(中鐵隧道局集團(tuán)有限公司工程試驗(yàn)分公司 廣東 廣州 510000)

引言

徐朝峰等在對(duì)長(zhǎng)大隧道噴射混凝土超耗分析及控制技術(shù)研究中提到，噴射混凝土在施工存在的超耗因素有人員因素、機(jī)具設(shè)備、物料、施工方法和作業(yè)環(huán)境。同時(shí)也從這些方面提出了一些相對(duì)應(yīng)的控制措施[1]。任文光等認(rèn)為噴射混凝土在施工過(guò)程中存在超耗的因素有：噴砼料轉(zhuǎn)運(yùn)、回彈率、噴砼操作手、超挖現(xiàn)象，并通過(guò)對(duì)小馬廠隧道及喇嘛寺隧道在施工過(guò)程中噴射混凝土的超耗分析得到隧道超挖是損耗的主要因素。同時(shí)通過(guò)控制分析得到采用光面爆破是隧道超欠挖控制的關(guān)鍵所在[2]。王正瑜等以成蘭鐵路茂縣隧道為例，認(rèn)為響噴射混凝土超耗的因素有爆破參數(shù)、鉆爆工藝、混凝土性能及噴射工藝，最重要的是人為因素。并從系統(tǒng)進(jìn)行光爆方面的培訓(xùn)、合理設(shè)計(jì)優(yōu)化參數(shù)、保證混凝土穩(wěn)定性等方面進(jìn)行了管控[3]。夏海認(rèn)為位于青海省的莫蘭臺(tái)嶺隧道施工中噴射混凝土超耗的的主要因素則有原材料、速凝劑的特性以及配合比、超挖、濕噴工藝和信息化管理等多方面影響[4]。

綜上所述，本文認(rèn)為隧道施工過(guò)程中噴射混凝土的超耗因素主要有：隧道超挖與環(huán)境、原材料以及配合比、設(shè)備以及操作人員三個(gè)方面。

一、噴射混凝土超耗因素分析

(一)隧道超挖與環(huán)境對(duì)噴射混凝土超耗的影響

超挖回填造成混凝土存在嚴(yán)重的超耗，同時(shí)超挖增加噴射混凝土厚度，噴射混凝土凝結(jié)強(qiáng)度不足以支撐重量造成混凝土回彈增加。一方面作業(yè)環(huán)境中的開(kāi)挖面是否平整，是否有超欠挖，另一方面環(huán)境溫度及混凝土溫度對(duì)噴射混凝土的凝結(jié)時(shí)間影響較大，特別是冬季溫度低，如冬季施工措施不足就會(huì)增噴射混凝土的回彈增大造成超耗。

(二)原材料及配合比對(duì)噴射混凝土超耗的影響

粗骨料顆粒過(guò)大過(guò)小都會(huì)增大噴射混凝土回彈造成超耗，目前市場(chǎng)上的粗骨料質(zhì)量普遍不穩(wěn)定；細(xì)骨料的表面越粗糙，為增大噴射混凝土和易性必然增加砂率，降低混凝土界面黏結(jié)度，增大超耗，機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)較大造成噴射混凝土砂率較大回彈增大；減水劑減水率偏小，會(huì)增加每方混凝土的用水量，降低黏結(jié)力，使混凝土和易性降低，增大超耗；速凝劑與水泥適應(yīng)性對(duì)噴射混凝土的凝結(jié)時(shí)間影響較大，適應(yīng)性差增大超耗；施工配合比應(yīng)根據(jù)不同材料與濕噴機(jī)進(jìn)行調(diào)整，不同濕噴機(jī)對(duì)混凝土的稠度有不同的要求，不同稠度的混凝土凝結(jié)強(qiáng)度形成時(shí)間不一致，回彈也有差別，稠度越大回彈越大，超耗越大。

(三)設(shè)備及操作人員對(duì)噴射混凝土超耗的影響

每臺(tái)濕噴機(jī)對(duì)混凝土的要求都不同，甚至于同一臺(tái)濕噴機(jī)在不同的時(shí)候?qū)炷恋臓顟B(tài)要求也是不同的，要在施工過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整，混凝土的損耗也是必然；噴射混凝土速凝劑施加采用流量計(jì)，并且受很多因素影響，如電壓、噴射壓力、噴射混凝土速度，要熟練掌握這個(gè)規(guī)律需要實(shí)踐，也會(huì)造成混凝土損耗；設(shè)備操作人員必須熟料掌握設(shè)備特性，與設(shè)備匹配好后可以駕輕就熟，減少損耗，目前行業(yè)狀態(tài)是人員更換頻繁，剛適應(yīng)就更換人，一直就在培訓(xùn)和熟練中，因此混凝土超耗也是必然的。

二、噴射混凝土超耗控制措施

(一)隧道超挖和環(huán)境控制措施

加強(qiáng)地質(zhì)勘探和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，在施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)做好地質(zhì)調(diào)查、掌子面寫(xiě)實(shí)等工作，及時(shí)總結(jié)分析，同時(shí)與施工人員做好交接工作。同時(shí)制定管理辦法及獎(jiǎng)懲制度，做好施工現(xiàn)場(chǎng)的管理工作，此外需要做好技術(shù)交底工作，技術(shù)人員對(duì)施工人員要做好關(guān)鍵環(huán)節(jié)的培訓(xùn)工作，確定有序的施工爆破方案。最后要做好測(cè)量放樣工作，做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督工作，選擇合理的預(yù)留變形量，既要滿足工程施工經(jīng)濟(jì)合理的要求，又要確保施工安全[5-6]。同時(shí)適時(shí)對(duì)作業(yè)環(huán)境溫度的檢測(cè)，按照規(guī)范要求進(jìn)行夏季作業(yè)與冬季作業(yè)，盡可能降低環(huán)境溫度對(duì)施工過(guò)程的超耗。

(二)原材以及配合比的控制措施

碎石過(guò)大會(huì)使回彈正大，過(guò)小會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度降低，因而要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行碎石中大小碎石比例的適配，確定可行的實(shí)施方案。對(duì)于細(xì)骨料而言，噴射混凝土?xí)r砂子最好使用中粗砂，試驗(yàn)證明，細(xì)度模數(shù)在31—3.3之間，含泥量小于4.5%，含水率在5%-7%之間為宜[7]。

對(duì)于減水劑而言，目前大多施工過(guò)程中使用的是高性能減水劑，一般按摻量為膠凝材料總量的1%，但在實(shí)際施工過(guò)程中仍需要不斷進(jìn)行摻量的調(diào)整以使噴射混凝土坍落度和易性以及流動(dòng)性能達(dá)到最佳效果，從而降低超耗。同樣需要對(duì)速凝劑摻量的調(diào)整，以確?，F(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中混凝土的凝結(jié)時(shí)間在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)[8]。

在進(jìn)行優(yōu)化配合比過(guò)程中，噴射混凝的最佳水灰比控制在0.45—0.55之間[7]。

(三)設(shè)備和人員對(duì)噴射混凝土超耗的控制措施

在選用濕噴機(jī)時(shí)，優(yōu)先選用自動(dòng)化程度高的全電腦控制的濕噴臺(tái)車(chē)，可以極大地減少回彈，現(xiàn)場(chǎng)使用比較成熟的濕噴機(jī)品牌有邁斯特、諾邁特等。其次，操作人員必須進(jìn)行專(zhuān)業(yè)方面的培訓(xùn)，熟練掌握濕噴工藝的操作[9]。

結(jié)語(yǔ)

噴射混凝土的超耗因素有眾多，在以后的施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)從減少隧道超挖、原材料以及優(yōu)化配合比、環(huán)境和設(shè)備人員等方面進(jìn)行超耗控制，減少經(jīng)濟(jì)損失，提高經(jīng)濟(jì)效益。