隧道工程湿喷混凝土施工技术探讨

黄泽华

【摘 要】湿喷混凝土技术具有回弹量低、质量易管理、性能稳定、劳动强度低、机械化程度高、作业面安全隐患小等优点，目前正逐步取代干喷混凝土技术。文章结合工程实例，对隧道工程湿喷混凝土施工技术做一些探讨。

【关键词】隧道工程；湿喷；混凝土；施工

【中图分类号】U454 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）06-0080-02

近年来，湿喷混凝土技术以速度快、效率高、准备时间短、喷射范围广且移动方便、作业人数少、施工质量高、作业环境好及在大规模喷射施工时具有很大的优势的特点，在铁路、公路隧道工程得到广泛应用。本文结合工程实例，对隧道工程湿喷混凝土施工技术做一些探讨。

1 工程概况

某高速公路隧道洞身围岩以泥质板岩与矿质板岩为主，围岩类别为Ⅲ～Ⅳ类，Ⅲ类围岩为2 010 m，占45%，Ⅳ类围岩为2 477.5 m，占55%。本隧道Ⅲ级围岩地护采用C25耐腐蚀喷混凝土，Ⅳ级围岩段采用C25耐腐蚀聚炳烯微纤维喷混凝土支护。

本隧道初期支护为10～35 cm喷射混凝土，根据隧道地质条件和以往的施工经验，本工程采用湿喷混凝土施工技术，湿喷可加快施工进度、减少弹量、粉尘少、物料拌和均匀、混凝土性能稳定。本工程采用TK-961型混凝土喷射机分2次喷射。施工工艺如图1所示。

2 施工技术要点

2.1 喷射混凝土材料及配合比要求

2.1.1 原材料控制

原材料进场必须进行检验，符合规范要求方可使用。水泥宜采用早强水泥，水泥强度为P.O.42.5；细集料应采用干净的中粗砂；粗集料应采用干净的碎石，粒径不大于10 mm；速凝剂应采用质量合格的产品，并妥善保管，防止受潮变质。

2.1.2 优化配合比

根据喷射混凝土的设计强度，综合考虑其生产率、回弹率、一次喷混凝土厚度等因素确定水灰比后，混凝土配合比设计重点放在和易性上，施工前要不断调整和优化试验，确定最佳混凝土配合比，确保混凝土性能满足施工工艺流程的基本要求。根据受喷面要求及试验结果选定外加剂。

2.2 喷射混凝土前的准备工作

（1）协调好混凝土支护与开挖施工。支护跟着开挖面进行，对稳定性较差的地段，应采用钢拱架与锚喷联合支护。

（2）湿喷混凝土前，应对水泥、骨料、速凝剂、水等材料的质量进行检查，要求所有材料必须符合相关规定；对喷射机、混凝土搅拌机、空压机等设备进行检查，保证设备运行完好。

（3）喷射前应认真检查开挖断面尺寸，欠挖处要补凿够；拆除作业面的障碍物，对松动的小块石采用人工方式敲除，对破损岩面安装附加岩石加固；设计有钢丝网的部分，要按要求安装好钢丝网；对硬岩面用高压水进行冲洗，对软岩面用高压风吹净粉尘，确保待喷岩面无松动、岩石且干净和无油污杂物。

（4）受喷面经过处理后，采用锚杆外露长度做控制喷射混凝土厚度的标志，没有安设锚杆的地段，采用埋设φ6 mm钢筋头做标志，按3 m×3 m的间距做好喷射混凝土厚度控制。

（5）处理受喷面渗漏水现象，渗漏水小的地方可将散水集中，埋设导管将水引出；渗漏水严重的地方可设置泻水孔、树枝状排水盲沟等措施排水。

（6）在已有混凝土面上进行喷射时，应先把脱皮部分清理干净。

（7）在喷混凝土前，要搭好简易喷混凝土作业平台，作业平台长4.0 m，高度、宽度要满足喷混凝土需要，台架要轻便、实用，各洞口自行加工，以保证喷射作业方便灵活且安全。

2.3 搅拌和运输

所有喷射混凝土均在集中拌和站统一搅拌，作业前应根据原材料测得的含水率调整理论配合比材料用量，并提出施工配合比。混合时，各种材料应按配合比准确称量，采用强制式搅拌，混合料搅拌均匀后用轮式混凝土运输车运至湿喷机前，通过湿喷机从喷头处加上液体速凝剂后，喷至受喷面上。喷射混凝土时应采用多台车辆交替运输混合料，以便满足施工作业需要。

2.4 喷混凝土

2.4.1 素喷混凝土

（1）喷射混凝土前先喷一薄层水泥砂浆以减少首层粗骨料的回弹量，待终凝后用高压水冲洗润湿后，再喷射混凝土。

（2）作业开始时，先启动混凝土喷射机，开机后待风压达到规定要求再进行操作，严格按操作规程执行。湿喷机的操作喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射距离一般以1.0～1.5 m为宜，这样可减少回弹量，保证混凝土喷射密实，提高混凝土的平整度和光洁度。

（3）喷射作业应分段、分片进行，以提高工效，喷射时应正确掌握湿喷顺序，应从下往上施喷；喷射作业时，喷射路线呈“S”形运动，喷头呈旋转轨迹运动，绕圈前移时每圈压前面半圈，喷头移动不宜太慢或太快，使混凝土达到一定厚度，保證混凝土不滑移、不坠落，力求喷出的混凝土层面平顺、光滑。

（4）喷射作业时应正确把握喷头与受喷面的角度，喷头与受喷面保持垂直，若是喷射边墙时，宜将喷头稍微向下倾斜；若是岩面被钢筋网、格栅、钢架覆盖时，宜将喷嘴稍加偏斜10°～20°，以便减少回弹量，确保施工质量。

（5）刚喷的混凝土有一定的流动性，厚度太薄则粗骨料容易弹回，厚度太大会引起大片坍落或形成混凝土与岩面脱离；喷射作业时应控制喷射的厚度，一次湿喷厚度以湿喷混凝土不滑移、不坠落为度，一般应控制在5～10 cm；喷射作业结束后，应及时检查喷射厚度，如果有厚度不满足的作业面，应补喷。

（6）分层喷射时，一次喷射厚度不小于40 mm，两次喷射的间隔时间应为15～20 min，间隔时间不宜过短或过久。如果在前一层混凝土终凝1 h后再进行后一层混凝土喷射时，应先把浮在喷层表面上的回弹料清理干净。

（7）在围岩出现渗漏水地段，应先做渗漏水处理；喷射混凝土前应用高压风吹扫，并先喷一层较大速凝剂量的砂浆；喷射时，应调整混凝土配合比，缩短初凝、终凝时间，喷射混凝土应由远而近，逐渐靠近渗漏水处，最后完全封闭岩面。

（8）喷射作业完成后，用小锤敲击喷射混凝土表面检查密实度，同时检查喷射混凝土厚度是否符合施工要求，当发现喷射混凝土密实度和厚度不合格时，应冲洗干净进行重喷。

2.4.2 喷射聚丙烯纤维混凝土

（1）本隧道Ⅳ级围岩初期支护的拱、墙喷混凝土和聚丙烯纤维，聚丙烯纤维网能有效阻止混凝土的塑性收缩和龟裂，具有较强的抗渗性和柔韧性。

（2）拌搅混凝土前，应派专人将聚丙烯纤维用量用塑料袋称量好，按设计要求掺量（1.2 kg/m3），搅拌混合料时，往混合料中掺入设计聚丙烯纤维量，并与砂石料使用搅拌机均匀拌和。聚丙烯纤维能减小输送管壁与骨料间的摩阻力，同时增加混凝土黏稠度，因此增大了一次喷射厚度，大大降低了混凝土的回弹。

（3）聚丙烯纤维网混凝土的喷射要求与素混凝土的喷射要求相同。

2.5 养护

在混凝土喷射终凝2 h后，应安排专人养护，时间不得少于14 d。每天至少喷水2次，喷水设备应有较好的雾化效果，保证新喷射混凝土表面湿润。

2.6 施工效果

本工程通过对喷射混凝土作业的各施工环节进行有效控制，围岩收敛得到了较好的控制，湿喷混凝土表面平顺，强度、厚度符合设计及规范要求，洞内粉尘浓度及喷射混凝土回弹量得到了有效控制，确保了隧道施工安全，得到建设指挥部的好评。

3 结语

随着隧道复合式衬砌结构成为当今隧道施工初期支护的发展趋势，对喷射混凝土施工的要求越来越高，环保要求也将越来越严。所以，具有回弹量低、质量易管理、性能稳定、劳动强度低、机械化程度高、作业面安全隐患小等优点的湿喷混凝土工艺将逐步取代干喷混凝土工艺。

参 考 文 献

[1]林春.湿喷混凝土技术在隧道施工中的应用[J].交通世界，2017（20）.

[2]刘应安，王同民.隧道施工中混凝土湿喷工艺技术探讨[J].公路交通技术，2010（3）.

[3]福代丰.隧道喷射钢纤维混凝土永久支护技术[J].路基工程，2008（5）.

[责任编辑：钟声贤]