張宏偉

摘 要：濕噴混凝土施工技術(shù)是近些年來(lái)發(fā)展出來(lái)的一種技術(shù)，在各種工程中得到廣泛應(yīng)用，尤其是在隧道施工方面，此技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)主要有：成本低，減小襯砌厚度，有效預(yù)防隧道坍塌事故，縮短隧道施工周期。因此，文章對(duì)濕噴混凝土施工技術(shù)在高鐵隧道支護(hù)中應(yīng)用展開(kāi)研究，以期為同類(lèi)工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高鐵隧道；初期支護(hù)；濕噴混凝土施工技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U455·481 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）05-0159-02

1 工程概況

合福高鐵閩贛段黃墩隧道位于福建省武夷山市，隧道全長(zhǎng)587 m，地質(zhì)概況為云母石英片巖，巖體破碎，裂隙發(fā)育；地下水主要為基巖裂隙水，較發(fā)育。其中Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖共507 m，屬高風(fēng)險(xiǎn)隧道。

本隧道采用新奧法施工，Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖拱墻噴射摻加素纖維的C30混凝土，設(shè)計(jì)數(shù)量為5 930 m3，采用濕噴混凝土技術(shù)。根據(jù)施工要求，現(xiàn)場(chǎng)配置一臺(tái)MEYCO Potenza輪式混凝土濕噴機(jī)。

2 技術(shù)要求

2.1 C30噴射混凝土強(qiáng)度要求

8 h強(qiáng)度不低于3 MPa，24 h強(qiáng)度不低于12 MPa，28 d強(qiáng)度達(dá)到C30。

2.2 原材料

①水泥：選用普通硅酸鹽水泥，滿足《通用硅酸鹽水泥》（GB

175）規(guī)定，通過(guò)試驗(yàn)比選，確定為浙江虎山牌P.O42.5水泥。

②細(xì)骨料：選用黃泥崗砂場(chǎng)的天然潔凈中粗河砂，含泥量≤3%。

③粗骨料：選用楊梅巖隧道出口破碎場(chǎng)生產(chǎn)的碎石，粒徑5～10 mm，母巖為隧道棄碴，云母石英片巖。

④減水劑：選用減水率≥25%的聚羧酸高性能減水劑，比選后采用山西凱迪建材有限公司的KDSP-1聚羧酸鹽高性能減水劑。

⑤速凝劑：使用液體速凝劑，凈漿凝結(jié)時(shí)間初凝≤5 min，終凝≤10 min，比選后選擇山西黃河新型化工有限公司的HJ-1型速凝劑。

⑥素纖維：要求抗拉強(qiáng)度≥700 MPa，彈性模量≥8.0 GPa，比重1.1 g/cm3，耐堿性。比選后采用上海羅洋新材料科技有限公司的UF500型素纖維。

2.3 配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)根據(jù)原材料性能，混凝土的技術(shù)條件和設(shè)計(jì)要求通過(guò)試驗(yàn)選定，材料水膠比不大于0.5，水泥（膠凝材料）用量不宜小于400 kg/m3，經(jīng)檢測(cè)強(qiáng)度及綜合各項(xiàng)指標(biāo)確定試驗(yàn)室配合比為：

水泥：砂：碎石：減水劑：速凝劑：水=471：777：953：4.71：14.13：179，素纖維摻量0.9 kg/m3。

2.4 其他配套設(shè)備

其他配套設(shè)備主要有：750型攪拌站以及混凝土運(yùn)輸車(chē)。

3 施工應(yīng)用分析

3.1 流程要點(diǎn)

濕噴混凝土施工時(shí)，需要嚴(yán)格按照其工藝流程來(lái)進(jìn)行，并做好相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)的控制，才能有效保障濕噴混凝土施工技術(shù)應(yīng)用的可靠性，達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，具體流程要點(diǎn)有：首先，做好噴射機(jī)的準(zhǔn)備工作。在噴射施工前，啟動(dòng)設(shè)備并試運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)風(fēng)、水、電路檢查均能正常運(yùn)行后，對(duì)水管通水，通過(guò)噴頭將水噴灑至受?chē)娒?，保證受?chē)娒鏉駶?rùn)。啟動(dòng)計(jì)量泵主電機(jī)振動(dòng)器，將攪拌好的混凝土加入到料斗中。其次，做好噴射機(jī)風(fēng)壓的調(diào)整。在開(kāi)機(jī)操作時(shí)，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)壓進(jìn)行密切觀察，在初始風(fēng)壓超過(guò) 0.5 MPa條件下，才能進(jìn)行開(kāi)機(jī)；在噴射過(guò)程中，還要對(duì)噴嘴風(fēng)壓進(jìn)行調(diào)整，一般來(lái)說(shuō)，噴嘴風(fēng)壓為0.2 MPa，才能夠有效減少混凝土的回彈；同時(shí)，由于不同噴射部位會(huì)造成風(fēng)壓傳送距離改變，要根據(jù)噴嘴出料情況、粘附程度等對(duì)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)壓進(jìn)行同步調(diào)整，通常來(lái)說(shuō)，邊墻與拱部的工作風(fēng)壓應(yīng)分別控制在0.3～0.5 MPa和0.4～0.6 MPa，從而有效控制混凝土的回彈。第三，做好噴射機(jī)水壓的控制。在濕噴混凝土施工技術(shù)中，水壓也會(huì)對(duì)其施工質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響，在水壓控制中，噴嘴出水壓要比輸料管風(fēng)壓高出0.11～0.16 MPa，作業(yè)區(qū)水壓要超過(guò)0.6 MPa。第四，做好噴射方向和距離的控制。噴射方向與噴射混凝土的密度、強(qiáng)度有著密切聯(lián)系，當(dāng)噴射嘴與噴面之間不是垂直狀態(tài)時(shí)，就會(huì)造成混凝土回彈量的增加，降低混凝土密度和強(qiáng)度，進(jìn)而影響噴射混凝土施工質(zhì)量。因此，在噴射作業(yè)過(guò)程中，需要盡量保持噴射嘴與噴面的垂直，傾斜角不大于10 °，距離以1 m左右為宜。第五，做好噴射方法的選擇。在濕噴混凝土施工中，由于混凝土本身自重較大，滑動(dòng)和掉落等現(xiàn)象較為容易發(fā)生，對(duì)此，需要采取先墻后拱，先下后上的噴射順序，先完成兩側(cè)邊墻的噴射，再進(jìn)行拱腰噴射，最后分部、分塊的完成拱頂噴射。同時(shí)，在噴嘴移動(dòng)過(guò)程中，要按照S形往返移動(dòng)前進(jìn)，也可以采用螺旋形移動(dòng)前進(jìn)，前進(jìn)過(guò)程中始終保持噴嘴與受?chē)娒娴拇怪?，起到控制受?chē)娒鎳娚浠炷粱貜椗c厚度的作用。

3.2 質(zhì)量控制

①原材料質(zhì)量控制。在濕噴混凝土技術(shù)中，混凝土施工質(zhì)量在很大程度上是由原材料質(zhì)量決定的，因此，要做好原材料質(zhì)量的控制。其中，在水泥方面，選用普通硅酸鹽水泥，同時(shí)，為加快混凝土凝結(jié)速度、降低收縮，需要在水泥中加入適量速凝劑；在砂選用方面，其含泥量不能超過(guò)3%，細(xì)度模數(shù)不能大于2.6；在骨料方面，通過(guò)選用碎石材料，粗骨料顆粒直徑不能超過(guò)10 mm。

②配合比控制。配合比是影響混凝土本身性能的重要因素，做好配合比控制是一項(xiàng)十分重要的工作。在配合比控制中，首先要做好水泥使用量的控制，過(guò)小會(huì)引起混凝土回彈量過(guò)高；過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致混凝土硬化收縮偏大，一般來(lái)說(shuō)，灰骨比應(yīng)當(dāng)控制在1/4以?xún)?nèi)，水泥使用量不宜超過(guò)390 kg/m3；其次，在砂使用量上，通常以50%為宜；第三，水灰比以0.4～0.45之間為宜，可以有效降低混凝土的回彈量和表面粉塵，提高表面的平整度。

③回彈量控制。在濕噴過(guò)程中，回彈量應(yīng)以不超過(guò)20%為宜，具體控制方法有：一是做好噴嘴角度與噴射距離的控制，盡量使噴嘴與噴面垂直，兩者距離要在0.7～1.3 m以?xún)?nèi)；二是做好壓力控制，水壓應(yīng)稍高于風(fēng)壓。

④做好質(zhì)量的檢查。首先，檢查混凝土強(qiáng)度?；炷翉?qiáng)度是混凝土施工質(zhì)量的重要衡量指標(biāo)，包括粘結(jié)強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度以及抗疲勞強(qiáng)度，其中，抗壓強(qiáng)度是最為主要的檢查內(nèi)容，反映出混凝土的耐久性和物理學(xué)性能，其檢查方法有多種，包括超聲回彈法、切割鉆芯法等，應(yīng)用最為普遍的就是切割鉆芯法。在切割鉆芯法中，當(dāng)混凝土凝結(jié)到一定強(qiáng)度時(shí)，對(duì)其進(jìn)行鉆孔，制成相應(yīng)試驗(yàn)塊，在混凝土養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)下養(yǎng)護(hù)一個(gè)月時(shí)間，測(cè)試其抗壓強(qiáng)度，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)于未達(dá)到規(guī)定要求的情況，需要尋找原因并加以避免。其次，檢查混凝土的厚度。濕噴混凝土施工中混凝土厚度是指其表面與圍巖接觸面的距離大小，檢查的方法主要有兩種，分別是鑿孔法和激光法。在混凝土厚度檢查中，要每隔11 m選取一個(gè)檢查點(diǎn)，對(duì)于拱頂中線部位，檢測(cè)間隔選擇在3.5 m為宜；如果支護(hù)采用的是鋼拱架，混凝土噴層會(huì)出現(xiàn)縱向波浪，厚度檢查需要在所有斷面噴射完成之后再進(jìn)行。在厚度檢查后，如果沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)的要求，需要采取補(bǔ)噴方法解決；如果遇到裂縫、漏筋或者滲水、脫落等情況，需要先查找問(wèn)題發(fā)生原因，再采取針對(duì)性措施解決。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)施工過(guò)程的有效控制及施工配合比調(diào)整，此工程共噴射混凝土7 180 m3，扣除運(yùn)輸?shù)葥p耗，其回彈量控制到了19%，有效的節(jié)約了成本。由于噴射混凝土表面平整度較好，二襯混凝土厚度符合設(shè)計(jì)要求。

綜上所述，高鐵隧道初期支護(hù)中應(yīng)用濕噴混凝土技術(shù)，掌握其工藝流程、技術(shù)要點(diǎn)與質(zhì)控措施，對(duì)高鐵隧道建設(shè)有著重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫俊境，柳文亮，李明達(dá).高鐵隧道初期支護(hù)之濕式噴射混凝土施工 探討[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2012，（6）.

[2] 饒秋玲.隧道工程中濕式噴射混凝土的施工技術(shù)[J].黑龍江交通科技，

2013，（12）.

[3] 高慶鵬.濕式噴射混凝土施工技術(shù)應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2015，（13）.