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探究隧道喷射混凝土超耗原因及其对策
摘要:在隧道施工过程中,喷射混凝土超耗现象非常普遍,其影响因素十分复杂,若不能加以控制,会使得施工成本大幅增加,对此技术人员开始分析工程实况,总结经验,并逐步进行各项施工工艺的优化工作。其中最常见的优化方式是通过控制隧道平衡线性超挖、喷射混凝土回弹量和加强施工组织三点,合理落实可以有效提升测量钻孔和爆破工艺的准确性,控制原材料质量,进一步提升整体协同能力,改善混凝土喷射超耗的问题。基于此,本文通过总结影响混凝土超耗问题的因素,明确具体的治理方案,以期为未来行业发展和社会进步保驾护航。
关键词:隧道;喷射混凝土;超耗
引言:
在城市化建设不断提速的背景下,地下工程开发越来越频繁,隧道开挖任务数量也越来越多,但由于其工程特异性,很多施工工艺都存在安全风险,若无法良好管控,不仅会带来成本损耗严重者,更会危害施工者人身安全。其中,隧道喷射混凝土超耗便是具有代表性的一项隐患问题,一旦发生会对成本控制和工期推进造成直观影响,故而广受社会关注,但考虑到其相关的防治工作难度较大,很多工作指标需要现场调控,故而工作人员需要组建专业团队,分析喷射混凝土超耗的原因,制定针对性的解决方案,以便于更好的建设隧道结构,保障现场安全。
一、隧道喷射混凝土超耗的影响因素
隧道喷射混凝土的超好问题可以分为不同程度,但无论其危害性高或低,智力难度普遍较大,其中影响最为明显的三个因素分别为线性超挖、喷射混凝土回弹和施工组织管理不到位,具体情况如下:
(一)线性超挖
首先,测量放线工作,掌子面施钻前测量人员需要根据现场实际情况画出开挖轮廓线,并确定周边眼的具体位置,用坐标和平面图纸来详细标注,但在实际工作过程中,经常出现内圈眼位置未能仔细标识,施工人员在钻孔时也没有严格按照施工图纸执行相关工艺,部分工作人员会选择凭借自己的主观臆断或以往的工作经验进行开挖,致使内圈眼形状出现不均匀或光爆层厚度不统一的问题,为此后续的线性超挖工作也会受到影响,无法精准地进行成本分析,后续工艺的开展也没有完善的理论支撑[1]。其次,钻孔作业,尽管施工团队要求各级人员在进行钻孔之前,必须优先制定钻爆图表,并要求施工人员执行工艺之前严格控制周边眼间距,个别孔间距达到了60~70cm,这样的数据已经远超标准计划,若没有提前发现,会导致后续工艺受到负面影响,最终开挖质量难以管控。另外,由于开挖台架设计等原因,辅助也不能形成平顺圆弧,这会导致线性超挖控制不力,现场施工时掏槽眼的角度也无法良好控制,操作空间的局限性和工作人员实际能力也会存在参差不齐的现象,此时若强行开展各项工艺,只会导致最终施工质量受到负面影响,超欠挖问题严重。最后是装药与爆破工作周边孔、单孔装药量。通过实际实验后通常会得到一个标准的阈值,根据实际情况在此阈值内选取上下浮动的数值都不会过多的影响最终质量。但在实际工作过程中,部分施工地区存在不按设计装药量装药或围岩较硬等情况,甚至线装药密度高达0.5~0.6kg/m。另外,若泡孔未进行堵塞,不仅会浪费炸药,还会影响隧道超挖的线性控制,这对施工单位来说影响十分深远。
(二)喷射混凝土回弹
喷射混凝土组成材料多为水泥、砂石骨料、添加剂和水,其中,对喷射混凝土回弹影响最大的因素便是速凝剂和机制砂的应用情况。首先,速凝剂在喷射混凝土中使用时,其本身质量会对喷射混凝土回弹影响最大,速凝剂掺量和初、终凝时间以及水泥的相容性都是影响总体质量最直观的因素。若无法根据实际情况合理调整配比,设定工作参数,会导致最终固化效果无法达标,与水泥的适应性也会受到负面影响。其次,机制砂的质量对喷射混凝土的回弹影响也较大,工作人员通过调整原配合比、机制砂细度和石粉含量,可以有效改善混凝土拌合物性能,这会对最终的成品建设质量造成直观影响。其次,材料配比和拌合质量不科学也会影响喷射混凝土回弹效果,例如若设计配合比时,未参加减水剂或现场存在加水现象,都会导致整体结构强度不理想,回弹量降低很多。最后,若喷锚手个人能力不足,会因为环境较差或工艺执行不严格,导致很多作业实际效果不对称或者喷射厚度过大等问题,致使回弹量受影响[2]。
(三)组织管理不强
组织管理不强,主要体现在以下几点:首先,施工管理过程中,虽说现有的施工团队,项目部部门体制较为健全,但缺乏针对线性超挖和喷射混凝土超耗问题专项治理的团队,在面对实际情况时,无法专项专治,很多工作人员会出现职能认知不清晰等问题,致使职责分化不明确,奖惩措施无法快速落实。其次,排险存在的问题。无论是机械排险还是人为局部排险,一旦存在随意性便会导致最终的调查结果无法满足实际需求,若同时部分软弱围岩也没有认真采取控制措施,后续开展相关工艺时,很容易出现塌方或喷射混凝土超耗等问题,不仅会带来不必要的成本损耗,严重者更会威胁施工人员人身安全。最后,预留变形量静态管理不科学,设计图纸根据围岩情况考虑一定的预留变形量会在实际施工过程中对围岩量进行动态调整,若该过程无法完善地进行技术交底和实际分析,数值便会出现较大差异,不仅会增加喷射混凝土超耗,还会带来二衬混凝土超耗等多种多样的施工问题[3]。
二、隧道喷射混凝土超耗治理对策
(一)控制线性超挖
隧道线性超挖对喷射混凝土的超耗影响非常直接,想要改善上述情况,工作人员需要从测量放样钻孔质量,装药结构等多方面进行加强控制。基于此,首先要加强测量工作,掌子面施钻前需要使用激光断面仪来明确开挖轮廓线和炮孔位置,通过明显的颜色标记出水平线和中线等参考物,以此来确保光爆层厚度均匀,并派遣技术人员进行专人监督。同时,要采用全站仪或三维激光扫描仪对开挖断面进行循环测量,并设置准确的测量间隔,通常该数值为七天,并派遣专业的工作人员对现场超欠挖情况进行统计分析,为后续工艺优化提供理论支撑。其次,要控制钻孔质量,钻孔前需要施工人员熟悉炮眼分布图,并严格按照施工工艺开展相关工作,特别是周边眼和掏槽眼的位置,间距需要固定,不能随意改动。另外,施工人员需要准确定位凿岩机的位置,确保其误差控制在五厘米以内,严禁出现相互交错的现象。最后,工作人员要加强爆破控制,现场利用PVC管准确定位装药位置,利用导爆索串联,同时采取指定措施减少爆破工艺对周边环境的影响。
(二)控制喷射混凝土回弹量
技术人员通过降低回弹量,可以有效降低空气中的粉尘率改变内部环境,进而保障人员健康[4]。基于此,首先,工作人员要加强原材料质量控制,当工作人员发现原本使用的速凝剂总体效果不佳时,要更换其他品牌,确保其在使用后初凝时间控制在五分钟以内,终凝时间控制在十分钟以内,同时还要开展水泥的匹配性试验。然后工作人员需要对机制砂质量进行合理管控,确保其细度模数控制在2.8左右,石粉含量控制在5%左右,这样可以有效缓解混凝土异常回弹现象,再选用颗粒直径为10mm左右的碎石为粗骨料可以进一步避免管道堵塞。其次,施工人员要优化配合比设计,在实验过程中,要严格遵守各项工艺要求,执行实验内容,调整配合比,最终挑选合适的设计坍落度和标准的水泥类型,以此来降低喷射混凝土的回弹量,进一步提升结构强度。最后,要强化喷锚操作手的水平,并加强现场物料质量控制力度,科学合理的管控拌合站,确保进场原材料皆能满足施工需求,以此来保障工艺落实的准确性。同时,要对混凝土操作手进行技术交底,综合考量其实际操作能力和突发状况应变能力,针对其短板进行系统培训,最大限度降低混凝土回弹率,保障整体结构稳定性。同时,针对实际情况,工作人员需要学会理性分析,根据各项参数,明确喷射喷嘴和受喷岩面之间的角度,再经过公式计算,明确数据变化趋势,以此作为参考,进一步进行内部物料填充,减少不必要的成本损失[5]。
(三)加强现场组织控制
基于此,首先要健全组织机构,成立以经理为核心的工作领导层,并设置各个基层管理人员,确保各项决策能够上行下效,各项工艺能够有联动性的开展,同时完善职责分化体系,确保在出现突发状况的第一时间快速溯源,避免影响后续施工质量。其次,要强化奖惩制度,培养员工的责任心,根据岗位和工作压力设置专属的薪资评判体系,并定期开展总结会议,对先进的个人或群体进行表彰,激发其工作积极性,对玩忽职守不认真工作的员工进行惩罚,为其他人员树立危机意识,在施工单位内部营造良性的竞争氛围。最后,要加强技术交底和动态控制,根据隧道的地形条件以及断面形式等各项数据,完成仪器设备的配置工作并科学合理的选择施工手法,制定完善的施工方案逐级开始技术交底,并对隧道预留变形量进行动态管理,按照监控所得的各项数据调整施工述职,确保变形量在标准范围内,并以此为参考,合理控制喷射混凝土的用量,减少超耗问题出现的概率。
结论:综上所述,通过对各项目的实际勘察和分析后,可以明确隧道喷射混凝土超耗隐患其影响因素具有多样化特点,单一的工艺优化无法起到良好的遏制作用,工作人员需要测量喷射混凝土回弹量等多项数据,再加之对现场管理效果的实地勘察,融合多方数据进行系统分析,明确现有工作体系的短板并快速落实优化策略,这样才能进一步提升施工项目的经济效益,降低施工成本,为未来行业发展和社会进步奠定良好的基础
参考文献:
[1]徐朝峰. 长大隧道喷射混凝土超耗分析及控制技术研究[J]. 居舍, 2019(5):2.
[2]康政, 房玉中, 陈晓成,等. 降低隧道开挖施工中喷射混凝土的超耗量[J]. 山西建筑, 2018, 044(008):150-152.
[3]欧然. 隧道轮廓线开挖及喷射混凝土控制技术[J]. 石家庄铁道大学学报:自然科学版, 2018(A02):6.
[4]王正瑜. 隧道工程喷射混凝土超耗控制措施探究[J]. 商品与质量, 2017, (005):190,192.
[5]王英杰. 纳米高分子减水剂提高喷射混凝土功效应用技术[J]. 价值工程, 2019, 38(11):3.
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