湿喷混凝土技术在隧道施工中的应用

2017-03-01杨政武

黑龙江交通科技 2017年12期

杨政武

(贵州路桥集团第五分公司，贵州贵阳 550000)

1 工程概况

某双向四车道高速公路施工全长17.2 km，项目设计速度为80 km/h，是由道路工程、桥梁工程以及两条隧道工程所组成的，其中，整体式路基路面宽24.5 m，计划施工工期28个月，两条隧道工程施工是本次施工重点和难点，两条隧道工程长度分别约为1 km和1.9 km。根据现场勘查发现，隧道工程地质条件比较复杂，围岩为Ⅳ级为主，岩体易破碎，成洞条件比较差，施工风险比较大。综合考虑该高速公路建设标准，在隧道工程初期支护施工中，采用湿喷混凝土施工技术。

2 湿喷混凝土技术在隧道施工中的应用

2.1 选择施工设备

在该高速公路隧道工程施工中，两条隧洞的初期支护施工中采用喷射混凝土施工技术，施工机械设备为HPS3016S型机器手喷射机，理论输送量30 m3/h，电机功率55 kW，柴油机功率75 kW，总机重量19.5 t。

2.2 混合料控制及配合比优化

对于混凝土施工原材料，在细集料选择方面，采用级配优良、细度模数在2.5～3.2之间的机制砂和中粗砂，对于砂率，应该控制在45%～55%之间，另外，混凝土混合料含水量应该控制在5%～7%之间，混凝土粗集料选择5～10 mm的碎石材料。在混凝土原材料中，水泥至关重要，在本工程施工中，水泥材料选择与混凝土设计标号相适应的普通硅酸盐水泥(P·O42.5)，在水泥材料选购方面，必须保证各项技术指标均符合相关规定。在混凝土配合比设计中，需要经过配合比试验确定混凝土配合比，并确定外加剂种类和参量，即是4%～6%水泥的重量。在本工程施工中，综合考虑施工现场环境，将混凝土塌落度数值控制在140～180 mm之间，如果塌落度比较小，则会造成堵管问题，另外，如果塌落度比较大，则会造成混凝土浇筑回弹量比较大，甚至会发生掉落问题，同时，混凝土强度无法得到保障。

2.3 检查喷射岩面

在进行混凝土喷射施工前，首先需要对被喷处围岩基本的尺寸进行准确测量，要求隧洞外边表面相对顺平，对于欠挖部位，应该及时补凿，同时，还应该注意清除浮石，对于岩面，采用高压风或者高压水，对其表面杂物进行全面清理。如果发现渗水、漏水问题，则还应该仔细查明水源，结合工程实际情况做好排水处理工作。在必要的情况下，要用机械凿岩机进行钻孔来给掌子面和周边的围岩进行降排水。避免喷射的混凝土与围岩之间的水会拦阻混凝土的粘度。

2.4 湿喷混凝土施工

(1)喷射角及距离。通常情况下，在混凝土施工中，岩面和喷嘴应该保持垂直，在进行边墙混凝土喷射施工过程中，要求将混凝土材料喷射到顶端，首先，喷嘴要向下10°，然后进行混凝土喷射施工；以直径的方向来进行喷射隧洞拱起部位，如果格栅或钢筋网盖住了作业面，则应该将喷头稍微轻微倾斜一定的角度，但是需要注意的是，调整角度应该控制在70°以内。在喷射混凝土施工过程中，喷嘴和作业面的角度不可以太小，这样能够有效避免混合料可能会在作业面上滚动，从而形成波形的喷面，增加回弹量。因此，混凝土强度及回弹限值应以基准来对其喷射的间距进行设定，一般应该设定在0.6～1.2 m之间。

(2)混凝土喷射施工顺序以及施工时间。在进行混凝土喷射施工过程中，应该严格依据“边墙→拱脚→拱顶”施工顺序进行分段喷射。在分层喷射施工过程中，每层混凝土厚度应该控制在60 mm以内，同时，两层混凝土喷射时间差应该控制在15～20 min之间。在喷射之前，要对其找平施工面，喷头需呈螺旋状或S形来均匀进行喷射，每一圈均压至前一面至少半圈，而且旋转的直径最好不要超过300 mm，每一次喷射的距离需要根据其速凝的

结果进行确定，以便让喷出来面层能相对光滑和平顺；在下一层混凝土喷射开始前要保证上一层混凝土达到了相对强度，每一次喷射混凝土长度最好在3～4 m。

(3)回弹量调整。在喷射过程中，会受到配筋、岩石或骨料之间的相互摩擦与相撞，从而使被喷射面上的物料掉落下来，称为回弹量。由于受到混凝土喷射的地方、水灰比、水泥掺量、空气压及骨料的配比和最大粒径等确定了其回弹量的大小。喷射混凝土的前期若回弹量相对大一些，在它变成塑性之后，粗骨料容易进入时回弹量就会缩小，因此需通过改变喷射混凝土的厚度以改变其回弹量；再者因混凝土的回弹材料中多以粗骨料为主并且水泥的掺量较少，所以它不能再新利用，从而降低了其最后的混凝土喷射的效果和质量。

(4)整平。喷射混凝土平整有利于增加混凝土的耐久性和结构强度。