)和方法:
一、優(yōu)化混凝土配合比
選用優(yōu)質(zhì)原材料:
① 水泥:選擇低水化熱、低堿含量的水泥,控制水泥的細(xì)度和比表面積,在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,減少水泥用量可以降低成本,同時(shí)提高混凝土的耐久性和穩(wěn)定性。
② 骨料:選用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬的骨料,控制骨料的粒徑和級(jí)配,使其能在混凝土中形成緊密堆積,提高混凝土的工作性能和強(qiáng)度,減少混凝土的空隙率,從而在一定程度上減少混凝土用量。
③ 外加劑:添加高效減水劑、緩凝劑等外加劑,改善混凝土的工作性能,在保持混凝土流動(dòng)性的前提下,降低水灰比,減少用水量,進(jìn)而降低混凝土的收縮率,提高耐久性,也有助于節(jié)省混凝土。
摻加礦物摻合料:適量添加粉煤灰、礦渣等礦物摻合料,可改善混凝土的工作性能,部分替代水泥,在不降低混凝土強(qiáng)度的情況下,減少水泥使用量,降低成本,同時(shí)還能提高混凝土的抗?jié)B性等性能。
二、采用先進(jìn)的施工工藝
① 自填充襯砌構(gòu)筑系統(tǒng):日本佐藤工業(yè)研發(fā)的該系統(tǒng)采用自填充混凝土壓注技術(shù),無需振搗和管道切換,即可直接將混凝土填充至隧道頂部。通過對(duì)滑移式拱架設(shè)備和結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了混凝土澆筑高度的左右自動(dòng)均衡,提升施工效率的同時(shí),能精準(zhǔn)控制混凝土用量,避免浪費(fèi)。
② 旋臂式布料機(jī)與360潛望式澆筑裝置:在臺(tái)車配置旋臂式布料機(jī),能使起拱線至拱頂單側(cè)入料層數(shù)增加,實(shí)現(xiàn)拱部全覆蓋式帶壓澆筑,縮短混凝土流動(dòng)距離。360潛望式澆筑裝置具備伸縮與旋轉(zhuǎn)功能,可遙控控制,改變傳統(tǒng)頂拱澆筑方式無法控制澆筑方向和流量的問題,有效消除圍堰現(xiàn)象,大幅降低拱頂空洞概率,提升混凝土澆筑質(zhì)量,減少因空洞等問題導(dǎo)致的混凝土二次填充量。
③ 濕噴臺(tái)車噴射技術(shù):濕噴臺(tái)車集成泵送、噴射、行走、遙控等多種功能于一體。操作員可遠(yuǎn)程操控噴射臂,調(diào)整噴射位置和噴嘴角度,有效減少隧道內(nèi)的灰塵和混凝土回彈現(xiàn)象,降低混凝土回彈率至10%以下,極大減少了材料的浪費(fèi)。
三、精準(zhǔn)的施工管理與設(shè)計(jì)
① 精確的工程量計(jì)算:利用BIM等技術(shù)建立隧道的三維模型,精確計(jì)算隧道的開挖輪廓和混凝土澆筑量,為材料采購和施工提供準(zhǔn)確依據(jù),避免過多采購混凝土造成浪費(fèi)。
② 優(yōu)化隧道設(shè)計(jì):在滿足隧道使用功能和安全要求的前提下,優(yōu)化隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如合理確定襯砌厚度、形狀等。對(duì)于地質(zhì)條件較好的地段,可適當(dāng)減小襯砌厚度;采用新型的隧道結(jié)構(gòu)形式,如部分裝配式結(jié)構(gòu),減少現(xiàn)場澆筑混凝土的用量。
③ 嚴(yán)格的施工過程控制:加強(qiáng)施工過程中的管理,制定嚴(yán)格的混凝土澆筑操作規(guī)程,確?;炷翝仓倪B續(xù)性和均勻性,避免出現(xiàn)漏漿、跑模等問題導(dǎo)致混凝土浪費(fèi)。同時(shí),對(duì)混凝土的運(yùn)輸過程進(jìn)行嚴(yán)格控制,防止混凝土在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)離析、泌水等現(xiàn)象,影響混凝土的質(zhì)量和可使用量。
通過上述技術(shù)組合應(yīng)用,典型隧道項(xiàng)目的噴射混凝土超耗率可從199%降至120%左右,二襯混凝土超耗率從28%降至10%。需注意的是,技術(shù)選擇需結(jié)合地質(zhì)條件(如軟弱圍巖需優(yōu)先超前支護(hù))、施工設(shè)備(如濕噴機(jī)械手普及率)及成本效益綜合決策。