張旭

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

隧道是高速公路路網(wǎng)的重要組成部分。隨著我國(guó)路網(wǎng)的進(jìn)一步完善，隧道規(guī)模也在不斷增大，出現(xiàn)了很多超長(zhǎng)隧道。在超長(zhǎng)隧道施工中，難免需要從某些特殊地層中穿過(guò)，這無(wú)疑給隧道圍巖支護(hù)提出了更高的要求。為保證圍巖的穩(wěn)定性與安全性，濕噴混凝土技術(shù)憑借其操作簡(jiǎn)單、效果顯著和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的應(yīng)用。為了使這項(xiàng)支護(hù)技術(shù)充分發(fā)揮出應(yīng)有的效果，本文結(jié)合某工程的實(shí)際情況，對(duì)相關(guān)施工技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)行深入探討。

1 工程概況

某高速公路合同段總長(zhǎng)約5.72km，挖、填方量分別為86.653萬(wàn)m3和68.337萬(wàn)m3，沿線范圍內(nèi)分布有2座大橋和1座隧道。其中，隧道為分離式結(jié)構(gòu)，左、右兩幅之間的距離為20～30m，總長(zhǎng)約3 108.5m。結(jié)合前期地質(zhì)調(diào)查結(jié)果可知，隧道從斷層中穿越，斷裂帶寬度為20m左右，傾斜角為60°左右，斷層圍巖以花崗巖風(fēng)化土為主，對(duì)圍巖穩(wěn)定性影響很大。設(shè)計(jì)采用濕噴混凝土技術(shù)加以支護(hù)，現(xiàn)對(duì)該支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用及質(zhì)量控制作如下分析。

2 機(jī)具配套

（1）以隧道斷面大小為依據(jù)制作工作臺(tái)架。臺(tái)架長(zhǎng)度不能比一個(gè)循環(huán)長(zhǎng)度小，否則會(huì)給正常噴射作業(yè)造成很大影響。

（2）由于噴射機(jī)料斗相對(duì)較高，為減輕施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度，增設(shè)一個(gè)0.7m高上料平臺(tái)。

（3）噴射機(jī)選擇濕噴機(jī)，其結(jié)構(gòu)由4部分構(gòu)成，分別為空氣管路、喂料機(jī)構(gòu)、輸料機(jī)構(gòu)和計(jì)量系統(tǒng)。喂料機(jī)構(gòu)作為整個(gè)濕噴機(jī)的核心部分，主要通過(guò)轉(zhuǎn)子活塞的持續(xù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行上料?；炷恋竭_(dá)混合倉(cāng)庫(kù)以后，和壓縮空氣混合，變?yōu)橄”×?，然后通過(guò)管道與噴嘴向外噴出。與此同時(shí)，由計(jì)量泵對(duì)液態(tài)速凝劑進(jìn)行泵送，并采用霧化器進(jìn)行霧化加速，由管道輸送，在噴嘴處和稀薄流混凝土混合[1]。

（4）空壓機(jī)，供風(fēng)能力不低于0.5MPa。

（5）供水設(shè)備，水壓不低于0.15～0.20MPa。

3 材料選擇和配比

（1）水泥以標(biāo)號(hào)為42.5的普硅水泥為主；砂的細(xì)度模數(shù)為2.59；粗骨料采用連續(xù)級(jí)配碎石，其粒徑在5～15mm范圍內(nèi)；拌和用水采用符合標(biāo)準(zhǔn)的飲用水；外加劑采用防水劑與速凝劑。

（2）混凝土配比需根據(jù)濕噴機(jī)各項(xiàng)技術(shù)要求確定，將素混凝土的配比作為基準(zhǔn)配比，通過(guò)摻入不同類(lèi)型的外加劑予以試配，所有試配方案對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度等級(jí)都應(yīng)達(dá)到C25以上。

（3）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，在設(shè)計(jì)確定的配比基礎(chǔ)上對(duì)不同速凝劑實(shí)際摻量予以試驗(yàn)比對(duì)。為達(dá)到良好的噴射質(zhì)量效果，對(duì)于滲水的巖面，需對(duì)混凝土配比予以適當(dāng)更改，如只用細(xì)骨料，并按照6%的摻量加入速凝劑，以此配比先噴射2cm，然后采用正常配比的混凝土進(jìn)行噴射[2]。

4 機(jī)械操作要求

開(kāi)機(jī)之前相關(guān)操作人員應(yīng)認(rèn)真做好下列各項(xiàng)工作：

（1）檢查材料，確定材料質(zhì)量達(dá)到要求。

（2）檢查料斗，確定無(wú)異物和速凝劑液面實(shí)際高度，通過(guò)對(duì)計(jì)量泵的適當(dāng)調(diào)整，確保速凝劑的實(shí)際添加比例與配比要求完全相符。

（3）檢查壓力控制器的實(shí)際動(dòng)作壓力，確定其與輸送距離等技術(shù)參數(shù)相適應(yīng)，通常情況下，動(dòng)作壓力的設(shè)定值比正常工作時(shí)的風(fēng)壓大0.1～0.2MPa[3]。

（4）通過(guò)接管以避免混凝土輸送管道產(chǎn)生急彎。

（5）檢查電路，確定電壓處于允許范圍內(nèi)。

（6）檢查轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方向，確定其與標(biāo)記方向完全相同，并觀察吸入管中液體的實(shí)際流動(dòng)情況是否正常。

（7）按照以上要求完成檢查并確認(rèn)合格后，先在斜斗內(nèi)倒入1/2斗砂漿，然后開(kāi)啟電機(jī)，使砂漿進(jìn)入轉(zhuǎn)子腔內(nèi)。

（8）在斗篩中加入混凝土，并通過(guò)適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)輔助混凝土進(jìn)入。

（9）結(jié)束以上各項(xiàng)工作后，觀察風(fēng)壓值及其變化情況。通常情況下，噴射邊墻時(shí)，風(fēng)壓需保持在0.2～0.5MPa范圍內(nèi)；噴射拱部時(shí)，風(fēng)壓需保持在0.30～0.45MPa范圍內(nèi)。施工中，要結(jié)合出料情況對(duì)主風(fēng)閥開(kāi)度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

5 施工工藝與質(zhì)量控制

濕噴混凝土支護(hù)的施工工藝與質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

（1）混凝土噴射開(kāi)始前，需將巖面上的松動(dòng)碎石清理干凈，并在節(jié)理發(fā)育部位掛網(wǎng)與布設(shè)錨桿，以增強(qiáng)混凝土和圍巖之間的整體性，使混凝土發(fā)揮良好的支護(hù)作用[4]。

（2）干凈的集料不僅黏結(jié)力很大，而且不會(huì)產(chǎn)生太大的回彈，所以集料是否干凈對(duì)實(shí)際噴射效果至關(guān)重要。在噴射時(shí)使用的混凝土，如果水灰比過(guò)大，將影響速凝效果，導(dǎo)致回彈，使成型后的混凝土無(wú)法形成足夠的強(qiáng)度；如果水灰比過(guò)小，則會(huì)影響噴射過(guò)程，使水泥的水化無(wú)法充分完成，也會(huì)對(duì)成型后的強(qiáng)度造成影響。另外，水泥凝結(jié)速度還與溫度有關(guān)，如果溫度在30℃及以上，則會(huì)給混凝土終凝時(shí)間及后期強(qiáng)度造成一定影響，因此，在噴射施工中，應(yīng)盡量將溫度控制在15～25℃范圍內(nèi)。至于噴射厚度，應(yīng)注意不可一次噴射過(guò)厚，否則可能造成大面積塌落；反之，如果噴射厚度過(guò)小，則可能導(dǎo)致粗骨料回彈。對(duì)此，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)隧道拱部進(jìn)行噴射時(shí)，厚度需按6cm控制；對(duì)隧道邊墻進(jìn)行噴射時(shí)，厚度需按8cm控制。在噴射過(guò)程中，如果風(fēng)壓過(guò)大，會(huì)使實(shí)際噴射速度過(guò)快，導(dǎo)致回彈；風(fēng)壓不足，又會(huì)影響混凝土和巖面之間的黏結(jié)性。同樣，水壓也是影響噴射質(zhì)量的重要因素，施工中要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇適宜的參數(shù)，并加以嚴(yán)格控制。

（3）粗骨料攪拌之前，應(yīng)先進(jìn)行過(guò)篩和沖洗。為避免收縮裂縫的產(chǎn)生，細(xì)骨料以中、粗砂為宜，其細(xì)度模數(shù)應(yīng)達(dá)到2.5以上，在攪拌之前同樣要過(guò)篩。

（4）檢查開(kāi)挖面實(shí)際尺寸，并將表面松散的巖石清除，尤其對(duì)欠挖超標(biāo)相對(duì)較多的地方應(yīng)及時(shí)處理，然后用高壓風(fēng)水自上而下沖洗巖面，以清除粉塵，避免對(duì)混凝土黏結(jié)性造成影響，同時(shí)按照要求合理設(shè)置噴射厚度。

（5）噴射開(kāi)始前，要結(jié)合巖面潮濕情況適當(dāng)調(diào)整混凝土水灰比，并確保上料速度，保持連續(xù)性和均勻性，使進(jìn)料斗內(nèi)始終有適當(dāng)?shù)馁A存量，并及時(shí)清除篩網(wǎng)上粒徑超過(guò)16mm的料，以免掉落造成堵塞。噴射一般要分段和分塊進(jìn)行，先噴射邊墻、再?lài)娚涔安浚瑢娮鞂?duì)準(zhǔn)巖面后，沿順時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行螺旋運(yùn)動(dòng)，將直徑控制在20～30cm范圍內(nèi)，按照S形進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)。噴嘴與巖面之間的距離按1m控制，且兩者應(yīng)保持垂直，也可稍微偏向剛完成噴射的位置。對(duì)于凹陷處，應(yīng)適當(dāng)多噴與先噴，而對(duì)于凸出的部位，則應(yīng)適當(dāng)少?lài)娕c后噴。

（6）輸料管長(zhǎng)度一般為40m左右，使風(fēng)壓與水壓分別保持為200N/cm,210N/cm，供水系統(tǒng)壓力不能超過(guò)40N/cm，并始終保持穩(wěn)定。

6 質(zhì)量檢查

混凝土噴射完成后，做好以下各項(xiàng)質(zhì)量檢查工作：

（1）噴射完成后進(jìn)行跟蹤檢查，確認(rèn)混凝土表面是否存在裂紋。本次噴射完成后，經(jīng)跟蹤檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋，但出現(xiàn)了麻點(diǎn)，其原因?yàn)閲娚溥^(guò)程中工作風(fēng)壓相對(duì)較大，導(dǎo)致噴射速度過(guò)快。由于麻點(diǎn)數(shù)量較多，使噴射厚度不足，所以在噴射完成后需繼續(xù)在表面噴射一層砂漿，其厚度按1～3cm控制。

（2）檢查噴射完成后的巖面是否存在滲水痕跡，并通過(guò)鑿孔確定該噴射厚度條件下的整體防水效果。若發(fā)現(xiàn)由于噴射厚度不足導(dǎo)致漫滲且漫滲范圍相對(duì)較大時(shí)，則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)噴處理。

（3）若盲管安裝部位的每個(gè)出水口均有水向外排出，且盲管兩側(cè)產(chǎn)生的滲漏比中間少很多，則說(shuō)明盲管安裝質(zhì)量合格，可以達(dá)到預(yù)期要求。

（4）通過(guò)埋設(shè)檢測(cè)釘來(lái)確定噴射厚度。如果對(duì)混凝土噴射層防水要求高，則噴射厚度應(yīng)達(dá)到12～15cm，并采用分層噴射法，具體分層厚度應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工條件確定，一般第一層噴射厚度不得小于6cm，第二層噴射要達(dá)到設(shè)計(jì)要求厚度。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，濕噴混凝土是一種現(xiàn)階段常用的隧道支護(hù)手段。該高速公路超長(zhǎng)隧道工程的濕噴混凝土支護(hù)施工已順利完工，且經(jīng)檢查確認(rèn)施工質(zhì)量合格，表明所用施工工藝合理可行，值得類(lèi)似高速公路超長(zhǎng)隧道施工借鑒。