隧道喷射混凝土施工的质量控制措施

王强

摘 要：现如今，工程技术发展日新月异，隧道工程的施工水平也有了突破性提升。隧道喷射混凝土技术作为一种基础型施工技术，得到了广泛的应用，其施工品质直接关乎着整个隧道的质量。本文针对当前隧道工程中混凝土施工中存在的问题进行了介绍，并对提高其施工质量的措施进行了简要分析。

关键词：隧道;喷射混凝土;施工;质量

一、喷射混凝土技术的概述

喷射混凝土是采用喷射法来完成混凝土铺设，主要分为干拌和湿拌两种施工方式。干拌法是将符合粒径标准的石子，混合浆水泥和砂料，按照规定比例进行搅拌混合，再通过喷射机空气压缩的原理将混合料途经管道从喷头处喷出，之后混合水高速喷射至作业面上。该种方法喷射速度较快，随之产生的粉尘较多，回弹情况也较为严重，在具体施工时，具有一定程度的限制。湿拌法是将水与水泥、沙、石的混合料提前进行拌和，之后集料在管路输送过程中相互挤压和碰撞，从而增强混凝土的密度和强度，再实施喷射。混凝土湿拌法的优势，是它的喷射速度较低，产生的回弹现象也较轻，在施工效率上比干拌法更具优势。

二、隧道喷射混凝土施工中存在的质量问题

（一）混凝土原料质量不过关。因为隧道需要非常强的稳定性和持久性，所以混凝土的原材料在选择和使用上要严格把关。在选用水泥、砂石时，会有特定的规格设定，比如在干拌法时，对于石子的最大粒径要求是小于25mm，更有助于保证隧道工程的支护。采购人员在选取材料时没有遵循严谨的选材标准，很容易导致混凝土过早凝结，增大回弹量，不利于混凝土强度的延展性。

（二）混凝土凝结度不够，出现开裂、掉块、离层等。施工材料或者施工技术的不达标，容易导致隧道的拱顶处或者其他施工面出现断裂或者混凝土脱落。

（三）混凝土厚度不够。混凝土的喷射厚度是否符合施工标准主要取决于喷射工人。在《铁路隧道工程施工技术指南》中有明确规定，整个钢筋架构必须被混凝土全部覆盖，不得有遗漏，而且喷射层厚度不得小于4cm。施工单位在喷射过程中经常出现厚度不够，形成“排骨架”，有个别的钢架裸露在外，影响整个操作面的严密性和耐久性。

（四）混凝土配比不合理。集料与水的体积分配不合理可以直接影响混凝土的最终使用。不同的隧道工程，对于混凝土的配比设计有其特有的标准，来适应不同工程的实际要求。在实际施工中，很多实验检测人员和技术人员疏于对工程本身的了解和应变，一味沿用传统的配比，使得混凝土的强度不够，隧道受力面不能承受足够的作用力，最终导致构件破损，严重破坏隧道的基层建造。

（五）养护滞后、缺失。在喷射混凝土施工完成后，應该施以及时的养护。由于隧道的内部环境潮湿，养护要求是（自然）潮湿养护。如果养护任务没有及时跟上，混凝土中的水分会迅速挥发，导致混凝土急速收缩而出现裂纹，从而影响到喷射混凝土的强度。

三、隧道喷射混凝土施工质量的有效控制措施

（一）严把原材料质量关

1骨料

混凝土的骨料主要分为细骨料和粗骨料。细骨料也就是俗称的砂料，在喷射混凝土作业过程中，要选择那些坚硬耐用的中砂或者粗砂。砂料的细度模数一般要求应大于2.5，其中的含水比例也应控制在5%到7%之间。含水率过高或者过低都易堵塞管道。影响喷射结果。粗骨料就是俗称的碎石或者卵石。碎石或者卵石添加在集料中可以起紧实密度、增加强度的作用。在实际施工过程中，碎石的粘结程度明显优于光滑的卵石。碎石的粒径不宜超过15mm，因为超规格的骨料容易导致混凝土在喷射过程中发生管道堵塞。根据不同的工程项目，设定不同的骨料选取规格，因时制宜，因地制宜，减少怀疑弹量保证混凝土整体结构的强度。

2搅拌水

在喷射混凝土施工过程中，无论是使用湿拌法还是干拌法都会用到水。为了保证混凝土的材质和成分不被影响。搅拌水在选取过程中易选用日常饮用水。日常饮用水的酸碱度和软硬度不会对混凝土之后的凝结和硬化产生过多的外在干预，反之，PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量大于1%的水就会对混凝土产生影响。

3水泥

水泥是促进混凝土粘结的重要组成部分。隧道混凝土喷射施工不同于其他普通施工的其操作面多呈拱形，隧道外部承接不同压力。所以在水泥用料选择时应选择那些强度比较高，抗渗能力较强，经久耐用的品牌。我国隧道工程中多选取优质的硅酸盐水泥、矿渣水泥等等，在特殊地质条件下，应写选用强度较高的早强水泥。在集料掺合之前和之后，相关检测人员应当选取作业面一处进行强度测验。

4速凝剂

速凝剂的作用是降低混凝土的用水量和回弹量，加速混凝土的凝结和强度。基于速凝剂的本身性质，施工单位在选取速凝剂时应当选择那些符合质量要求，对施工人员危害较小的外加剂。速凝剂在使用之前要进行配比实验，符合标准的速凝剂初凝应控制在五分钟之内，终凝应控制在十分钟之内。

（二）优化混凝土配比设计

混凝土的配比要根据具体的施工工程有特定的调整。其影响因素分别涉及原材料的性能，具体的施工环境和隧道项目的实践要求。鉴于对隧道项目施工质量的负责，必须要事先进行配合比实验。具体检测过程是针对现有的施工用料进行配合比设计，以最优的性能选取最佳的配比。除此之外，当原材料的品牌和规格产生变化时，不可疏忽大意，要重新安排配合比检测。

其中，影响混凝土配比的一大重要因素就是所处的隧道项目的施工环境。举个例子，号称中国最难修建的三条隧道之一的“风火山隧道”，位置处于青藏高原的“无人区”地带，当地地质中含有大量的冻土层，且动土分布区域不均匀，厚度也不一致，不但给施工带来极大的麻烦，也极易发生塌方等危险。设计、实验人员在恶劣的自然环境下不断检测、反复实验，优化混凝土配合比和建造方案，终于解决了冻土问题。而且由于高原气候和隧道环境特殊，使得隧道内施工氧气量不够充足。施工单位还要另辟一处建造供氧站，然后途径专门供氧管道，才能保证隧道内施工人员的氧气供给。风火山隧道在2006年7月正式通车，成为世界上线路最长、海拔最高、穿越冻土里程最长的高原铁路隧道。

（三）保证喷射混凝土厚度

隧道混凝土的喷射厚度控制主要有以下几个要点。其一，整体厚度应该预先设定，并明确误差范围。喷射工人要做到熟练操作，保障厚度符合标准。其二，喷射施工后要进行厚度监测，例如可以使用凿孔法在操作面的多个点进行厚度检查，要求检查点数的60%以上大于最初设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度的1/2，且不小于3cm。其三，对于结构中的特殊区域在完成了全面喷射之后要进行必要的补喷，例如在钢拱架之间的缝隙间隔，如果没有足够的混凝土填充和支撑，容易形成空洞区，进而发生断裂或者掉块事故。

（四）及时跟进养护工作

养护工作是整个混凝土喷射任务的最后阶段。首先，应该提前预备好高压水管，并铺设在隧道中，每隔二十米要设置一个阀门，阀门可以用来安装水管以备完成后续的喷水养护任务。养护任务多采取洒水养护方式，时间一般安排在喷射混凝土终凝两小时后。在设置的阀门处，可以链接皮管，配合高压水泵，进行养护。养护工作的频率应该本着季节和气候、环境的灵活调节，以保证混凝土的湿润程度为主，一般情况是每天3到4次。养护用水应为洁净的生活用水，以免影响混凝土的状态。养护周期建议持续14天以上为佳，当环境温度低于5℃时，不可使用喷水养护。

结束语

综上所述，隧道工程中的喷射混凝土技术的质量把控应该贯彻到每一个精准环节，在提高整个工程效率的同时，完善施工过程，在实践中不断发掘新的问题和不足，从严谨选材、科学配比、精化施工工艺、积极保障养护等方面，将整个喷射混凝土的施工质量得到严格控制，提高整个隧道的承载力和耐久力，为隧道项目奠定坚实的基础。