高寒地区公路隧道湿喷射混凝土施工技术与应用

韩志刚

(黑龙江畅捷桥梁隧道工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

高寒地区公路隧道湿喷射混凝土施工技术与应用

韩志刚

(黑龙江畅捷桥梁隧道工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

合理选择湿喷混凝土支护施工技术在高寒地区公路隧道施工中非常关键，影响其中技术要素包括原材料、配合比、设备、喷射操作技术、温度和湿度等，根据不同的工程特点合理制定施工方案和应用合理技术，可以有效杜绝安全隐患确保安全生产。

高寒地区；公路隧道；湿喷混凝土；施工技术

1 湿喷混凝土工的艺原理及特点

1.1 工艺原理

满足配合比要求的混凝土通过专用湿喷设备(湿喷机或湿喷车)加压喷射到岩面指定位置，混凝土在离开设备喷头前，在喷头内与速凝剂混合经高压风搅拌加速。混凝土遇到速凝剂后大约3 min左右初凝，所以喷射到岩面的混凝土能够实现凝结。混凝土经过高压风加速抛掷，起到振捣密实作用。

1.2 工艺特点

湿喷混凝土的密实性和整体性控制与普通模筑混凝土的振捣密实原理不同 ,湿喷混凝土通过高速抛掷密实，其密实度与高压风抛掷过程密切相关。湿喷混凝土施工工艺简便，省去支模、浇筑和拆模工序，施工进度加快，且较普通模筑混凝土密实度高，强度和抗渗性能好。

1.3 工艺流程和操作要点

湿喷混凝土施工工艺流程，见图1所示。

图1 湿喷混凝土工艺流程图

湿喷混凝土施工工艺流程包括准备阶段和施工阶段，主要有以下工序组成：

(1)检查计划工作面具备喷射混凝土施工条件。喷射前必须用高压风水冲洗岩面，在巷道拱顶和侧墙应适当安设喷厚标志。

(2)安装并检查湿喷设备工作管路、运行调试。检查速凝剂存储量。

(3)混凝土运输到位后，放料前进行塌落度、和易性检查，要求混凝土满足湿喷设备正常运行条件。

(4)按照湿喷作业规范要求作业，初喷、复喷、补喷。

(5)操作员要佩戴齐全的劳保用品，严防呼吸和视觉伤害。

(6)碱性速凝剂具有较强的腐蚀性，严禁直接接触皮肤。

(7)喷射结束后，效果检查。

(8)设备退出作业场地。

(9)湿喷混凝土面，进行喷淋养护。

2 湿喷混凝土施工质量控制

(1)湿喷混凝土应釆用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，必要时可釆用特种水泥。水泥要求用P42.5以上规格。

(2)湿喷混凝土要求强制拌合运输到现场，通常用C25或C30塌落度大约在180 mm，砂率宜为45%～60%，水泥用量不宜小于400 kg/m3。

(3)湿喷混凝土所用细骨料细度模数应大于2.5，砂中小于0.075mm的颗粒含量应不大于20%。优选天然砂，机制砂不适宜湿喷工艺。

(4)湿喷混凝土用碱性液体速凝剂或者无碱液体速凝剂两种，碱性速凝剂的掺量不宜大于水泥用量的5%(通常为3%)，无碱速凝剂的掺量不宜大于水泥用量的8%(通常为6%)。

(5)喷射过程中应检查混凝土的回弹率，湿喷射混凝土的回弹率要求侧壁应不大于10%，拱部应不大于15%。

(6)作业环境温度不得低于5 ℃，湿喷混凝土现场环境低于5 ℃时不得喷水养护。

(7)混凝土作业区内应具有良好通风和照明条件，喷射作业时粉尘含量不得大于2 mg/m。

(8)对于岩壁缝隙水较大段落部分的较大水流进行导流，逐渐封闭。

(9)按分段、分层由下而上顺序喷射，自下而上先墙后拱的顺序进行。每段长度不宜大于6 m。当岩面有较大凹洼时应先将凹洼处喷平。喷在岩面上的混凝土表面应无滑移下坠现象。一次喷射厚度可根据喷射部位经现场试验确定。

(10)喷射混凝土时喷头尽可能垂直受喷面，夹角不得小于50度。喷嘴宜与喷射面垂直，其间距宜为0.6～1.2 m。喷嘴应连续、缓慢作横向环形移动，喷层厚度应均匀。喷头运行轨迹应呈螺旋形，按直径300～500 mm,一圆压半圆的方法均匀缓慢移动。

3 湿喷混凝土技术存在问题和原因

3.1 湿喷混凝土成本高

相对于干喷混凝土而言，湿喷混凝土成本高。湿喷混凝土掺配的液体速凝剂价格高和水泥掺量高有关。

3.2 渗水段湿喷混凝土凝固时间长

对渗水段湿喷混凝土时，由于混凝土遇水后水灰比发生变化，导致混凝土初凝时间延长。所以对于渗水段施工需要增加速凝剂计量和水泥用量，速凝剂计量增加超过临界点后还会起到反作用。

3.3 液体速凝剂存储和运输不方便

液体速凝剂受到自然环境的影响因素比较多，低温凝结稠化，使用前需要加热。

4 安全保障和环保措施

(1)避免高空坠物和机械伤害，喷射过程中，严禁将喷头对准人员。

(2)喷射人员要配戴防尘口罩、乳胶手套和眼镜。

(3)做好通风工作，减少吸入性伤害。

(4)清洗机械排出的污水，现场要有排放废水的措施，不得随意流淌。

5 结束语

高寒地区公路隧道湿喷施工技术重点是逐渐提高工程技术人员对湿喷工艺、支护原理和作用的认识，转变观念，大胆尝试。目前湿喷混凝土技术自身存在问题，在一定程度上制约了湿喷技术的推广和发展，但是湿喷混凝土综合性能指数高是不争的事实，应用湿喷混凝土利大于弊，所以推广其工艺势在必行。

[1] 中华人民共和国交通运输部. 公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009)[S].

[2] 中华人民共和国交通运输部. 公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)[S].

U455

C

1008-3383(2017)08-0179-01

2016-12-10

韩志刚(1971-)，男，高级工程师。