浅淡喷射混凝土在隧道施工中的应用

摘要：本文针对隧道工程中混凝土湿喷的技术施工，从材料选用、配合比的设计、喷前的准备、湿喷混凝土的喷射过程及喷射混凝土的养护等方面进行了分析，并对其中的技术要点做出了操作控制的分析。

关键词：隧道，喷射，混凝土，施工

喷射混凝土分为干喷混凝土和湿喷混凝土，而在实际施工中湿喷混凝土的应用越来越广泛。而干喷混凝土由于易产生粉尘、回弹量高、单位时间内产量小于湿喷工艺，所以正逐渐被湿喷工艺取代。湿喷工艺具有粉尘低、技术要求低、设备简单、单位时间生产量高、回弹小，并能够改善工作环境，提高工作效率，缩短建设工期等优点，这也是越来越多的施工单位选择湿喷工艺的原因。

以湿喷工艺为例对喷射混凝土的施工工艺进行探讨，喷射的混凝土选用抗侵蚀性混凝土，并掺入钢纤维以提高力学性能，以下进行详细分析：

一．首先控制好原材料的质量，根据工程特点确定原材料的型号、类别、性能，如：水泥、速凝剂、砂、碎石、水质、钢纤维、耐腐蚀剂等，并通过试验选定配合比。控制混凝土强度和质量的主要因素有水灰比、空气含量、骨料性质以及要达到的固结程度等，但喷射混凝土与常规的结构混凝上的配合比设计却完全不一样，主要差异在于骨料级配以及水泥的用量等。要根据粗、细骨料的不同以及水泥种类、外加剂掺量、外加剂种类、喷射混凝土的要求等来确定合理的配合比。

二．做好喷射混凝土前的准备工作：

1．进行检查开挖断面的尺寸是否合符设计要求；利用高压风对受喷面进行清理；设置标志或利用锚杆外露长度以掌握喷射厚度；检查湿喷机及其外加剂计量泵是否运转正常；空压机、发电机、砼搅拌机是否运转正常；风管、水管、供电线路是否正常。

2．隧道洞壁有渗漏水时，应先采取一定措施，做好妥善处理：受喷面只有渗水、润水时，可采用增加速凝剂使用量的方法，即时封闭受喷面；对于砂土及软岩地层，则在受喷面上固定细孔钢筋网，增加粘结力，防止喷层因自重而剥落；当地下水从狭小范围中涌出时，如能将水集中于一处，则可利用排水钻孔和排水管进行排水，如不能将水集中，则采用半圆形导水管，在其表面喷射混凝土；当涌水量大、涌水范围广，采用上述方法无效时，可在受喷面上先铺设带导水槽的防水板，然后再喷射混凝土。

三．隧道混凝土喷射操作分析：

喷射混凝土质量的好坏，不仅取决于所采用的施工机械和拌合料质量，而且与现场的操作息息相关。因为喷射操作直接关系到喷射混凝土的回弹量大小和喷射混凝土的质量。

1．喷射过程中被喷面应保持适当的湿度，如果表面过分干燥，将会过多的吸收新喷混凝土中的水分。另外喷射面上的水流也必须做合适的处理，否则，易于造成喷射混凝土中的水泥砂浆流失，影响喷射效果和喷射混凝土的强度。

后一层喷射砼施工需在前一层混凝土终凝后进行，若终凝后间隔1h以上再次喷射时，受喷面先用风、水清冼干净。如果表面不干净，将会影响喷射混凝土的粘附力，影响喷射效果。喷射面的清理，一般情况下简单的采用高压风、高压水冲洗，特殊情况下采用喷砂处理。

2．开停机的顺序是：喷射混凝土时先送电，再送风，然后打开速凝剂计量泵，最后再进料。停止喷射作业时，先停止进料，包括速凝剂，然后停止供风，最后停止供电。要适当调节风压和速凝剂掺量，尽量减少混凝土回弹量。开机后根据管道长短、受喷面部位和光滑、潮湿程度调整风压。

3．喷射距离和方向：影响喷射最佳距离的因素很多，包括拌合料的骨料粒径、颗粒级配、气压和输送料的速度、喷射面的处理和喷射面的性质、使用的施工机械和操作方法等因素。但喷射距离通常应当控制在0.6-1.8米，这样可以达到最佳操作效果，使得喷射混凝土的回弹量最低，密实度最好。喷射者应视具体情况，选用适当的喷射距离。

喷射方向上，一般来说喷头应与喷射面垂直，这样喷射时回弹量最小。若受喷面被钢筋网覆盖时，可将喷头稍加偏斜，但不宜小于70度。

4．喷射顺序：喷头应作连续不断的螺旋状划圈运动，后一圈压前一圈三分之一；喷射作业分段、分片由下而上顺序进行，主要作用是保证喷射面上的混凝土覆盖均匀，减小由于喷射作业时粉尘覆盖在喷射面上，造成混凝土的回弹量增加。

5．分层喷射厚度：喷射按初喷和复喷二次进行，初喷厚5-7CM，分2-3次复喷至设计厚度；岩面有较大凹面时，先喷凹处找平。影响分层喷射厚度的因素较多，比如速凝剂的效果，拌合物的质量、受喷面的性质、操作人员的水平等。但在现场施工时，喷射人员的经验是不可忽略的，操作人员应当根据喷射面上混凝土的自稳情况采用合理的喷射厚度，使一次喷射混凝土的厚度达到最大而又不至于掉落。

6．在安设型钢钢架地段喷射混凝土应注意：钢架与围岩之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实；喷射顺序，应从下向上对称进行，先喷射钢架与围岩之间空隙，后喷射钢架与钢架之间的混凝土。

四．混凝土喷射中的回弹现象分析和控制：

1．在实际的隧道施工中，喷射混凝土的总量往往超过设计总量很多，这些超耗的混凝土主要来自于喷射混凝土的回弹和隧道的超挖等。喷射混凝土的操作中，其喷射材料都是高速喷射到受喷面上，在受喷面上首次喷射混凝土时，绝大部分的粗骨料都会因回弹掉落在地上，为避免这种现象，在初喷时可以先喷一层标号稍高些的水泥砂浆，然后再喷射正常拌合的混凝土，以减小混凝土的回弹量。

2．要选用合适的外加剂、提高水泥的含量、合理的骨料级配、增加配料中细粒料的含量、合理的水灰比，都可以减小喷射混凝土的回弹。但应当注意的是，盲目的提高水泥用量和细料的含量将会增加工程成本，速凝剂的超量使用对混凝土的强度也不利。

3．操作中要注意：回弹料不能再用于喷射料，因为回弹料或多或少都完全被水泥浆包裹，随着时间的推移，水泥浆凝固，回弹料被分离，它的使用将明显降低喷射混凝土的强度和喷射效果。

五．喷射混凝土的养护：与普通混凝土一样，喷射混凝土必须进行认真的养护，这样才能充分发挥混凝土的内在强度和耐久性。最好的养护方法是使混凝土保持湿润，如果相对湿度大85%，可采用自然养护，否则可采用喷水养护。喷射混凝土终凝后2h起，即开始洒水养护，洒水次数以能保持混凝土有足够的湿润状态为度，养护期不得小于14d。在混凝土养护的后期，应尽量避免混凝土的快速干燥。

六．喷射混凝土的施工，其他应注意的问题：湿拌混凝土的混合料必须在拌合后及时使用，且不能远距离运输，以防止混凝土的离析；湿喷机在每次使用后需要及时进行清洗；发生堵管时应尽快疏通，处理堵管时前方严禁站人；操作人员要注意时刻观察喷射的情况，一旦发生停机，一定要先停主电机，再停振动电机按钮，然后再关风机。要理顺砼管，防止出现扭曲或打折的现象，经常检查管道和节头是否有松脱和击穿的迹象，如发现问题则应立即采取措施进行处理；喷射混凝土必须及时，开挖找顶后，及时进行初喷混凝土封闭围岩，然后再进行出碴；喷射作业中应加强通风和照明，并采取防尘措施以降低粉尘浓度，同时操作人员须配带必要的防护用品，加强防护意识，进行安全施工。

参考文献：

【1】张俊锋，隧道施工中几个问题的探讨、分析和建议，现代隧道技术。

【2】丁阳,姜学宜,王辉.复杂地质条件下隧道结构的设计与施工[J].施工技术,2003,(08)