隧道高强喷射混凝土试验研究

陈 宇

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

0 引言

初期支护是隧道稳定的主要承载结构，它是密贴于围岩的柔性结构与控制围岩变形松弛的主要支护手段，而喷射混凝土是初期支护的重要组成部分，在初期支护中起着重要的作用。喷射混凝土支护发挥力学作用的关键是及时喷射、初期强度出现早和早期闭合。我国目前的隧道设计理念一般都是“重二衬轻初支”，而且对于喷射混凝土的设计方法研究还很不充分。为增加喷射混凝土初期支护刚度，往往都是通过增大喷射厚度来实现的。理论证实:喷层厚度过大，会对喷射混凝土造成一系列不利影响，如增大弯曲应力、脆性以及施工成本等。因此，对于喷射混凝土的厚度，不宜盲目地增大，而应在如何改变喷射混凝土的性能，使之更加适应支护的需求方面多下功夫，如增加喷射混凝土的初期强度等。

1 对策

所谓“治标先治本”，只有喷射混凝土的原材料能够满足其性能要求和品质保证，才能配制出高强喷射混凝土。根据既有研究得出的结论，通过添加“高品质”矿物掺合料(粉煤灰、矿粉等)的手段配制高强喷射混凝土能很好的解决喷射混凝土的高强度问题。

矿粉和粉煤灰与水拌和后，不发生水化反应，但在Ca(OH)2饱和溶液中，常温下会发生显著的水化反应:

生成的水化硅酸钙和水化铝酸钙具有水硬性，对喷射混凝土强度起贡献作用。为了研究复合胶凝材中粉体材料的颗粒级配和粒度对混凝土性能的影响程度，本次试验采用辽宁丹东百特仪器有限公司生产的2001激光粒度分析仪(干法)和百特图像颗粒分布仪，从“微观”角度对矿物掺合料的颗粒粒度和级配进行了测试，测试结果见表1。……