[发明专利]一种断层破碎段瓦斯隧道施工用低回弹高气密性抗裂喷射混凝土

说明书

本发明属建筑材料技术领域，提供一种断层破碎段瓦斯隧道施工用低回弹高气密性抗裂喷射混凝土，解决了现有断层破碎段喷射混凝土的回弹量较高、气密性差、易开裂的问题。由水泥、掺合料、细骨料机制砂、粗骨料碎石、减水剂、水、速凝剂、玄武岩纤维、气密剂按一定比例混合制备而成。提高了特殊施工环境下喷射混凝土的工作性，降低混凝土回弹率，大幅度提高一次性喷射混凝土层厚度，有效提高初期支护裸露围岩封闭速度，降低瓦斯泄露量，有效抑制初期支护喷射混凝土结构层的裂纹发展，有效提高喷射混凝土初期支护的早期强度，满足断层破碎段瓦斯隧道对初期支护混凝土的强度要求；提高混凝土抗裂性、抗弯拉性、抗渗性能，显著增强初支混凝土气密性。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种断层破碎段瓦斯隧道施工用低回弹高气密性抗裂喷射混凝土。

背景技术

随着国家基础设施建设的快速发展，公路、铁路、地铁等交通路网不断扩大，隧道在路线占比也越来越大，穿越油气盆地、煤系地层等围岩破碎、易变形又存在瓦斯积聚的隧道也越来越多，在上述特殊地层中进行隧道工程施工，岩体内部赋存的瓦斯会不断地从掌子面裸露岩面、气密性低或开裂的初期支护喷射混凝土结构层释放出来，在隧道内积聚的不同浓度的瓦斯将会引起施工人员中毒、窒息，甚至发生燃烧和爆炸等灾难性后果，对隧道施工安全带来严重威胁。

鉴于在施工过程中瓦斯主要在掌子面未做支护的裸露岩面以及气密性低或开裂的初期支护喷射混凝土结构层上释放出来的特点，在设计和施工阶段往往会结合衬砌结构设计瓦斯封排措施，采用气密性喷射混凝土快速封闭掌子面围岩，达到阻止瓦斯释放进行下一步安全施工的目的。

但我国由于湿喷混凝土起步晚，技术水平低，同时国内原材料质量差，无碱速凝剂、湿喷机械手技术不成熟，导致喷射混凝土回弹率高（经调查统计，现在隧道工程中喷射混凝土回弹量普遍在15%以上）、气密性差、受早期围岩变化易开裂等工作性能较差、综合成本较高等问题，而这类问题在断层破碎段瓦斯隧道显得尤为突出，回弹大裸露围岩无法快速封闭、气密性差以及易开裂问题均可导致瓦斯大量释放造成安全事故的风险，因此，亟需提供一种针对断层破碎段瓦斯隧道的喷射混凝土，用以提高断层破碎段瓦斯隧道工程的工作性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种断层破碎段瓦斯隧道施工用低回弹高气密性抗裂喷射混凝土，其解决了现有喷射混凝土的回弹量较高、气密性差、易开裂的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种断层破碎段瓦斯隧道施工用低回弹高气密性抗裂喷射混凝土，包括以下重量份的原料组分：水泥340-400份；掺合料46-92份；细骨料机制砂874-957份；粗骨料碎石693-776份；减水剂3.68-5.06份；水184-198份；速凝剂23.0-32.2份；玄武岩纤维0.6-1.5份；气密剂23.0-36.8份；其中：所述掺合料为F类Ⅱ级粉煤灰；所述粗骨料碎石的粒径为4.75-9.5mm；细骨料机制砂为由机械破碎、筛分制成的粒径为小于4.75mm的岩石颗粒，细度模数为2.5-3.1，机制砂石粉含量为5.0%~15.0%，且MBV值低于1.4；所述减水剂为早强型聚羧酸系高性能减水剂，减水率≥25%，含气量＞3%；所述速凝剂为无碱速凝剂；所述气密剂为抗腐气密共效的 FS-KQ 抗腐蚀气密混凝土泵送剂，主要成分为硅灰、粉煤灰、高效减水剂等材料复合而成。

所述水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

所述水泥强度等级为42.5R。

所述玄武岩纤维公称长度为15mm~30mm，公称直径为9~25μm。