顧永智

摘 要：本文分析了隧道噴射混凝土施工要求及控制要點(diǎn)，提出設(shè)計(jì)思路，為隧道噴射混凝土施工提出了一定建議和經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：噴射混凝土;質(zhì)量要求;控制

噴射混凝土施工技術(shù)是隧道開(kāi)挖初期支護(hù)的重要內(nèi)容，它是借助于噴射設(shè)備，利用壓縮空氣將預(yù)先拌合好混凝土噴射到支護(hù)面上，混凝土迅速凝結(jié)硬化而形成隧道的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。噴射混凝土施工技術(shù)水平的高低，直接影響到隧道支護(hù)質(zhì)量和施工安全。

一、隧道噴射混凝土施工初期支護(hù)設(shè)計(jì)

隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)按新奧法原理設(shè)計(jì)，襯砌采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)采用錨噴支護(hù)。二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土及模筑混凝土初期支護(hù)與二次支護(hù)襯砌間設(shè)防水層。設(shè)計(jì)思路為：充分發(fā)揮圍巖的自承能力，以隧道開(kāi)挖后及時(shí)施作的初期支護(hù)，以抑制圍巖變形，使其趨于穩(wěn)定的主要手段。同時(shí)，通過(guò)及時(shí)噴射混凝土于開(kāi)挖巖面之上，可延緩圍巖的風(fēng)化作用，改善圍巖的承載能力。

二、隧道噴射混凝土施工配合比設(shè)計(jì)要求

噴混凝土配合比的選擇，既要考慮噴混凝土強(qiáng)度和其他物理力學(xué)性能的要求，又要考慮施工工藝的要求。為減少回彈物，和現(xiàn)澆混凝土相比，其石子用量和粒徑均應(yīng)小，而砂子的比例就相應(yīng)增加，一般砂率在50%左右。由于集料總表面積增大，就要用更多的水泥漿包裹集料表面，故水泥用量較大。而水泥用量大，混凝土收縮也大，且容易開(kāi)裂。水灰比也是影響噴混凝土強(qiáng)度和其他物理力學(xué)性能的重要因素。若水灰比過(guò)大則噴射面上會(huì)出現(xiàn)流淌或滑移現(xiàn)象;水灰比過(guò)小則料束分散，回彈增多，粉塵增大，噴射面上會(huì)出現(xiàn)干斑，影響噴混凝土的密實(shí)性。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，水灰比值一般在0.4～0.5之間為好。

噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)必須符合下列要求：

1.必須能向上噴射到指定的厚度，并且回彈量最少;

2.4～8小時(shí)的強(qiáng)度應(yīng)能具有控制地層變形的能力;

3.在速凝劑用量滿(mǎn)足可噴性和早期強(qiáng)度的要求下，必須達(dá)到28天的強(qiáng)度;

4.有良好的耐久性;

5.不發(fā)生管路堵塞;

6.合適的膠骨比、砂率和水灰比。常用噴射混凝土的膠骨比（即水泥與骨料比）：1：4～1：4.5;拌合料的砂率：45%～55%;水灰比：0.4～0.45;噴射混凝土配合比通常為：水泥：砂：石：水=1：2：2：0.4～0.5。

三、隧道噴射混凝土施工質(zhì)量控制

（一）風(fēng)壓與水壓

噴射混凝土是利用壓氣輸送混合料的，風(fēng)壓是否適當(dāng)，對(duì)減少混凝土的回彈量，保證噴擊射混凝土質(zhì)量和降低粉塵有很大影響。風(fēng)壓與噴射方向、拌合料輸送距離、砂子含水率、混凝土配合比以及輸送管的彎曲程度，內(nèi)壁粗糙程度等因素有關(guān)。當(dāng)垂直向下輸送時(shí)，其風(fēng)壓與運(yùn)距關(guān)系，可近似于水平輸送。但垂直向上輸送時(shí)每增高10米，應(yīng)提高0.02～0.03 MPa的風(fēng)壓。噴頭處水壓必須大于風(fēng)壓，壓力應(yīng)穩(wěn)定。水壓一般比風(fēng)壓大0.1MPa左右為宜。采用壓力水箱以獲得穩(wěn)定的壓力水。

（二）噴射角度和距離

噴頭與受?chē)娒娴慕嵌?，一般?yīng)垂直并稍向剛噴射的部位傾斜約10度左右，這時(shí)回彈量最少。噴料口與受?chē)娒婢嚯x，以0.8～1.0米為較好。它是按最小回彈率和獲得最高強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的。

（三）一次噴射厚度及間歇時(shí)間

當(dāng)噴層較厚時(shí)，噴混凝土應(yīng)分層進(jìn)行。一次噴射厚度應(yīng)按噴射效率、回彈損失，混凝土顆粒間的凝聚力、噴層與巖面的粘結(jié)力等因素來(lái)定。一次噴射太厚，會(huì)出現(xiàn)混凝土凝聚力減弱，噴層下墜、流淌，特別是噴射拱頂時(shí)容易因自重而產(chǎn)生脫落。也不能太薄，否則骨料易于回彈。因此，一次噴射厚度不應(yīng)小于骨料粒徑的2倍。摻速凝劑時(shí)，一次噴射厚度側(cè)墻7～10厘米，拱部5～7厘米。不摻速凝結(jié)劑，側(cè)墻5～7厘米，拱3～5厘米。兩次噴射的間歇時(shí)間與采用的水泥品種、是否摻速凝劑、施工時(shí)氣溫等因素有關(guān)。

四、隧道噴射混凝土施工常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題

（一）質(zhì)量問(wèn)題及現(xiàn)象

1.混凝土開(kāi)裂。

2.混凝土剝落。

3.混凝土離層。

4.混凝土厚度不足。

（二）原因分析

1.受?chē)娒娣蹓m、雜物未清除不徹底。

2.松動(dòng)危石未清除，松動(dòng)石塊存有較大空隙，而混凝土受遮擋無(wú)法噴入。

3.噴射混凝土所用材料不合格或混凝土配比不合適。

4.養(yǎng)生不及時(shí)或養(yǎng)生時(shí)間不足。

5.開(kāi)挖爆破距噴射混凝土作業(yè)完成時(shí)間間隔過(guò)短，受爆破沖擊、震動(dòng)。

6.缺乏對(duì)混凝土厚度的檢查或檢查頻率不足。

（三）預(yù)防措施

1.噴射混凝土作業(yè)前應(yīng)對(duì)受?chē)娒娣蹓m、雜物用高壓風(fēng)或水徹底清除干凈，防止混凝土與受?chē)娒娼Y(jié)合不良。

2.噴混凝土前對(duì)松動(dòng)石塊、危石或遮擋物用人工徹底予以清除。

3.噴射混凝土所用各種材料質(zhì)量、規(guī)格必須合格：水泥應(yīng)優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥，因其凝結(jié)時(shí)間較快，且與速凝劑有良好的兼容性，礦渣硅酸鹽水泥也可使用，其它水泥不宜使用。對(duì)于軟弱圍巖宜選用早強(qiáng)水泥，或在拌和時(shí)摻加早強(qiáng)劑，水泥標(biāo)號(hào)不得低于425號(hào)。砂應(yīng)采用硬質(zhì)、潔凈的中粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5，用前應(yīng)過(guò)篩。碎石石質(zhì)應(yīng)堅(jiān)硬，最大粒徑控制在15mm且級(jí)配良好，不致堵塞噴射管路，并減少回彈量。速凝劑必須是合格產(chǎn)品，并保證使用時(shí)不變質(zhì)，其摻量需根據(jù)水泥品種、水灰比不同通過(guò)試驗(yàn)確定，使配制的混凝土初凝時(shí)間不超過(guò)5mm，終凝時(shí)間不超過(guò)10min。混凝土配比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，使拌制的混凝土有良好的流動(dòng)性、和易性，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度和噴射工藝要求。

4.混凝土終凝2h后應(yīng)即噴水養(yǎng)生，經(jīng)常保持其表面濕潤(rùn)，養(yǎng)生不得少于7d。

5.因一般噴射混凝土施工需緊隨開(kāi)挖進(jìn)行，故其受開(kāi)挖爆破震動(dòng)、沖擊影響很大，混凝土需具一定強(qiáng)度后才能抵御，所以開(kāi)挖爆破距噴射混凝土作業(yè)完成時(shí)間間隔不得少于4h，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制。

6.應(yīng)按頻率要求認(rèn)真檢查所噴混凝土的厚度：每10m檢查一個(gè)斷面，每斷面從拱頂中線起，每2m檢查一個(gè)點(diǎn)。平均厚度≥設(shè)計(jì)厚，60%的點(diǎn)厚≥設(shè)計(jì)厚，最小厚度≥0.5設(shè)計(jì)厚。

7.對(duì)于受?chē)娒娓叩筒黄?、起伏過(guò)大的，應(yīng)先對(duì)低洼處作噴混凝土找平處理，個(gè)別突出的應(yīng)予以鑿除，鋼筋網(wǎng)所用鋼筋直徑宜為6-8mm，用前必須除銹、除油，保護(hù)層應(yīng)大于20mm。

在隧道噴射混凝土施工中，通過(guò)對(duì)初期支護(hù)設(shè)計(jì)、配合比設(shè)計(jì)和質(zhì)量預(yù)控措施，其施工質(zhì)量能得到較好的保證，工程質(zhì)量得到較大的提高。