兰新铁路隧道初期支护喷射混凝土配合比
设计报告书
（DK18+235～DK165+450段）
强度等级：C20、C25、C30
中铁西北科学研究院有限公司工程检测试验中心
二〇〇九年十二月五日
一、设计说明
隧道初期支护采用C20、C25、C30强度等级喷射混凝土，根据施工技术要求采用湿喷工艺，坍落度控制在80mm~130mm。
二 、依据规范标准
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》 铁建设[2005]160号 《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》 TZ214—2005 《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准 》 铁建设[2005]160号 《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》 TB 10108—2002 《锚杆喷射混凝土支护技术规范 》 GB 50086—2001 《普通混凝土配合比设计规程》 JGJ55－2000 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 GB/T50080－2002 《普通混凝土力学性能试验方法标准》 GB/T 50081－2002
三、原材料
水泥：甘肃祁连山水泥集团股份有限公司（永登）P·O42.5； 细骨料：临洮华凯砂场（临洮）（河砂），细度模数Mx=2.9； 粗骨料：达板碎石场，（5~10）mm碎卵石；
外加剂：陕西省建筑高新技术开发公司LGS-XC聚羧酸减水剂； 速凝剂：陕西省建筑高新技术开发公司LGN-8A速凝剂； 水：饮用水。
四、设计步骤
（1） 确定配制强度
根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55－2000）混凝土的配制强度采用下式确定：
fcu,0≥fcu,k＋1.5σ
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204－2002）规定，σ取值为6.0MPa，则：fcu,0＝20＋1.5×6.0 =29.87MPa；fcu,0＝25＋1.5×6.0 =34.87MPa
fcu,0＝30＋1.5×6.0 =39.87MPa
（2）根据《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》TZ214—2005规定：灰骨比宜为1:4~1:5；水灰比宜为0.40~0.50；砂率宜为45%~60%；水泥用量不宜小于400kg/m3。
（3）根据上述规定，初步选定配合比见表1：
3
表1 隧道初期支护喷射混凝土配合比（kg/m）
编号 1 2 3
强度等级 C20 C25 C30
水泥
河砂
碎卵石 5~10mm ，815 5~10mm ，805 5~10mm ，785
减水剂 4.40 4.60 5.00
速凝剂 17.60 18.40 20.00
水 1163166
P·O42.5，440 中砂，915P·O42.5，460 中砂，905P·O42.5，500 中砂，885
五、混凝土拌合物性能
在表1的基础上进行混凝土拌合物性能试验，用水量根据坍落度在80mm～130mm之间进行调整。经过大量的试验，所选定混凝土配合比的用水量及拌合物性能见表2。
表2 隧道初期支护喷射混凝土用水量及拌合物性能试验结果
编号 1 2 3
强度等级 C20 C25 C30
用水量
3
(kg/m) 1 163 166
容重
3
(kg/m) 2360 2360 2370
坍落度 (mm) 120 110 115
扩展度 (mm) / / /
含气量 (%) / / /
凝结时间(min) 初凝 / / /
终凝 / / /
根据混凝土拌合物性能试验结果，初步选定的配合比的混凝土拌合物性能能满足要求。
六、混凝土力学性能
按上述配合比成型试件，做力学性能试验（1d、7d、28d抗压强度），试验结果见表3。
表3 隧道初期支护喷射混凝土力学性能试验结果
编号 1 2 3
强度等级 C20 C25 C30
抗压强度(MPa)
1d 11.2 11.8 12.4
7d 29.7 32.1 40.6
28d 41.4 45.0 53.8
根据混凝土力学性能试验结果，初步选定的配合比的混凝土力学性能均能满足要求。
七、理论配合比确定
根据上述试验结果及《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》TZ214—2005的规定，最终优选的满足设计和施工要求的理论配合比见表4-1~表4-3。
3
表4-1 隧道初期支护喷射混凝土（C20）配合比（kg/m）
编号 1
表4-2 隧道初期支护喷射混凝土（C25）配合比（kg/m）
编号 2
水泥
河砂
碎卵石 5~10mm ，805
减水剂 4.60
速凝剂 18.40
水 163
P·O42.5，460 中砂，905
3
水泥 河砂 碎卵石 5~10mm ，815
减水剂 4.40
速凝剂 17.60
水 1
P·O42.5，440 中砂，915
3
表4-3 隧道初期支护喷射混凝土（C30）配合比（kg/m）
编号 3
水泥
河砂
碎卵石 5~10mm ，785
减水剂 5.00
速凝剂 20.00
水 166
P·O42.5，500 中砂，885
八、附件
（1）配合比选定报告； （2）水泥检验报告； （3）细骨料检验报告； （4）粗骨料检验报告； （5）减水剂检验报告； （6）速凝剂检验报告； （7）拌合水检验报告。
