喷射混凝土在隧道支护中的应用探讨

【摘要】本文通过结合某隧道情况，对隧道洞身Ⅳ级围岩初期支护采用C25喷射混凝土，Ⅴ级围岩采用C30喷射混凝土，均采用湿喷工艺。总结出该隧道支护中应用湿喷混凝土施工技术措施，提出合理的混凝土拌制技术以及喷射混凝土工艺，为同类工程提供参考借鉴。

【关键词】隧道支护；喷射混凝土；混凝土拌制

1.工程概况

某隧道全长5870.4m，进口里程DK332+832.6，出口里程DK330+703，为双线隧道。最大埋深为175m，最浅埋深在华家沟，拱顶以上埋深仅为2m。隧道洞身在DK330+280～DK330+705段通过灰岩区，地面调查中发现灰岩有轻微岩隙、溶孔发育，局部地段岩层理面和节理延伸，属岩溶微弱发育区。V级围岩885.4m，IV级围岩4985m，属于长大软弱围岩隧道。洞身Ⅳ级围岩初期支护采用C25喷射混凝土，Ⅴ级围岩采用C30喷射混凝土，均采用湿喷工艺，隧道Ⅴ级围岩段采用全环钢架、Ⅳb型采用拱墙型钢钢架；Ⅳ级围岩设小导管超前支护、Ⅴ级围岩设小导管及中、大管棚超前支护。

2.施工准备技术

对开挖已验收合格，要进行喷砼施工的部位，首先由测量人员用红油漆标出其高程和桩号，然后对岩石表面进行细致的撬挖与清理。撬挖清理完毕后，若需装锚杆或挂钢丝网，则先进行锚杆或钢丝网的施工，然后用压力水枪或风枪对受喷面松散的泥土及杂物等进行彻底清洗。清洗完毕后，作业班组先自己认真检查；自检合格后，班组填写好验收记录表报送工段进行二检验收；二检验收合格后报项目部质控办执行三检验收；三检验收合格后报请监理工程师验收。监理工程师验收合格，仓面准备就绪。所有原材料都必须是经业主和监理批准、进场验收合格的产品，否则不能使用。原材料必须有足够的储备量。喷砼前，要对原材料的储备量进行核实，根据原材料喷射的实际储量重新确定喷射面积。

混凝土喷射前对设备进行检查，喷射前设备必须完好。工段对基岩面上松动的石块及浮土用人工仔细进行撬挖与清理。施工人员对标记区用压力水枪或风枪将受喷岩面的泥土和杂物等彻底清洗干净。设计有钢丝网的部位，按设计要求挂好钢丝网；基础面清洗完毕后，用钢筋或锚杆按约3.0x3.0m的间距作好喷砼厚度标记；同时对仓面准备就绪，作业班组先自己认真检查。

3.湿喷混凝土施工技术

3.1混凝土拌制

为有效地确保混凝土拌制质量，拌和前，首先检查提供的配合比是否有误；结合砼配合比清单，认真调试好拌和站的称量系统和运转设备。对于混凝土采取现场拌制时，须将实验室提供的配合比进行换算并制成以下表格，以便现场称量。当某种配比采用较多时，为了省略繁琐的称量过程，可自制一批专用量具以节省时间，加快进度。自制的量具使用前须进行率定，使用时也必须严格按率定的刻度称量。施工人员要精确地控制水量。干喷砼的水灰比在0.40-0.45之间。水量不足，则粉尘多；水量过多，则新喷的砼会从开挖面上流下来。为了让水更好地湿润混合料，建议进水口设在喷嘴末端后1-3m。

3.2喷射作业

仓面验收合格后，应及时通知实验室按设计配合比拌制砼。否则仓面停留时间太长，须重新清洗和验收。砼拌好后，按以下步骤和操作方法施喷：⑴用水灰比为1：2的净水泥浆喷车（机）的料斗及输料管路。⑵喷射开始，先对喷车（机）送风和水，并检查和调整风与水的压力。不同设备，风水压力略有差别。风力不足，砼喷不到工作面；风力太猛，则骨料回弹多，粉尘严重。一般控制为：风压0.9Mpa，水压0.4Mpa（熟悉该设备的熟练操作手对此参数的调控应十分准确）。风水压力调好后打开主机下料。⑶砼进入喷车（机）料斗后，在起动主机的同时，调整喷车（机）的喷射速度。不同品牌和型号的设备，喷车（机）的喷射速度不同，具体选用喷速档位，应根据喷车的现状及砼的生产能力而定。⑷喷射砼时，要注意控制喷枪到受喷面的距离和角度。考虑到喷射手的施工安全，喷嘴到受喷面的距离不宜太近；考虑到砼料束在喷射过程中的运动状况，显然不宜太远。实际经验告诉我们：当采用人工喷射时，宜为0.6～1.0m。喷嘴与受喷面的垂线夹角宜控制在10～15。。这样便可达到“回弹量最低，密实度最好”的最佳喷射效果。

为了使砼喷射均匀，减少不规范操作的影响，除严格控制距离和角度外，还要注意喷射的方式与顺序。喷射的方式主要有以下两种：一种是砼按条弧形上下喷射，料束从左到右（或反之）平行叠加；另一种是砼按约300mm的螺旋形喷射，料束以一圈压半圈从左到右（或反之）作横向移动。通过实践比较，后一种方式喷射质量及回弹量比较容易控制，效率也较高，所以一般均采用后一种喷射方式。喷射的总顺序为自下而上。刚喷的砼有一定流动性，一次喷射的厚度须进行控制。一般垂直边墙为6～8cm，拱顶4～6cm，斜坡面可适当加厚。

当砼需分层喷射时，两次喷射的时间间隔不宜过短。掺速凝剂时一般为15分钟以上，即终凝后再喷下一层。为了两次喷射的砼能密贴，一般不超过1小时。若超过1小时，喷射前应把浮在表面上的回弹料清理干净，并喷水湿润砼表面，确保层间粘结良好。砼喷射完毕或被迫中断时，先停主机，最后关风阀。喷枪和输料管内的集料要及时排除并清洗喷枪与输料管。

3.3综合治水喷护

（1）针对大面积渗滴水的处理。先找出水源点，由水源点远处喷护、逐渐向水源点推移，将水集中后在水源点处凿10cm左右的喇叭口，用快速水泥包裹导水管的一端，待水泥浆即将凝固时用力将其压入喇叭口，待导水管在岩石上固定后，再喷混凝土加固导水管。

（2）针对有压漏水的处理。首先估计出水线的走向，然后钻孔将水导出，再用以上办法处理。

（3）针对大裂隙水的处理。首先在出水口下侧斜向打一个或几个深1.2-1.8m的钻孔，安装导管将水导出，然后用片石或速凝砂浆填堵裂缝，再在片石垛外用混凝土封闭。

4.混凝土养护、强度试验与厚度检查

喷混凝土洒水养护可减少干缩开裂，确保其强度增长。喷护作业完成2小时以后即可开始养护，连续养护时间为14天。喷砼的强度试验采用现场取样。每喷50-100m2取样一组，每组不少于3个。砼方量不到50m2的独立工程，取样至少一组。当砼原材料或配合比发生变更时，须另取一组。现场取样的具体操作，根据规范规程、合同协议及监理工程师指令执行。

当砼喷完7天后即可采取定点取芯法进行厚度检查。针对洞室开挖：检查点位按断面分组，取样断面的数量按表一确定。长度不足的独立工程至少取一个断面。每个取样断面的检查点从拱顶中线起，每隔2-3m设一个，但拱顶至少3个，全断面不少于5个。针对露天坡面：每50-100m2取一组，不到50m2的独立工程至少取一组。每组随机取3个点。特殊部位按监理工程师指示取点。

5.结语

根据某隧道洞身围岩情况，对其洞身采取湿喷混凝土支护施工。从混凝土拌制、混凝土喷射施工出发来系统探讨该施工工艺的具体实施过程，同时结合实践经验总结出一些切实可行的施工技术措施，有效地确保湿喷混凝土支护效果。

参考文献

[1]徐永杰；郭伟；崔金福.喷射混凝土在隧道支护中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2004（9）.