涂海燕

摘要： 隨著科技的進(jìn)步，交通運(yùn)輸業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，重載鐵路隧道建設(shè)作為我國的重點(diǎn)工程項(xiàng)目也受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。濕噴混凝土施工靈活簡捷，具有粉塵少、強(qiáng)度增長快、粘結(jié)力強(qiáng)、密實(shí)性好的特點(diǎn)。因此，廣泛應(yīng)用于邊坡、隧道圍巖、基坑等加固工程的施工。文章重點(diǎn)結(jié)合工程項(xiàng)目、HPS3016S型混凝土濕噴臺車在隧道工程施工中分析濕噴混凝土回彈量降低試驗(yàn)，并對技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行論述。

Abstract： With the advancement of science and technology， the transportation industry has been developed rapidly. As a key project in China， the construction of heavy haul railway tunnels has also drawn extensive attention from all walks of life. Wet-sprayed concrete construction is flexible and simple， with less dust， rapid strength growth， strong bonding， and good dense. Therefore， it is widely used in slope， tunnel surrounding rock， foundation pit and other reinforcement construction. Based on engineering project， this article analyzes the wet–sprayed concrete rebound reduction test with HPS3016S wet concrete spray squirting truck in the tunnel construction， and discusses the technical points.

關(guān)鍵詞： 混凝土濕噴臺車;隧道工程;濕噴混凝土;回彈量降低試驗(yàn);要點(diǎn)

Key words： concrete wet-sprayed truck;tunneling engineering;wet-sprayed concrete;rebound reduction test;main points

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）07-0092-03

0 引言

濕噴混凝土具有操作簡單，易于控制等優(yōu)點(diǎn)，無論多么復(fù)雜的環(huán)境都可以實(shí)現(xiàn)快速作業(yè)，對于施工人員的技術(shù)要求也比較低。同時(shí)減少了混凝土作業(yè)的施工工序和材料，施工更加快捷、便利，有效保障了施工進(jìn)度。但是需要注意隧道工程濕噴混凝土回彈量，避免對工程項(xiàng)目施工質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益造成影響。

1 工程概況

新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運(yùn)通道MHTJ-29標(biāo)段二工區(qū)隧道13621.76延長米共18座（其中超過1000m的隧道3座分別為張坊隧道全長5755m，官渡隧道全長2027m，林家屋隧道全長1446m，其余為小隧道群），張坊隧道全長5755m，是全線重難點(diǎn)工程和環(huán)境監(jiān)控重點(diǎn)隧道。隧址區(qū)穿越大圍山風(fēng)景區(qū)，存在強(qiáng)富水或中富水的斷層破碎帶地段，隧道DK1641+035～135段100m、DK1641+285～550段265m、DK1641+700～910段210m，共3段575m為高應(yīng)力區(qū)，隧道DK1641+135～285段，共1段150m為極高應(yīng)力區(qū)，同時(shí)隧道存在涌水、突泥、軟巖大變形等風(fēng)險(xiǎn)。

2 主要機(jī)具設(shè)備

電動(dòng)空壓機(jī)3臺（20m3/臺）、HPS3016濕噴機(jī)1臺（生產(chǎn)率30m3/h）、混凝土運(yùn)輸車2輛、裝載機(jī)一輛（濕噴混凝土由拌和站集中拌制）、平模及端頭模板若干。

3 具體試驗(yàn)流程及要點(diǎn)分析

為驗(yàn)證濕噴混凝土質(zhì)量對噴混作業(yè)的影響，對不同的混凝土原材料、配合比進(jìn)行試驗(yàn)并全程跟蹤噴射效果。

3.1 原材料選用

水泥：中材萍鄉(xiāng)水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5水泥，水泥安定性、凝結(jié)時(shí)間、抗折、抗壓強(qiáng)度指標(biāo)均合格。

粉煤灰：華能安源發(fā)電有限公司生產(chǎn)的F類Ⅱ級粉煤灰，性能指標(biāo)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》有關(guān)規(guī)定。

中砂：清江河下游砂場，Ⅱ區(qū)中砂，級配合理，細(xì)度模數(shù)為2.6～3.0的中粗砂，云母含量、含泥量、泥塊含量滿足規(guī)范要求。

碎石：江西省萬載縣旺銀嶺采石場5-10mm碎石，其顆粒級配、最大粒徑、壓碎值、有害物、針片狀顆粒含量等滿足相關(guān)技術(shù)要求。

減水劑：江蘇蘇博特新型材料股份有限公司生產(chǎn)的聚羧酸高性能減水劑/山西科騰有限公司生產(chǎn)的聚羧酸高性能減水劑。

速凝劑：四川鐵科新型建材有限公司生產(chǎn)的TK-SN速凝劑。

水：當(dāng)?shù)仫嬘盟?/p>

3.2 濕噴混凝土配合比確定

濕噴混凝土配合比確定包括室內(nèi)常規(guī)配合比設(shè)計(jì)和現(xiàn)場試噴調(diào)整兩部分，兩個(gè)步驟互為補(bǔ)充，缺一不可。

①濕噴混凝土采用山西科騰減水劑，摻量0.8%（具體配比見表1），混凝土塌落度損失較快：

如圖所示為張坊隧道出口上臺階初支第一車共2m3混凝土16：10在攪拌站測量塌落度為155mm（圖1），16：46罐車到達(dá)洞口后料太干甚至無法從罐車中放下。第一次加水?dāng)嚢韬蠡炷了涠葹?5mm（圖2），第二次加水?dāng)嚢韬蠡炷了涠?75mm（圖3）。經(jīng)分析認(rèn)為造成本次混凝土塌落度損失大的原因主要有五項(xiàng)：1）砂率偏小;2）水灰比偏小;3）減水劑摻入量小，保塌性不好，水分蒸發(fā)較快;4）罐車容積為8m3裝入2m3混凝土，罐子內(nèi)部比較干，混凝土在罐車內(nèi)攪拌過程中水分損失較多;5）該款減水劑與所用水泥的適應(yīng)性不好。endprint

②調(diào)整配合比中粉煤灰摻量、砂率、水灰比，試用蘇博特減水劑在張坊隧道進(jìn)口上臺階施工中對濕噴混凝土性能進(jìn)行了測試（配比見表2），減水劑摻量1%。為避免原來的減水劑與蘇博特減水劑混合影響試驗(yàn)效果，采用人工稱取減水劑加入到拌和用水中（圖4、圖5），20：08攪拌站測量出機(jī)塌落度190mm（圖6、圖7），20：45罐車到達(dá)工地測量塌落度仍為190mm未發(fā)生變化。使用鐵鍬翻動(dòng)小車中的混凝土明顯感覺混凝土具有良好的流動(dòng)性，翻動(dòng)時(shí)很輕松（圖8）。噴射臺車泵送過程中最大噴射方量17m3/h時(shí)，泵送壓力9MPa，泵送壓力正常。該車料噴射時(shí)無堵管現(xiàn)象，回彈較小，效果良好（圖9）。

張坊隧道出口上下臺階初支共噴射混凝土32m3，期間未發(fā)生等候時(shí)間長混凝土變干現(xiàn)象，說明蘇博特減水劑具有良好的保塌性，與水泥的匹配性較好。分析總結(jié)濕噴混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)對施工質(zhì)量的影響：

1）膠凝材料用量控制。膠凝材料總量應(yīng)控制在480～495kg/m3，其中水泥用量應(yīng)控制在400kg/m3以上，水泥用量過小，回彈量增大，初期強(qiáng)度增長緩慢，當(dāng)水泥用量增大時(shí)，濕噴混凝土初期強(qiáng)度相應(yīng)提高，回彈量減小。

2）砂率。砂率應(yīng)控制在50%～55%之間，砂率的大小既影響濕噴混凝土的施工性能，也影響其力學(xué)性能。當(dāng)砂率低于50%時(shí)，回彈量大，易堵管，濕噴混凝土強(qiáng)度離散性大，施工工藝不易掌握。當(dāng)砂率過大高于55%時(shí)，因粗骨料減少，濕噴混凝土強(qiáng)度降低，回彈率增高，同時(shí)要達(dá)到相應(yīng)的坍落度和流動(dòng)性必須加大水泥用量，不經(jīng)濟(jì)。

3）水灰比與坍落度。水灰比影響濕噴混凝土回彈量和強(qiáng)度，水灰比過小強(qiáng)度雖高但回彈量也增高，水灰比過大回彈量雖可減小但強(qiáng)度降低，濕噴混凝土水灰比宜控制在0.40～0.48。

坍落度是評價(jià)混凝土流動(dòng)性、黏聚性、保水性的重要指標(biāo)，經(jīng)過多次現(xiàn)場坍落度檢測試驗(yàn)，坍落度應(yīng)控制在160～200mm。

③試驗(yàn)過程中也發(fā)現(xiàn)一些其他問題對混凝土噴射質(zhì)量有一定影響：

1）速凝劑太稠，工地施工時(shí)直接從小桶中抽取導(dǎo)致速凝劑實(shí)際摻入量遠(yuǎn)低于噴射臺車顯示值，要求先將速凝劑加入到噴射臺車上的速凝劑桶內(nèi)，噴漿時(shí)從速凝劑桶內(nèi)抽取，同時(shí)要求速凝劑廠家改良配方，提高速凝劑的流動(dòng)性。

2）噴射臺車操作手技術(shù)水平參差不齊，噴射平整度較差，每次噴完噴射面都需要使用工具修平，效率較低。部分操作手為方便噴射后刮鏟混凝土將速凝劑摻量調(diào)低，混凝土凝結(jié)時(shí)間變長。噴射拱頂時(shí)一次噴射厚度較厚，存在混凝土成片掉落現(xiàn)象。噴射拱架時(shí)未按要求先噴拱架底部再正對著拱架噴射導(dǎo)致拱架內(nèi)存在空洞。

3）工地普遍存在人員坐在噴射臺車噴頭馬達(dá)上使用鐵鍬刮鏟鼓包的混凝土現(xiàn)象，必須立即叫停這種危險(xiǎn)行為，改用其他安全的方式修整混凝土。

④濕噴混凝土現(xiàn)場檢測。

1）測得1天強(qiáng)度為12～16MPa，滿足1天強(qiáng)度達(dá)到10 MPa以上要求。

2）現(xiàn)場留取大板試件，測得7天抗壓強(qiáng)度為29.1MPa，28天抗壓強(qiáng)度33.4MPa。

3）現(xiàn)場取芯28天抗壓強(qiáng)度均在25.0MPa以上。

4 質(zhì)量檢查與質(zhì)量控制

①濕噴混凝土的原材料、配合比、拌和、運(yùn)輸、噴射、質(zhì)量檢查等，應(yīng)符合現(xiàn)行《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范》和《鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 》有關(guān)規(guī)定。

②噴射手必須經(jīng)過崗前培訓(xùn)并考核合格。

③噴射混凝土隨拌隨用，向噴射機(jī)供料應(yīng)連續(xù)。

④噴射混凝土的回彈率：邊墻控制在15%左右，拱部控制在20%左右。

⑤噴射混凝土的厚度應(yīng)符合：

1）噴射混凝土平均厚度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度。

2）噴射混凝土厚度檢查點(diǎn)數(shù)的80%及以上大于設(shè)計(jì)厚度。

3）噴射混凝土最小厚度不小于設(shè)計(jì)厚度的2/3。

⑥噴射混凝土表面應(yīng)密實(shí)、平整，無裂縫、松酥、脫落、漏噴、露筋、空鼓和滲漏水，錨桿頭鋼筋無外露。

平整度用1m靠尺檢查，表面平整度允許偏差：D/L≤1/10（D為凹槽深度，L為凸點(diǎn)間距，L≤1m）。達(dá)不到要求的，鑿除部分砼后可用噴混凝土對基面進(jìn)行找平處理。

5 安全、環(huán)保措施

①加強(qiáng)作業(yè)區(qū)的通風(fēng)、照明、采取防塵措施降低粉塵濃度。②作業(yè)人員應(yīng)配戴必要的防護(hù)用品，如口罩、眼罩、雨衣褲、長統(tǒng)膠靴和乳膠手套等。③機(jī)具設(shè)備應(yīng)置于安全地段。噴射機(jī)、空壓機(jī)等必須裝置壓力表和安全閥，定期進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，合格方可使用。④突然斷水或斷料時(shí)，噴頭應(yīng)迅速移離受噴面。⑤發(fā)生堵管時(shí)，應(yīng)盡快疏通。處理堵管時(shí)噴嘴前嚴(yán)禁站人。

6 結(jié)語

濕噴混凝土的技術(shù)性能、力學(xué)性能在很大程度上是由原材料質(zhì)量和配合比決定的，同時(shí)和施工工藝有關(guān)，因此，合理選擇原材料和確定施工配合比是保證濕噴混凝土質(zhì)量和工程效益的關(guān)鍵，作為施工企業(yè)要擴(kuò)大考察原材料范圍，多選擇幾個(gè)合格的砂石料源地，加強(qiáng)對供應(yīng)商的管理，保證供應(yīng)能力和質(zhì)量，從根本解決問題，試驗(yàn)室加強(qiáng)原材料監(jiān)控，杜絕不合格原材料入庫。砂、碎石集料進(jìn)場盡量形成連續(xù)批，避免隨進(jìn)隨用現(xiàn)象，讓含水量有一個(gè)穩(wěn)定的過程。加強(qiáng)現(xiàn)場技術(shù)人員管理，嚴(yán)禁現(xiàn)場私自加水。

要控制超挖，圍巖松散層、軟弱層及時(shí)處理，分層噴射時(shí)，一次噴射的最大厚度水平噴射時(shí)不宜大于10cm，向上垂直噴射時(shí)不宜大于6cm。后一層噴射應(yīng)在前一層終凝后進(jìn)行，組織噴漿手進(jìn)行系統(tǒng)的觀摩培訓(xùn)，改進(jìn)噴射工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉康.低回彈噴射混凝土技術(shù)研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2015.

[2]曾旻，劉艷，楊文平，王超.隧道噴射混凝土施工質(zhì)量控制[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，42（11）：147-151.

[3]王德洋.隧道噴射混凝土質(zhì)量控制[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2016，12（03）：318-320.endprint