張建春

摘要：隨著國(guó)家交通基礎(chǔ)建設(shè)投資力度的加大和人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，隧道工程建設(shè)呈現(xiàn)較大增長(zhǎng)趨勢(shì)。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國(guó)目前是世界上隧道工程最多的國(guó)家。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在單孔隧道長(zhǎng)度紀(jì)錄不斷被刷新；施工技術(shù)難度和技術(shù)含量不斷加大；大斷面、多孔連拱和小凈距隧道不斷出現(xiàn)；高海拔、高寒地區(qū)隧道建設(shè)很突出；各部門(mén)有關(guān)隧道的技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也逐漸統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：噴射混凝土施工中的質(zhì)量控制回彈量；厚度；檢測(cè)等問(wèn)題的探討

一、噴射混凝土在隧道工程復(fù)合支護(hù)中的作用

噴射混凝土是使用混凝土噴射機(jī)，按一定的混合程序?qū)接兴倌齽┑募?xì)石混凝土拌和料與高壓水混合，經(jīng)過(guò)噴嘴噴射到巖壁表面，并迅速凝固結(jié)成一層支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而對(duì)圍巖起到支護(hù)作用。噴射混凝土是一種新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，又是一種新的施工工藝與技術(shù)，它可以根據(jù)需要分次追加厚度，也可以與各種類型的錨桿、鋼纖維、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)成復(fù)合式支護(hù)，具有支護(hù)及時(shí)、強(qiáng)度高、密實(shí)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，特別是在軟弱圍巖地質(zhì)條件下，配合鋼拱架和系統(tǒng)錨桿作為聯(lián)合支護(hù)，其優(yōu)點(diǎn)更為明顯。就新奧法原理而言，容許圍巖產(chǎn)生變形，同時(shí)在圍巖變形過(guò)程中，通過(guò)圍巖自承體系和支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)圍巖變形進(jìn)行控制，達(dá)到讓圍巖變形的適度釋放而不是徹底釋放的目的。

二、噴射混凝土的施工質(zhì)量控制

1、噴射混凝土原材料質(zhì)量要求

（1）水泥：應(yīng)優(yōu)先采用普通硅酸鹽水泥，也可采用礦渣硅酸鹽水泥；在軟弱圍巖中宜選用早強(qiáng)水泥。水泥標(biāo)號(hào)不低于42.5級(jí)，使用前應(yīng)對(duì)強(qiáng)度、安全性、凝結(jié)時(shí)間等進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。

（2）粗骨料：為防止噴射混凝土過(guò)程中堵塞管道，減少回彈量以及保證混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，粗骨料應(yīng)采用堅(jiān)固耐久的碎石或卵石，粒徑一般不大于15mm。

（3）細(xì)骨料：為保證噴射混凝土的強(qiáng)度和減少施工作業(yè)時(shí)的粉塵，以及減少混凝土硬化時(shí)的收縮裂紋，細(xì)骨料應(yīng)用堅(jiān)硬耐久的中、粗砂，細(xì)度模數(shù)一般大于2.5，含水量宜控制在5%-7%。

（4）水：為保證噴射混凝土正常凝結(jié)和硬化及確?；炷恋膹?qiáng)度和穩(wěn)定性，不得使用污水及PH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量超過(guò)1%的水。

（5）外加劑：摻和外加劑之前，應(yīng)做速凝劑與水泥的相容性試驗(yàn)及水泥凈漿凝結(jié)效果試驗(yàn)，保證初凝時(shí)間不大于5min，終凝時(shí)間不大于10min。應(yīng)注意外加劑的保管，防止受潮變質(zhì)。

2、噴射混凝土配合比的確定

根據(jù)大量工程實(shí)踐并結(jié)合有關(guān)技術(shù)規(guī)范，噴射混凝土配合比應(yīng)滿足以下要求：

（1）干集料中水泥與砂石重量比，一般控制在1：4～1：4.5；水泥用量宜控制在350-400kg。

（2）含砂率一般應(yīng)控制在45%～55%。實(shí)踐證明，低于45%時(shí)易造成堵管，且回彈大；高于55%時(shí)強(qiáng)度降低，收縮加大。不宜采用細(xì)砂，會(huì)影響混凝土強(qiáng)度，增加其收縮開(kāi)裂等。

（3）水灰比：水灰比一般以0.40-0.45為宜，否則強(qiáng)度降低、回彈增大。

三、噴射混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù)

1、噴射混凝土的回彈量控制

從保護(hù)環(huán)境和維護(hù)工人健康來(lái)講，目前大多采用潮噴，其回彈量普遍較大，平均在30%以上，損失較大。筆者通過(guò)對(duì)多座隧道工程、多個(gè)施工隊(duì)伍施工情況的分析比較，認(rèn)為做好以下幾點(diǎn)可以將回彈量控制在15%～24%的范圍。

（1）分段分塊噴射

分段長(zhǎng)度不超過(guò)6m，分塊大小不超過(guò)2m×2m，嚴(yán)格接先墻后拱、先下后上的順序進(jìn)行噴射，以減少混凝土因重力而滑動(dòng)或脫落。

（2）控制噴嘴距離（噴射距離）和角度

噴射距離在0.6～1.2m時(shí)，混凝土回彈量較小，噴射距離過(guò)大或過(guò)小都會(huì)增加回彈量，但噴射手因存在骨料反彈的恐懼心理，要將噴射距離控制在0.6～1.2m較困難，可將噴頭加長(zhǎng)到1.2～1.5m，這樣噴射手站在距離噴巖面2.0m左右即可進(jìn)行噴射。噴嘴與噴巖面應(yīng)盡量垂直，并偏向剛噴射部位（傾斜角控制在10°內(nèi)），這樣不僅回彈量少，而且噴射效果和質(zhì)量更好。

（3）嚴(yán)格控制風(fēng)壓、水壓和水灰比

嚴(yán)格控制噴射混凝土的水壓、風(fēng)壓、水灰比，保證高壓水能夠從噴槍混合室（噴頭處）內(nèi)壁小孔高速射出，把拌合料迅速拌合均勻，熟練的噴射手通過(guò)噴射混凝土表面的光滑度可判定水灰比的大小。理論上講，0.45～0.50的水灰比對(duì)噴射混凝土的回彈量和質(zhì)量是有利的。

（4）控制一次噴層厚度和分層噴射的間隔時(shí)間

2、噴射混凝土厚度的控制

（1）噴射混凝土的厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和規(guī)范允許的誤差范圍。從施工現(xiàn)場(chǎng)的情況看，個(gè)別隧道存在噴射混凝土普遍偏薄的現(xiàn)象，這是有風(fēng)險(xiǎn)的。因?yàn)槌跗谥ёo(hù)將會(huì)和圍巖共同控制同巖變形的釋放，保證下道工序施工安全和隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，是主要受力者。若噴射混凝土出現(xiàn)裂縫，原則上也應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)噴和采取其他補(bǔ)強(qiáng)措施，以控制圍巖變形在適度范疇，而不是任其釋放。有人說(shuō)：“初期支護(hù)噴層厚度不夠，可以利用二次襯砌混凝土進(jìn)行補(bǔ)充”，這種說(shuō)法只是從隧道總體結(jié)構(gòu)尺寸滿足了要求，但從新奧法施工原理和結(jié)構(gòu)受力機(jī)理而言，卻是一大誤區(qū)。

（2）在有鋼拱架作為初期支護(hù)的情況下，往往出現(xiàn)鋼拱架處噴層厚，兩鋼拱架間噴層薄，形成縱向波浪型。將會(huì)產(chǎn)生：①在圍巖變形較大或局部存在松動(dòng)圍巖時(shí)，可能由于噴層厚度不夠，無(wú)法提供足夠抗力而導(dǎo)致噴層出現(xiàn)裂縫甚至掉塊；②在鋪設(shè)防水板后澆筑二次襯砌混凝土?xí)r，易將防水板擠破，可能在初期支護(hù)和二次襯砌間形成空洞區(qū)。在全斷面螺旋噴射完成后，及時(shí)進(jìn)行檢查，嚴(yán)重不夠的必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)噴，否則二次襯砌混凝土澆筑后再通過(guò)打孔（或預(yù)埋鋼管）注漿填充來(lái)處理兩層間的空洞，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)工，而且還會(huì)破壞防水板，造成漏水現(xiàn)象。

（3）對(duì)局部噴射混凝土過(guò)厚的情況，在掛防水板前一定要將突出部分混凝土剔除。因?yàn)檫@種情況有可能頂破防水板，更有可能在初期支護(hù)和二次襯砌之間形成點(diǎn)接觸，造成局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致二次襯砌表面開(kāi)裂。

3、噴射混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

目前混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的方法有模筑試塊法、“回彈一超聲”綜合法、氣壓射釘槍法和切割鉆芯法等。切割鉆芯法制作的試塊接近噴射混凝土的真實(shí)情況，盡管比較費(fèi)事，但作為工程質(zhì)量控制手段，是有必要的。當(dāng)然，施工現(xiàn)場(chǎng)也可通過(guò)操作簡(jiǎn)單、方便的“回彈一超聲”綜合法和氣壓射釘槍法，加大采集樣本數(shù)據(jù)數(shù)量，以便更加準(zhǔn)確地反映噴射混凝土的平均強(qiáng)度水平和離異性信息。

四、噴射混凝土施工的幾點(diǎn)建議：

1、控制包括水在內(nèi)的各種材料正確計(jì)量及水灰比，積極推廣濕噴技術(shù)，達(dá)到減少回彈量和粉塵的目的。

2、加強(qiáng)噴射混凝土配合比的調(diào)整和控制，骨料盡量采用連續(xù)級(jí)配，加強(qiáng)骨料加工和采集，采取多種措施保證骨料的連續(xù)級(jí)配。

3、應(yīng)針對(duì)不同等級(jí)圍巖單獨(dú)進(jìn)行光面設(shè)計(jì)，保證不同圍巖地段光面爆破輪廓圓順，保證開(kāi)挖質(zhì)量，利于保證噴射混凝土的質(zhì)量，從而達(dá)到利于減少噴射混凝土回彈量的目的。

4、采用大板切割對(duì)噴射混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。

五、結(jié)束語(yǔ)

在全國(guó)公路和鐵路快速發(fā)展、路網(wǎng)等級(jí)不斷提高和環(huán)境保護(hù)意識(shí)日益加強(qiáng)的今天，隧道工程施工更要理論結(jié)合實(shí)際，各道工序步步為營(yíng)，質(zhì)量層層把關(guān)，消除隱患，保證施工順利進(jìn)行和效益不斷增長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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