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信托定融政信知识:
可分为表面裂缝和贯穿板全厚度的裂缝(简称为贯穿裂缝)1.1 .表面裂缝水泥砼板面的表面裂缝主要是由砼混合料的早期过快失水和碳化收缩引起的,具体如下: ① 由于构成混合料的各种固体的颗粒大小,密度不同,混合料不可避免发生分层离析,再者由于配合比不当,操作不当,砼的颗粒不均匀,离析就会加大,即重颗粒下沉,水分向上迁移,从而形成表面泌水,结果就会使水泥砼表面含水量增加,当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时,水的蒸发面就会深入到混合料表面之内,水面形成凹面
由于凹面较凸面所受压力大,同时颗粒间产生毛细管张力,促使颗粒凝聚
当水泥砼表面尚未充分硬化,不能抵抗这一表面张力时,砼表面则发生裂缝
这种塑性裂缝的产生时间,大致与泌水消失时间相对应,在砼浇筑之后数小时,砼表面将普遍出现细微的龟裂
② 砼碳化收缩也会引起其表面龟裂
当砼的水泥用量低,水灰比较大时,空中的CO2易渗透到水泥砼内,与其中的碱性物质起化学反应,生成碳酸盐和水
水泥砼的碳化反应在空气相对湿度为30%-50%时最为激烈
碳化引起的收缩仅限于水泥砼路面表面,只产生混凝土的表面裂缝,碳化收缩的速度较失水速度慢,因而带来危害并不大,但都会给水泥砼路面的耐磨性,表面抗滑性及行车舒适性带来不利影响
1.2.贯穿裂缝 水泥砼路面贯穿裂缝为贯穿板全厚度的横向裂缝,纵向裂缝,交叉裂缝,板角断裂等
1.2.1.横向裂缝 垂直于行车方向的有规则裂缝称为横向裂缝,导致水泥砼路面出现横向裂缝的原因较多,大致可以归纳如下几方面: (1)干缩裂缝 在水泥砼中,水在水泥石中以化学结合水,层间水,物理的吸附水,还有毛细管水等状态存在着
当这些水在砼硬化过程中失去时,水泥浆体就会产生收缩,这就是干缩,当收缩受到条件限制时,产生收缩应力,这就会引起干燥收缩裂缝
水泥浆体干缩的限制主要是砼骨料对水泥浆的限制
在普通水泥砼中,水泥浆的收缩率被限制了90%,所以砼内部经常存着引起干缩裂缝的应力状态
干缩裂缝引发的路面横向裂缝,往往是在砼水化硬化的早期
有资料表明,水泥砼20年收缩量的14%~34%发生在水泥砼的14d龄期内,40%~80%发生在3个月龄期内
(2)冷缩裂缝和一般材料一样,水泥砼具有热胀冷缩性能
砼板块的冷缩却是在相邻部或整体性限制条件下发生的,热胀属于变形压缩,而冷却则属于拉伸变形,这样就容易引起开裂
水泥砼在硬化过程中是一个放热反应,板块温度上升
在通常温度范围内,砼上升1℃,每米膨胀0.01mm,这种变形,对大面积板块极为不利
水泥水化过程中放热速度是变化的,初始较慢,25min后增湿,大约在水泥终凝后12h的水化热温度可达80℃~90℃,使内部砼产生显著的体积膨胀,而板面温度随着晚上气温降低,湿水养护而冷却收缩,致使砼路面内部膨胀,外部收缩,产生很大的拉应力,当外部砼所受拉应力一旦超过砼当时的极限抗拉强度时,板块就会产生裂缝或横向断裂
此外,从表中可得到,由于放热过程中放热率变化,水泥砼温度将产生变化,当混凝土从最高温度降温时,由于受到已有基层或已有硬化混凝土的约束力,在温度下降时,就不能自由收缩,就会产生裂缝
(3)切缝不及时 为防止水泥砼路面的干缩裂缝和冷缩裂缝,人们采用切缝将路面分块
我国现行的水泥砼路面设计规范规定,路面板长不大于6m,板块宽不大于5m
但由于施工中切缝的时间难以控制得当, 造成砼路面出现横向裂缝
从砼收缩因素考虑,最后是水泥砼中水泥水化初阶段切缝,但因砼抗压强度不足,根本无法切缝
一般砼抗拉强度仅为抗压强度的1/8~1/7,即约为4.3Mpa~5.0Mpa
可见,气温下降30℃的温度就历程将超过砼的抗拉强度,板块的横向断裂就难以避免
但对于己切缝的砼板,除第一天的应力有可能大于该龄期的抗折强外,其余温度应力均小于相应龄期的要求
所以切缝不及时,就会导致水泥砼路面横向裂缝产生
1.2.2. 纵向裂缝 顺向方向出现的裂缝称为纵向裂缝
水泥砼路面的传荷顺序为面层,基层、垫层、路基
尽管面层板传到路基顶面的荷载应力值很小,往往不会超过0.05Mpa,但路基的支承条件却是很重要的
由于填料土质不均匀,温度不均匀,膨胀土、冻胀,压实不足等多种原因,都会直接导致路基支承不均匀,在砼浇筑之前未严格检查基底弹性模量Et是否符合规范要求,而盲目施工,在路基稍有沉陷的情况下,在板自重和行车压力作用下而产生纵向断裂
刚开始时缝很细,一般小于0.05mm,但随着雨水侵入和浸泡基层,使其表层软化,液化而产生唧泥、淘空,使裂缝加大
拓宽路基时,由于路基处理不当,新路基出现沉降,砼板下沿纵向出现脱空
在车辆荷载作用下,使砼板发生纵向断裂
1.2.3. 交叉裂缝 两条或两条以上相互交错的裂缝称为交叉裂缝
产生交叉裂缝的主要原因: ① 水泥砼强度不足,在轮载和温度作用下会出现交叉裂缝
② 路基和基层的强度与水稳性差,一但受到水的侵入,将会发生不均匀沉陷,在车辆荷载(特别是重载)作用下,砼板块出现交叉裂缝
③ 水泥的水化反应和碱骨料反应
水泥水化反应在砼发生升温和降温过程中产生体积的胀缩变形,在内部骨料及外部边界约束下使砼的自由胀缩变形受阻,而产生拉压应力
同样在水泥的生产过程中,有时也会出现一些过烧的CaO和mgO它们的水化速度较慢,往往在水泥硬化后再水化,引起水泥浆体体积膨胀,开裂甚至溃散
同时由于水泥在生产过程中烧成温度不好控制,水泥的安定性不良,浇筑之后的砼路面就会产生大面积龟裂
1.2.4. 板角裂缝 与砼板角两边接缝相连的贯穿板厚的裂缝称为板角断裂
板角是砼路面板的薄弱部位,由于侧模的模壁效应,施工时插入式振捣器很难保证砼完全密实,板角密实度不够强度相对较小,而在受力上板角较为不利
相邻板角之间无传力杆,传荷能力较差
在车轮荷载作用下荷载应力较集中,除在砼路面的起始点主要有角隅及边缘钢筋外,其它部位均未设加强筋,而且一旦砼路面板接缝进水,板下就会出现唧泥,脱空现象
板角更是处于不利状况,车轮荷载作用在板角时就很容易出现板角断裂
2 裂缝修补 2.1. 裂缝修补材料的选择原则理想的裂缝修补材料必须满足以下性能要求: ①粘结强度高; ②防水抗渗性好; ③在自然温度范围内具有较好的稳定性; ④优良的抗嵌入性; ⑤优良的耐久性; ⑥使用方便、施工快捷; ⑦对环境无污染; ⑧与基质混凝土具有较好的相容性
2.2. 修补材料和基质砼的相容性 修补材料是否成功有效,取决于基础砼和旧砼是否有较好的相容性
其相容性表现在以下几方面:收缩应变、蠕变系数、热膨胀系数、弹性模量、泊松比、抗张强度、疲劳性能、粘结力、孔隙率和电阻率、化学活性等
修补材料必须是一种低收缩材料,否则将在修补层出现张应力
修补材料的蠕变特性则应根据具体使用环境而定,使修补材料和基质混凝土结合良好,所受应力在最低 范围内;修补材料的热膨胀系数及弹性模量,泊松比等与基质砼应尽可能地保持一致,在温差变化及应力作用下,材料界面不至于出现应力集中,保证界面的良好结 合;修补材料的抗张拉强度必须优于基质砼;修补材料必须具备优良的疲劳性能和较强的粘结力,从而保证修补材料的耐久性,在配筋路面,修补材料必须和基质材 料具备相似的孔隙率和电阻率,如果修补材料的孔隙率及电阻率差异较大,则会导致修补区域和基质砼区域的溶液电位差增加,在特定区域钢筋电化学,腐蚀加剧, 导致修补失效,修补材料必须具备优良的化学稳定性,较低的化学活性,优良的护筋性及与水泥砼中的骨料不发生碱集料反应等特点
2.3. 水泥砼裂缝修补材料 裂缝修补材料根据其功能可分为高模量补强材料和低模量密封材料
前者固化后具有较高的强度和刚度,后者则具有较大的柔性
当水泥砼路面由于裂缝造成强度不足 时,宜选用高模量补强材料
因为修补材料太低,将降低应力传递效果,起不到补强材料
因为修补材料太低,将降低应力传递的效果,起不到补强作用
当水泥砼 路面仅出现贯穿裂缝,而板面强度仍能满足通车时,为防止雨水和空气的侵蚀,裂缝扩大而削弱路基,可选用低模量密封修补材料,将裂缝封闭
典型的高模量补强材料有环氧树脂类,酚醛和改性酚醛树脂类胶粘剂,低模量密封材料有聚氨脂类、烯类、橡胶类、沥青类胶粘剂
本文主要介绍环氧树脂类,聚氨脂类灌浆材料,烯类裂缝修补材料,聚合物现性水泥砂浆类裂缝修补材料
(1)环氧树脂类修补材料环氧树脂类修补材料的主要组分是环氧树脂,它是含有两种以上环氧化基因的高分子化合物,常见的环氧树脂可分为两类,一类是缩水甘油基型环氧树脂;一类是环氧化烯烃
水泥砼路面修补中使用的环氧树脂类材料大多属缩水甘油基型,常用的有由多元酚和多元醇制备的双酚A环氧树脂
这 类环氧树脂刚性大,延性小、质脆,与旧混凝土胶接时,界面易产生集中而开裂
而环氧树脂改性后,即保持了强度高,粘附力强的优点,又通过改性降低脆性,提高韧性,最重要的一类用于水泥砼路面裂缝修补的是聚硫改性环氧灌浆材料
以环氧树脂100g,聚硫橡胶50g和DMP-30(固化剂)10g混合而成的改 性环氧树脂,抗拉强度高达50.6Mpa,延伸率达5%;用环氧树脂6101号100g, 聚硫橡胶(分子量1000)30g,生石灰(过160 目,600℃活化4h)30g,固化剂1号20g,(KH-550)30g,混合成的改性环氧25℃下45min或基本凝固,3-5h后则可达 21-23mpa的抗剪强度,这两种配方的改性环氧树脂在我国实际工程中均有应用,效果良好
另一类改性环氧为914双组份快速固化裂缝修补材料,用 711脂环族双缩水骨油脂环氧,712环氧树脂和703固化剂组成的914双组份室温快速固化胶粘剂,25℃下3h抗剪强度最高可达到30mpa左右,采 用间苯=酚双缩水甘油醚70g等量间苯=酚和间苯=酚分甲醛树脂混合物的环氧化合物30g,J=烯双环氧20g,无机填料60g,低分子聚酰胺 80g,2,4-甲苯=胺20.5g,液体聚硫20.5g,混合成的改性聚硫环氧灌浆材料,在常温下凝胶时间为1.7h,室温抗剪强度达20Mpa
以上几种修补材料在我国试用以后,效果不错,特别是914双组组份快速固化胶粘剂,现在已广泛采用
(2) 聚氨脂类灌浆材料聚氨脂类灌浆材料主要是由多异氰酸和聚氨基甲酸脂组成,其具有高度的极性和活泼性,对水泥砼具有极强的粘附性能,而且聚氨脂具有柔性分子 链,它的耐震性及抗疲劳性能都很好,并且它还有一个重要的特点是它的耐低温性能好,它比其它任何其它的胶粘性材料都具有更好的耐寒性
因此由它配成的裂缝 灌浆材料耐气候性好,适宜于不同季节和地区使用,而且聚胺固化时,几乎没有任何副产品产生,因此不会产生胶接层缺陷
(3)烯类裂缝补材料烯 类裂缝修补材料采用烯类聚合物配制而成,通常有两大类:一类是以烯类单体或预聚体作胶粘剂,在固化过程中发生聚合;另一类是以高分子聚合物本身作胶粘剂
用于水泥砼路面裂缝修补的烯类材料主要有两类:其一为氰基丙烯酸酯胶粘剂,主要成分是α-氰基丙烯酸酯,通过增稠剂和增塑剂等改善工作性和抗冲击性能,其 特点是粘度低,固化时间短,透明性好,胶结强度强,气密性好,不足之处是价格较高,抗冲击性能较差;另一类为(甲基)丙烯酸酯树脂粘剂,甲基丙烯酸树脂具 有三向交联结构,所以耐热性,耐水性、耐介质以及耐大气老化性能较好,收缩率低,强度高,因(甲基)丙烯酸脂树脂粘剂粘度较其它有机高分子材料低,常与水 泥复合成树脂改性砼对宽裂缝进行修补,(甲基)丙烯酸酯树脂胶粘剂制备工艺复杂,为调节固化产物的结构性能,需要掺入大量的外加剂
(4)聚合物改性水泥砂浆类裂缝修补材料普 通水泥砂浆因收缩大,粘结强度低等原因较少用于裂缝的修补,而通过聚合物乳液改性水泥砂浆能提高其工作性能,减少浆体收缩,提高粘结强度,以及砂浆的综合 力学性能,改善防水抗渗能力及抗冻融能力,降低纯聚合物材料的费用等
常用于裂缝修补的聚合物改性水泥砂浆有聚醋酸乙烯乳液改性水泥砂浆,聚丙烯酸酯乳液 改性水泥砂浆,环氧树脂改性水泥砂浆,不饱和聚酯树脂改性水泥砂浆及丁苯胶乳改性水泥砂浆等
2.4.裂缝修补方法 砼路面的裂缝情况比较复杂
修补时要根据具体的情况采取相应的修补措施.对砼路面裂缝的修补可采用压注灌浆法、扩缝灌浆法、直接灌浆法和条带罩面法
2.4.1.压注灌浆法 对宽度在0.5mm以下的非扩展性的表面裂缝,可采取压注灌浆法
(1)用压缩空气清除缝隙中泥土杂物; (2)将松香和石蜡按1:2配制并加热溶化; (3)每隔30cm安置一个灌浆嘴; (4)用胶带将缝口贴牢,并在灌浆嘴及胶带上加封松香石腊; (5)用压力灌浆器将灌浆材料溶液压入缝内
2.4.2.扩缝灌浆法 对局部性裂缝且缝口较宽时
可采取扩缝灌浆法
(1)先顺着裂缝用冲击电钻将缝口扩宽成1.5cm的沟槽,槽深根据裂缝深度确定,最大深度不得超过2/3板厚
(2)用压缩空气吹除砼碎屑,填入粒径为0.5cm的清洁的小石屑(含泥量小于1%)
(3)根据选用的裂缝修补材料使用方法,准备好灌浆材料
(4)灌入选用的裂缝修补材料
(5)用远红外灯加热增强2h一3h即可通车
2.4.3.直接灌浆法 对非扩展性裂缝,可采取直接灌浆法
(1)先将缝内泥土、杂质清除干净,随后用钢丝刷将缝口刷一遍,并用吸尘器将浮土吸掉,确保缝内无水、干燥
(2)缝内及路面先铺一层聚氨脂底胶层,厚度为0.3±0.1mm
底胶用量为0.15kg/m2,底胶铺设采用涂刷方法
(3)准备好灌浆材料
(4)将灌浆材料灌入缝内,固化后达到通车强度,即可放行
2.4.4.条带罩面法 对贯穿全厚的开裂状裂缝,宜采取条带罩面法进行修补
(1)首先顺裂缝两侧各约20cm,且平行于缩缝切7cm~10cm 深两条横缝
(2)在两横缝内侧用风镐或液压镐凿除混凝土7cm~10cm
(3)沿裂缝两侧10cm.每隔50cm钻一对把钉孔,钯钉孔的直径略大于钯钉的直径
(4)用由16螺纹钢筋制成长20cm、弯钩长7cm的把钉
(5)将孔槽内填满快硬砂浆,安装把钉
(6)人工将切割的缝内壁凿毛,以增强新老砼的粘结力
人工去除已破裂尚未掉下来的表面裸石
(7)在修补面上先刷一层同砼配比的修补砂浆,然后浇筑快硬混凝土
(8)喷洒养生剂养生
为防止修补砼中的水分沿相邻老砼孔中失去,养护剂的喷洒面应延伸到相邻老砼内20cm以上
(9)用切缝机加深缩缝
(10)灌填缝料
(11)在裂缝端部路肩处修盲沟以利排水
2.4.5.表面龟裂的处理 (1)对于表面裂缝较多及表面龟裂
可把裂缝划为一个施工面
(2)将其施工面中的裂缝凿成一块3cm~6cm凹槽
(3)把砼碎屑吹除干净
(4)配制聚合物乳液混凝土或备好其它修补材料
(5)浇筑修补混凝土
(6)喷洒养生剂养生
(7)养生至规定通车强度后通车
3.建议 在水泥砼路面裂缝修补中,修补材料的配制和选择占着首位,而修补材料的主要功能是应满足新旧水泥混凝的相容性,另外还要考虑到能否节约施工时间,因为在修补 过程中影响到交通封闭,同时还要考虑到能否获得最高的性能价格比
因为路面裂缝情况及原因的复杂性,不可能有某种材料适合用于全线的修补,因此,选择修补 材料要根据具体情况而选择
同时在修补施工工艺的选择也与选择材料一样重要,但由于目前缺乏对修补材料进行评价的可靠的标准检测方法,也没有为大家所普遍 接受的性能标准,因此修补材料的测试方法及性能标准只有在研究和实践中进一步去完善,修补施工工艺也要根据材料和损坏原因进一步去研究和完善,从目前各类 裂缝修补材料来看,环氧树脂类材料是具有广泛价值的路面裂缝修补材料,而修补方法则根据具体情况具体定
可以最大限度地紧跟开挖作业面施工,因此可以利用开挖施工面的时空效应,以限制支护前的变形发展,阻止围岩进入松动的状态,在必要的情况下可以进行超前支护,加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性
在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展,并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载,增强了岩层的稳定性
1.2封闭性 由于喷锚支护能及时施工,而且是全面密粘的支护,因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落,制止膨胀岩体的潮解和膨胀,保护原有岩体强度
巷道开挖后,围岩由于爆破作用产生新的裂缝,加上原有地质构造上的裂缝,随时都有可能产生变形或塌落
当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面,很好的充填围岩的裂隙,节理和凹穴,大大提高了围岩的强度
(提高围岩的粘聚力C和内摩擦角)
同时喷锚支护起到了封闭围岩的作用,隔绝了水和空气同岩层的接触,使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开,导致围岩失去稳定
1.3粘结性 喷锚支护同围岩能全面粘结,这种粘结作用可以产生三种作用: ① 联锁作用,即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落,则引起临近岩块的联锁反应,相继丧失稳定,从而造成较大范围的冒顶或片帮
开巷后如能及时进行喷锚支护,喷锚支护的粘结力和抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏,防止个别威岩活石滑移和坠落,从而保持围岩的稳定性
②复和作用,即围岩与支护构成一个复合体(受力体系)共同支护围岩
喷锚支护可以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力,同时与围岩形成了一个共同工作的力学系统,具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用,从根本上改变了支架消极承担的弱点
③增加作用
开巷后及时继进行喷锚支护,一方面将围岩表面的凹凸不平处填平,消除因岩面不评引起的应力集中现象,避免过大的应力集中所造成的围岩破坏;另一方面,使巷道周边围岩由双方向受力状态,提高了围岩的粘结力C和内摩擦角,也就是提高了围岩的强度
1.4柔性 喷锚支护属于柔性薄性支护,能够和围岩紧粘在一起共同作用,由于喷锚支护具有一定柔性,可以和围岩共同产生变形,在围岩中形成一定范围的非弹性变形区,并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展,使围岩的自承能力得以充分发挥
另一方面,喷锚支护在与围岩共同变形中受到压缩,对围岩产生越来越大的支护反力,能够抑制围岩产生过大变形,防止围岩发生松动破坏
2、新奥法理论要点及施工要点 2.1 新奥法与传统施工方法的区别:传统方法认为巷道围岩是一种荷载,应用厚壁混凝土加以支护松动围岩
而新奥法认为围岩是一种承载机构,构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构(以喷射混凝土、锚杆为主要手段)并使围岩与支护结构共同形成支撑环,来承受压力,并最大限度地保持围岩稳定,而不致松动破坏
新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分,因此,施工时应尽可能全断面掘进,以减少巷道周边围岩应力的扰动,并采用光面爆破、微差爆破等措施
减少对围岩的震动,以保全其整体性
同时注意巷道表面尽可能平滑,避免局部应力集中
新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合,形成比较薄的衬砌层,即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩,使喷射层与围岩紧密结合,形成围岩-支护系统,保持两者的共同变形,故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力
2.2保护巷道围岩自身的承载能力 新奥法施工在巷道开挖后采取了一系列综合性措施:构筑防水层、围岩巷道排水;选择合理的断面形状尺寸;给支护留变形余量;开巷后及时做好支护、封闭围岩等,都是为保护巷道围岩的自身承载能力,使围岩的扰动影响控制在最小范围内,并加固围岩,提高围筵强度
使其与人工支护结构共同承受巷道压力
2.3允许围岩由一定量的变形,以利于发挥围岩的固有强度
同时巷道的支护结构,也应具有预定的可缩量,以缓和巷道压力
围岩的变形是控制在一定范围内的,必须避免围岩变形过大,从而导致围岩强度的削弱以致引起垮落、失稳
支护结构具有一定的变形量,允许巷道围岩产生一定的变形,以缓和来自巷道的巨大压力,更进一步减轻支护荷载
2.4新奥法施工过程中量测工作的特殊性 由于岩体生成条件与地质作用的复杂性,施工条件的复杂性,以及对工程设计参数的精确要求,得要通过许多量测手段,在施工过程中对围岩动态和支护结构工作状态和支护结构工作状态进行监测
并用监测结果修改初步设计,指导施工
量测的结果可以作为施工现场分析参数和修改设计的依据,因而能够预见事故和险情,以便及时采取措施,防患于未然提到施工的安全程度
由上所述,新奥法的支护原则是:围岩不仅是载物体,而且是承载结构;围岩承载圈和支护体组成巷道的统一体,是一个力学体系;巷道的开挖和支护都是为保持改善与提高围岩的自身支撑能力服务
3、新奥法的主要支护手段与施工顺序 新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段,因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层,与围岩紧密粘结的可缩性支护结构,允许围岩又一定的协调变形,而不使支护结构承受过大的压力
施工顺序可以概括为:开挖→一次支护→二次支护
3.1开挖 开挖作业的内容依次包括:钻孔、装药、爆破、通风、出渣等
开挖作业与一次支护作业同时交叉进行,为保护围岩的自身支撑能力,第一次支护工作应尽快进行
为了冲分利用围岩的自身支撑能力开挖应采用灌面爆破(控制爆破)或机械开挖,并尽量采用全断面开挖,地质条件较差时可以采用分块多次开挖
一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定
岩质条件好时,长度可大一些,岩质条件差时长度可小一些,在同等岩质条件下,分块多次开挖长度可大一些,全断面开挖长度就要小一些
一般在中硬岩中长度约为2-2.5米,在膨胀性地层中大约为0.8-1.米
3.2第一次支护作业包括:一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土 在巷道开挖后,应尽快地喷一层薄层混凝土(3-5mm),为争取时间在较松散的围岩掘进中第一次支护作业是在开挖的渣堆上进行的,待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混凝土完成后再出渣
按一定系统布置锚杆,加固深度围岩,在围岩内形成承载拱,由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱,起临时支护作用,同时又是永久支护的一部分
复喷后应达到设计厚度(一般为10-15mm),并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内
完成第一次支护的时间非常重要,一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成
目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成,主要由施工条件决定
在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层(如风华花岗岩)中开挖巷道,为了延长围岩的自稳时间,为了给一次支护争取时间,安全的作业,需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护(预支护),然后再开挖
在安装锚杆的同时,在围岩和支护中埋设仪器或测点,进行围岩位移和应力的现场测量:依据测量得到的信息来了解围岩的动态,以及支护抗力与围岩的相适应程度
一次支护后,在围岩变形趋于稳定时,进行第二次支护和封底,即永久性的支护(或是补喷射混凝土,或是浇注混凝土内拱),起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用,而此支护时机可以由监测结果得到
对于底板不稳,底鼓变形严重,必然牵动侧墙及顶部支护不稳,所以应尽快封底,形成封闭式的支护,以谋求围岩的稳定
4、新奥法适用范围 ① 具有较长自稳时间的中等岩体; ② 弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩; ③ 强风化的岩石; ④ 刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩; ⑤ 坚硬粘土,也有带坚硬夹层的粘土; ⑥ 微裂隙的,但很少粘土的岩体; ⑦ 在很高的初应力场条件下,坚硬的和可变坚硬的岩石; 在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合 ① 有强烈地压显现的岩体; ② 膨胀性岩体(要与仰拱与底部锚杆相配合); ③ 在一些松散岩体中,要与钢背板与之配合; ④ 在蠕动性岩体中,要与冻结法或预加固法等配合; 在下列场合中应用应慎重 ① 大量涌水的岩体; ② 由于涌水会产生流砂现象的围岩; ③ 极为破碎,锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体; ④ 开挖面完全不能自稳的岩体等
5、新奥法的缺点主要有: ① 实施不仅要求有良好的施工组织和管理,也要求技术人员和量测人员都十分熟练,没有这一点就易于发生错误;作业质量都与每一个人的仔细操作有关
② 开挖暴露出的地质会立即改变其状态,因此要求施工地质人员要亲临现场,以便发现问题; ③ 用能控制的施工量测,往往给施工带来不便; ④ 干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加强防护,尤其是对眼睛的防护,湿喷虽然可以避免此缺点,但在同样条件下,不如干喷那样有效的支护岩体
新奥法施工是从实际经验中总结出来的,又在不断实践经验中得以丰富其内容和进一步发展,新澳法施工在我国推广以来,经过几十年的发展,通过科研、设计、施工三结合,在修建下坑、西坪、大瑶山、军都山等铁路隧道以及中梁山、二郎山、西山坪等多座公路隧道中,应用新奥法远离及其相应的技术,取得了较大的成就
不可否认,新奥法也存在不少缺点,不过经过工程技术人员和科技工作者的共同努力一定可以把新奥法不断完善,在我国的现代化建设进程中发挥更加重要的作用
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