高建勛

（蒙西華中鐵路股份有限公司湘贛指揮部，江西 新余338000）

1 工程概況

蒙華鐵路九嶺山隧道設(shè)計(jì)為單洞雙線隧道，全長15 372m，全隧道Ⅱ級(jí)圍巖805m，Ⅲ級(jí)圍巖4 520m，Ⅳ級(jí)圍巖1 492m，Ⅴ級(jí)圍巖573m，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖分別占全長的57.21%、29.38%、9.69%、3.72%；設(shè)置2座輔助坑道，長度分別為1 707m、1 607m，均位于線路左側(cè)。隧道洞身穿越地層主要為花崗巖、花崗閃長巖等，隧道最大涌水總量為40 108m3/d。主要不良地質(zhì)有斷層破碎帶（斷層6條，節(jié)理密集帶4條）、巖爆、軟巖大變形、地?zé)岬取?】。

2 濕噴機(jī)械的的確定

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)施工工況以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，最終選定中鐵五新生產(chǎn)的CPH25B車載式濕噴機(jī)，詳見圖1。濕噴機(jī)技術(shù)參數(shù)為車長9 450mm、寬2 500mm、高3 380mm，額定重量為160kN（16t），噴射高度為16m，寬度24m、噴射方量為25m3/h。

3 噴射混凝土配合比確定

隧道初支噴射混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)為C25，為了使混凝土的質(zhì)量滿足施工現(xiàn)場(chǎng)要求，現(xiàn)場(chǎng)使用P·O42.5普通硅酸鹽水泥，根據(jù)試配及強(qiáng)度試驗(yàn)，配合比水用量確定為189kg/m3，水灰比選用0.38，噴射混凝土配合比計(jì)算結(jié)果見表1。

圖1 車載式濕噴機(jī)圖片（單位：m）

表1 計(jì)算配合比混凝土每立方米的材料用量表

3.1 混凝土攪拌、運(yùn)輸

噴射混凝土采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌，其攪拌時(shí)間應(yīng)不小于1.5min，采用液體速凝劑，嚴(yán)格按施工配合比進(jìn)行操作，混凝土塌落度控制在8～13cm。

運(yùn)輸采用混凝土運(yùn)輸罐車，隨運(yùn)隨拌。噴射混凝土?xí)r，多臺(tái)運(yùn)輸車應(yīng)交替運(yùn)料，以滿足混凝土的供應(yīng)，混凝土拌合料的停放時(shí)間不得大于30min?；炷涟韬土显谶\(yùn)輸過程中，要防止混凝土離析、水泥漿流失、坍落度變化以及產(chǎn)生初凝等現(xiàn)象。

3.2 原材料質(zhì)量控制

粗骨料應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的碎石或卵石，或兩者混和物，嚴(yán)禁選用具有潛在堿活性骨料。噴射混凝土中的石子最大粒徑不宜大于16mm，骨料級(jí)配宜采用連續(xù)級(jí)配。按重量計(jì)含泥量應(yīng)大于3%，泥塊含量應(yīng)大于0.5%。

細(xì)骨料應(yīng)采用堅(jiān)硬、耐久的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.5，含泥量應(yīng)大于3%，泥塊含量應(yīng)大于0.5%。

外加劑應(yīng)對(duì)混凝土的強(qiáng)度及圍巖的黏結(jié)力基本無影響；對(duì)混凝土和鋼材無腐蝕作用；對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間影響不大（除速凝劑和緩凝劑外）；吸濕性差，易于保存；不污染環(huán)境，對(duì)人體無害。

4 噴射混凝土平整度質(zhì)量控制

4.1 施工工藝控制

1）噴射混凝土作業(yè)應(yīng)采用分段、分片依次進(jìn)行，噴射順序應(yīng)自下而上，分段長度不宜大于6m。噴射時(shí)先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復(fù)噴射，直至滿足設(shè)計(jì)厚度。

（1）噴射混凝土分段施工時(shí)，上次噴混凝土應(yīng)預(yù)留斜面，斜面寬度為200～300mm，斜面上需用壓力水沖洗潤濕后再行噴射混凝土。

（2）分片噴射要自下而上進(jìn)行，并先噴鋼架與壁面間混凝土，再噴兩鋼架之間混凝土。邊墻噴混凝土應(yīng)從墻腳開始向上噴射，使回彈不致裹入最后噴層。

（3）分層噴射時(shí)，后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝1h后再進(jìn)行噴射時(shí)，應(yīng)先用風(fēng)水清洗噴層表面。一次噴混凝土的厚度以噴混凝土不滑移不墜落為度。

2）噴射速度要適當(dāng)，以利于混凝土的壓實(shí)，起始風(fēng)壓達(dá)到0.5MPa后,才能開始操作，并據(jù)噴嘴出料情況調(diào)整風(fēng)壓。一般工作風(fēng)壓：邊墻0.3～0.5MPa，拱部0.4～0.65MPa。

3）噴射時(shí)使噴嘴與受噴面間保持適當(dāng)距離，噴射角度盡可能接近90°，噴嘴與受噴面間距宜為1.5～2.0m；噴嘴應(yīng)連續(xù)、緩慢作橫向環(huán)行移動(dòng)，一圈壓半圈，噴射手所畫的環(huán)形圈，橫向40～60cm，高15～20cm；若受噴面被鋼架、鋼筋網(wǎng)覆蓋時(shí)【2】，可將噴嘴稍加偏斜，但不宜小于70°。

4）隧道開挖后應(yīng)及時(shí)初噴混凝土，混凝土終凝到下一循環(huán)爆破作業(yè)間隔不得小于3h。

4.2 無鋼架地段噴射質(zhì)量控制

無拱架地段為Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖，為避免初支表面出現(xiàn)凹凸情況，對(duì)噴射工藝順序進(jìn)行調(diào)整，作業(yè)順序?yàn)橄葘⒍幢谥苓?凹"坑大致噴平，基面處理完畢后，再自下而上順序分層、分段往復(fù)噴射，如噴射混凝土的坍落度和和易性均不發(fā)生變化，采取濕噴機(jī)的噴射方量控制在25m3/h以內(nèi)；如現(xiàn)場(chǎng)混凝土塌落度較大采取噴射方量控制16m3/h以下，工作風(fēng)量控制最大的參數(shù)噴射，有利于將混凝土通過高壓吹散，防止初支面出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象，保證初支面的噴射質(zhì)量。

4.3 有鋼架地段噴射質(zhì)量控制

4.3.1 無滲水地段噴射施工

對(duì)于無滲水地段采取噴射兩側(cè)拱架拱腳、初噴拱頂、初噴兩側(cè)邊墻，然后再噴拱頂，來回往復(fù)噴射待（噴射方量控制在20～25m3/h），噴射至拱架表面距設(shè)計(jì)剩余5cm時(shí)，采取自下而上的方式噴射（噴射方量控制在8m3/h）直至將初支面噴平順【3】。

4.3.2有滲水地段噴射施工

有水地段，對(duì)于集中股狀水提前埋管引排處理，噴射方式大致與無水地段相近，為了確保有水處噴射混凝土能夠與拱架黏結(jié)，一般采取在開始時(shí)對(duì)有滲水處進(jìn)行初噴，使拱架和鋼筋網(wǎng)片表面能夠黏結(jié)部分混凝土，在無滲水拱架噴射趨于完畢后；對(duì)滲水處先噴射1層速凝劑，待1～2min過后開始對(duì)滲水處進(jìn)行噴射（噴射方量控制在12～16m3/h）待初凝重復(fù)上述工藝直至噴射至拱架表面距設(shè)計(jì)剩余5cm時(shí)，采取自下而上的方式噴射（噴射方量為8m3/h，）直至將初支面噴平順。

4.4 施工控制要點(diǎn)

1）噴射前應(yīng)仔細(xì)檢查噴射面，如有松動(dòng)土塊應(yīng)及時(shí)處理，噴射中當(dāng)有脫落的土塊或混凝土被鋼筋網(wǎng)架住時(shí)，應(yīng)及時(shí)清除后再噴射。機(jī)械手應(yīng)布置在安全地帶，并盡量靠近噴射工作面，便于操作員隨時(shí)調(diào)整風(fēng)壓。

2）噴射完成后應(yīng)檢查噴射混凝土與土質(zhì)表面粘結(jié)情況，同時(shí)測(cè)量其平整度和斷面，并將此斷面與開挖斷面對(duì)比，確認(rèn)噴射混凝土厚度是否滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。當(dāng)有空鼓、脫殼時(shí)，應(yīng)及時(shí)鑿除，沖洗干凈后進(jìn)行重噴或采用壓漿法填充。

3）在噴射側(cè)壁下部時(shí)，需將上半斷面噴射時(shí)的回彈物清理干凈，防止將回彈物卷入下部噴層中形成“蜂窩”而降低支護(hù)強(qiáng)度。

4）噴射混凝土冬期施工時(shí)，洞口噴射混凝土應(yīng)有防凍保暖措施；作業(yè)區(qū)的氣溫和混合料進(jìn)入機(jī)械手的溫度均不應(yīng)低于5℃；在結(jié)冰的層面上不得進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)。

4.5 整修和養(yǎng)護(hù)

噴射混凝土初凝后，進(jìn)行人工修整，鏟除結(jié)固、凸出的混凝土；噴射混凝土在終凝2h后開始灑水養(yǎng)護(hù)，每天3～4次，保證濕潤狀態(tài)，當(dāng)溫度低于5℃時(shí)，禁止灑水。

5 結(jié)語

通過車載式濕噴機(jī)使用中施工工藝和方法的改進(jìn)，既有效地解決了濕噴機(jī)械手在長大隧道實(shí)際應(yīng)用的問題，又提高了噴射混凝土施工質(zhì)量，避免后期因噴射混凝土平整度造成隧道隱患的發(fā)生，既保證隧道施工質(zhì)量，又加快了隧道施工的進(jìn)度。