隧道工程喷射混凝土施工技术及质量控制研究

吴志波

隧道工程施工过程中，常常会涉及到喷射混凝土施工技术，对于其施工的质量控制而言具有重要的意义，混凝土结构层作为隧道开挖完成之后的荷载支护结构，其稳定性和强度保障是十分关键的指标，通过喷射混凝土技能不仅能够显著提高混凝土的施工速度，更能有效保障施工质量和安全控制目标。针对混凝土施工技术和质量的控制，可以从材料本身的质量、材料配合比、搅拌运输、施工流程等过程进行控制，做好各个控制层面的工作，将喷射混凝土施工技术更好的服务于隧道工程的建设。

隧道工程;喷射混凝土施工;技术以及质量控制

1引言

随着交通流量需求增加以及城市不断发展的需要，借助不断发展的技术施工水平，使得隧道施工能够得以在穿越山川以及贯通城市地下交通方面发挥重要的作用。隧道工程的发展显著的提高了相关施工问题的解决能力，在隧道施工中也面临着众多的技术困难，质量控制点的控制效果不佳等问题，喷射混凝土施工作为重要的隧道施工内容，其施工质量是隧道施工质量的一个重要指标，如何更加科学、快速、安全的开展混凝土的喷射施工工作，是在隧道施工中，重点控制的施工质量研究方向。

2隧道工程喷射混凝土施工的特点

隧道工程喷射混凝土施工是进行隧道工程施工的主要技术手段之一。其施工方式是通过将性能良好的混凝土材料通过泵送喷射机械设备，将混凝土均匀有效的喷射在目标位置，通常喷射混凝土需要钢筋网、钢架、钢纤维等作为其共同工作的骨架，提升支护结构的整体承载性能和稳定性能。其具备较多的施工优势特点，比如喷射混凝土施工能够获得均匀度良好的结构层厚度，施工速度较快，能够充分适应地下工程施工过程中常见的地下水渗透问题，在其硬化达到既定的技术指标性能之后，也能够充分对结构工程起到良好的防水性，能够与周围的岩层充分的结合，形成稳固的结构体。喷射混凝土施工不需要支设模板，减少了模板支设的相关费用，同时提高了施工速度。一般来说，用于喷射混凝土施工的材料具备快速硬化的能力，一般在10min左右的时间就可达到终凝的效果，2h，8h，16h后的混凝土强度分别为0.25MPa，2MPa和5MPa。

3隧道工程喷射混凝土施工技术及其缺点分析

喷射混凝土施工技术在目前的隧道施工主要是采用湿法喷射施工。这种湿法施工方式就是预先将水泥、水、骨料拌和均匀，采用能够进行濕法喷射施工的泵送设备，将已经全面拌合好的混凝土浆体均匀的喷洒到既定的施工位置，通过其快速凝结的特性，能够使混凝土牢固的凝结在隧道支护结构的既定位置，这种施工方式的施工速度较快，非常适合隧道拱形无模板混凝土浇筑施工，能够获得良好的混凝土施工效果。这种施工方式的混凝土回弹量较小，能够有效的降低材料的浪费，因为无模板施工的缘故，有效规避了了模板工程部分带来的成本增加，且相较于干法喷射，湿法喷射具有降低隧道内部空气污染的程度，有利于作业人员的职业健康，是目前隧道施工中广泛采用的喷射混凝土施工技术。这种施工方式对于泵送设备的性能及作业人员的技术水平要求较高，同时每次施工任务结束之后，难以快速有效的进行清理管道和设备，

4隧道工程喷射混凝土施工质量控制措施

4.1原材料质量控制

（1）骨料控制。原材料骨料的质量能够显著影响混凝土的结构强度性能，骨料分为粗骨料和细骨料，粗骨料的质量控制主要从骨料的形状、强度等方面进行控制，粗骨料不能有太多的片状骨料，片状结构很容易被压碎，同时不利于节省水泥材料，而本身强度值不足的材料也不能有效的提高混凝土的性能。对于细骨料的材料质量控制来说，主要是通过过筛，将不利的细土筛除，控制细骨料的级配组成，能够显著提高细骨料的各方面性能，能够有效节省水泥材料用量，降低材料成本。

（2）水泥质量控制。一般采用性能良好的硅酸盐水泥作为胶凝材料，为了能够满足喷射混凝土的实用，要选用不低于42.5级的早强水泥，保证水泥材料在有效实用期内。

（3）外加剂质量控制。一般需要添加速凝剂提高喷射混凝土的凝结速度，满足施工需求，速凝剂的添加量要保证混凝土的初凝和终凝时间控制在5min和10min以内。

4.2配合比质量控制

隧道施工中喷射混凝土含砂率一般控制在45%～55%之间。应用表明，含砂率≥55%，含沙量较小时可能大致喷射混凝土过程中产生较大的回弹量。水灰比一般控制在0.40～0.45之间。由砂石与水泥组成的干集料重量比通常应保持在1∶4～1∶4.5之间。

4.3混凝土的搅拌、运输

混凝土从搅拌完成到施工喷射完成的这段时间要严格控制不能超过其初凝时间的要求，加入速凝剂后的喷射时间要控制在5min内。运输过程中，要考虑混凝土的运输能力和泵送施工能力，确定科学连续的工程施工量，在运输中如果发现产生了离析现象，应通过快速搅拌的方式改善混凝土的性能，严禁在运输过程中加水。

4.4喷射施工控制

隧道施工中一般的施工喷射流程为：打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。喷射混凝土施工中，喷头应该垂直于隧道面，喷射距离不应太远一般在50cm左右，从上到下依次喷射完成，喷射过程要缓慢，确保喷射层厚度均匀。为了提高混凝土的施工质量，通常会采取分层喷射施工的方式，后一层混凝土的施工工序要等到上一层混凝土施工完成后，在其终凝后的2h后进行施工。

5结语

在隧道工程的混凝土施工工作开展过程中，要实现既定的技术质量目标，就要采取科学的施工技术方案，并且在施工中做好相关技术工作的控制，全面保障施工过程符合既定质量目标的要求，做好喷射混凝土环节的质量控制，就是做好了隧道施工中质量控制的重要一环，是提高隧道工程建设质量水平的必然要求。

参考文献

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