湿喷混凝土在高铁隧道施工中的应用

2016-07-18刘何

四川水泥 2016年7期

关键词：速凝剂岩壁施工工艺

刘何

（杭州华隧工程劳务有限公司浙江杭州 31000）

湿喷混凝土在高铁隧道施工中的应用

刘何

（杭州华隧工程劳务有限公司浙江杭州 31000）

和传统的施工技术相比较，湿喷混凝土施工工艺具有非常高的效率，工程费用较低，对于控制实施成本非常有效。在喷射过程中严格控制回弹量，可以减少施工材料的浪费，有效的改善隧道的施工环境，减少危害工人健康的可能性，是符合现代工程施工要求。文章主要从湿喷混凝土的施工工艺、原料选择、原料配比、施工流程以及施工应该注意的事项进行分析，并提出控制湿喷混凝土的回弹量，希望促进湿喷混凝土施工工艺的推广和应用。

隧道；湿喷混凝土施工；混凝土回弹量

湿喷混凝土施工工艺是隧道施工非常重要的一种施工方式，通过采用相关的施工机械设备，将配比好的速凝混凝土喷向隧道岩壁或者结构物表面。相对于混凝土的干喷和潮喷，湿喷混凝土施工具有混凝土回弹量适中、施工粉尘小、单次喷向围岩面的混凝土量较多。同时，采用湿喷混凝土施工技术可以提高施工的效率，降低工程的费用，缩短施工循环时间，提高喷射砼质量，特别是在隧道施工中，非常有效的改善隧道的施工环境，提高工人工作环境，保护工人健康。本文分析了湿喷混凝土施工工艺在隧道施工中的应用以及湿喷混凝土的回弹量的控制。

1 喷射混凝土技术概述

1.1 喷射混凝土工艺和特点

将混凝土和速凝剂相互混合，然后用喷射设备喷向凝土不同，喷射施工岩壁，从而使得岩壁被加固，达到保护岩壁的目的。由于喷射混凝土的施工工艺和其他浇注混混凝土密实型及整体性控制也有其自身的特点，喷射混凝土采用高速喷射技术，所以喷射混凝土密实型及整体性和喷射过程息息相关。采用喷射混凝土施工工艺使得整个过程变的相对简单。使得施工的进程加快，降低了施工费用，同时还提高了混凝土密实度、强度和抗渗性。

1.2 喷射混凝土的作用

（1）加强整个围岩壁的强度和稳定性，提高隧道的整体安全性；

（2）大面积、牢固的支护围岩；

（3）通过形成一个应力承载环，将整个隧道围岩的应力得以释放，同时防止隧道内壁局部发生掉落；

（4）防止围岩风化，填补隧道内壁的凹陷处，防止应力集中，确保隧道围岩的整体稳定性。

2 喷射混凝土配合比及原材料的选择

表1 喷射混凝土配合比

本文分析的工程是西成客运专线何家梁隧道高速铁路隧道施工项目。该项目的全长12.4km，隧道最大埋深约750m，属高地应力隧道。为省部一级高风险隧道。在隧道工程的施工过程中，初期支护采用C25喷射混凝土，如遇围岩较差则采用C30喷射混凝土加强支护。根据工程地质情况，混凝土的喷射厚度控制在 18～28cm之间，喷射混凝土主要承载的压力是风压和水压。

2.1 配合比选择

对于高铁隧道，要求满足可喷性和早期强度的要求，同时要求粉尘量较少，强度大，耐久性好，防渗性好，所以工程的喷射混凝土配合比如表1所示，通过使用该种配比的混凝土，可以较好的满足施工的要求。

2.2 原材料的选择

（1）沙。选择干净，硬度较大的中粗河沙，沙子的细度模数在3左右。

（2）碎/卵石。为了平衡施工工艺难度，防止输料管被堵，应该选择碎/卵石的直径最大为输料管管径的四分之一，本工程施工采用输料管管径是110mm，所以碎/卵石的直径应该小于24mm，同时最要选用碎/卵石硬度大，耐久性好。

（3）水泥。因为采用湿喷混凝土工艺，所以选择凝结速度快，凝结后的硬度高的水泥，为了满足施工条件的要求，可以选用硅酸盐水泥。对于湿喷混凝土工艺，应该控制施工的温度，保证施工水泥的温度控制在30℃以下。为了保证水泥的质量，应该做好水泥的防潮工作，避免使用过期的混凝土，所以最好使用生产出来不超过15天的水泥。

（4）速凝剂。速凝剂对于湿喷混凝土施工非常的重要，所以应该注意速凝剂的使用。按照施工的经验，采用液体速凝剂，本工程采用JX1-13型速凝剂，同时为了提升混凝土的强度和易性，改善不透水性和渗透性，所以本次施工还加入了减水剂。

3 湿喷混凝土施工工艺

本工程的高铁隧道采用湿喷混凝土的施工工艺，具体的施工流程如图1所示。

图1 湿喷混凝土施工流程

3.1 湿喷混凝土拌合料的配料、拌合以及运输

根据实际工程的具体情况，分析本次施工隧道的要求，进行材料的选择和购置。将购置的材料妥当的存放。每次进行施工前要对材料进行检查，确保施工材料的安全有效，对沙子的细度模数、水泥的防潮工作进行检查，发现问题及时调整。

检查运输设备和搅拌设备，保证施工器械处于良好的工作状态。在使用搅拌机时，要避免出现灰包等问题。

3.2 速凝剂的运输和使用

速凝剂是整个施工工作中最重要的材料之一，所以应该确保速凝剂的运输和使用的安全性。运输时应该采用专业的塑料运输桶，避免在运输的过程中掺入其他的杂物，要定期对速凝剂进行检测，并对速凝剂计量泵进行校准，出现问题应该及时调节，避免发生使用量错误的问题，给施工造成不可挽回的损失。

3.3 湿喷喷射施工

施工过程中要严格遵守施工标准，使用熟练的施工工人。施工前，要做好充分的准备，要对岩壁松动的石头和物品进行检查，并且及时清理，确保混凝土与受喷面的粘结效果。进行喷射时要确保喷射设备处于良好的工作状态，湿喷机喷头与受喷面相距0.8m～1.0m，可以有效控制混凝土回弹量，并且可以保证喷射混凝土质量，湿喷机喷头应与受喷面垂直。喷射过程中，要注意规范化喷射作业，由专人负责检查喷射效果，发现问题及时调整。喷射完成之后要对喷射机以及管道进行清理，注意做好保存工作。

4 控制喷射混凝土的回弹量的有效措施

4.1 采取有效的施工措施

降低喷射混凝土的回弹量，必须保证混凝土的配合比适中，其中水泥和速凝剂的使用量必须要适中，两者的比例非常重要。在施工过程中，如果发现水泥的石膏含量较高，这需要加入较多的速凝剂。同时为了提高水泥与速凝剂的适应性，可以适当掺入混合材，保证喷射混凝土施工质量。其次，加强喷射机规范操作，混凝土回弹量和喷射机的操作相关，施工时要注意控制喷嘴的气压。最后，在喷射时，根据混凝土初次凝结的时间和是否掺入了速凝剂，控制每个喷层之间的时间间隔。

4.2 加强隧道施工的管理工作

在隧道的施工过程中，加强隧道的施工管理，应该贯彻整个施工过程中。项目管理人员需要加大对安全施工和不当施工的危害进行宣传，讲解喷射混凝土的回弹量过大对人员健康的影响，提高施工人员对自己健康的重视，提高施工人员的节约思想，高效利用原材料。制定施工规范，选择合适的施工工艺，要求工人严格按照规范操作喷射过程。