喷射混凝土施工的质量控制措施

罗成

摘要：隧道喷射混凝土施工是隧道早期施工的重要部分，按照围岩级别的此外分歧，可采取不同的施工方式，即：Ⅳ级围岩采取上下台阶法施工，无超前支护，喷射20cm混凝土。Ⅴ级围岩采取单侧壁导坑法，超前注浆小导管支护，25cm喷射混凝土。喷射混凝土质量控制是跟着施工同时进行的，施工中每榀75cm，分部位施工每一个部位每榀检查喷混厚度和喷混浮泛的环境，每10cm分4个部位喷射大板检测混凝土的强度是不是合格。检测锚杆拉力值。检测混凝土强度和锚杆拉力试验能及时控制施工质量。混凝土强度检验和施工现场监控量测的同时进行，为二次衬砌的参数提供了根据，把经过整理和分析得到的数据得以及时的反馈到设计和施工中，以便进一步优化设计和施工方案，来为此达到安全、经济、快速施工的目标。

关键词：隧道;初期支护;喷混凝土

一、引言

由于科学技术的发展，大量的新原料、新工艺、新设备、新技术不停地应用到了工程之中。与此同时，隧道施工技术也在超长、大跨度、放水、穿过不良地层等方面取得了久远的前进，涌现出了大量的科技成果，特别是锚喷构筑法作为新奥法施工工艺标志更是如此[1]。喷射混凝土是借助压力喷枪将掺有速凝剂的粗细骨料混凝土以得当压力高速喷射隧道岩壁表面从而固结而成的混凝土。混凝土颗粒是在高速喷射猛烈地冲刷进击下，被不停地捣固和压实，如此循环，形成密实且力学机能良好的结构。作为隧道的关键工序之一的喷射混凝土，它的施工质量直接影响着隧道布局受力性能、耐久性和安全性，对确保围岩的稳定性起着至关重要的作用[2]。

新奥法（NATM）是新奥地利隧道施工方式的简称，新奥法的理论基础是隧道工程经验和岩体力学，而将锚杆和喷射混凝土组合在一起来作为主要支护手段的一种施工手段。新奥法的核心思想是最大限度的发挥围岩自承的能力。以“爱护围岩、庇护围岩”的理念，极力降低围岩产生的荷载作用，充分发挥围岩结构作用，尽可能消减对岩体的扰动，不损伤或少损伤围岩的固有支护能力：通过使用各种手段和方法，提高围岩物理力学性质，监测控制围岩变形，增强围岩的自承能力[3]～[4]。

二、喷射混凝土的支护作用

喷射混凝土是能够与围岩大面积、牢牢稳固接触的一种支付方法，能传达径向应力和切向应力;喷射混凝土与岩层的附着力能够把作用在喷射混凝土上的外力分散到围岩上[4]，并且也供应了隧道周边的裂缝和借力等以剪切阻力来保持块体的均衡，可以防止局部的掉块，在隧道壁面旁边形成了一个承载环的样子，起到撑持的作用，通常有如下方面[5]：（a）支撑围岩作用;（b）“卸载”作用;（c）填平补强围岩;（d）覆盖围岩表面;（e）阻止围岩松动;（f）分配外力。

三、喷射混凝土施工

混凝土喷射机安置并调试好后，在料斗上振动筛（筛孔10mm），是为了避免超粒径骨料会进入喷射机;将表面冲刷洁净，然后开始喷射混凝土。用喷射机械手在隧道拱部和边墙高的地方举行喷射，在送风的前面先打开计量泵（这个时侯喷嘴的方向变为向下，为了避免速凝剂驶向输送管内），为了避免高压混凝土拌合物堵住速凝剂环喷射孔[7];送风之后调整一下风压，把它控制在0.45MPa～0.7MPa之间。喷射分段、分片、分层，由下向上，从无水、少水向有水、多水地段集中，多水处安放导管将水排出[8]。

（一）混凝土的施工工艺

（1）干式喷射混凝土：a、在干燥的情况下，喷射混凝土混合料充实拌合，随后使用送料软管考压缩空气送到专用喷嘴的地方，喷嘴内装有多空集流腔，水在压力下通过多孔集流腔与混淆料拌合。b、喷射混凝土中的运输、加水拌和、振捣三个工艺程序，都是运用空压机产生的压缩空气通过喷射机使用混凝土以持续高速喷向受喷面，并且和受喷面形成整体一次完成的形式。

（2）潮式喷射混凝土：将水灰比在0.25-0.35间的混合料和速凝剂按相应比例混合后搅拌均匀，然后运用潮式混凝土喷射机，凭借压缩空气为动力，经输料管输送至喷嘴的地方与添补的压力水混合后喷射与受喷面上。

（3）湿式喷射混凝土

（4）水泥裹砂喷射混凝土

（5）纤维喷射混凝土：之前隧道施工碰到不太好的地质时，就用钢纤维喷射混凝土支护，及时避免了坍塌现象，使得施工的顺利，尝到了甜头。但掺钢纤维也有其难度：资本比较高、配料搅拌的时侯容易结成一团、喷射的时侯会造成堵管和钢纤维回弹造成伤人，而且因为钢纤维的锈蚀会使混凝土外表呈现锈斑等。目前也有采纳新型原料超混杂纤维代替钢纤维喷射混凝土的研究，它的各项物理性能和掺钢纤维混凝土相当，但是因为喷射效果比掺钢纤维混凝土好，而且成本不高、经济效果更加显著，所以很有推广的意义.

（二）喷射混凝土配合比设计的基本要求

喷射混凝土配合比具有自身的工艺特征，需要按照多种因素来概括选择。在保证原材料合格的前提下，配合比设计既要统筹对强度等主要指标的要求，又要兼顾到施工工艺的要求。一般应满足如下几方面：（1）喷射混凝土配合比应满足设计强度等级要求;（2）回弹量少;（3）粉尘少;（4）粘附性好，能获得密实的牢固的喷射混凝土;（5）能满足施工要求，输料顺畅，不发生堵管等。

（三）隧道喷射混凝土技术特点

喷射混凝土在隧道工程中被普遍运用，是因为它凝结而成的结构层对围岩起了到支护的作用。实践经验表明隧道喷射混凝土具有如下特征：

（1）提高施工效率  喷射混凝土施工工艺较简单，操作较方便，对劳动力需求较小，劳动强度小，机械化水平高，施工效率高。

（2）为围岩变形提供了空间  喷射混凝土施工初期，是柔性的支护结构，与围岩一起变形，而不是一直抑制围岩变形[9]。

四、结论及建议

随着西部大开发战略和扩大内需战略的实施，我国加大了对交通在内的基础设施的建设。尤其在我国中西部山区，隧道工程的建设以前所未有的速度向前发展。在软弱破碎围岩段，采取如下施工原则和施工方式：

1）施工原则：早预告、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、紧封锁、勤量测，以防为主，平稳前进。在开挖之前确切实了解软弱破碎带段围岩的情况，当中包含了宽度、填充物及地下水等地质特征特性，使得更好的采取相应的措施。2）施工方式：针对软弱围岩有可能会发生重大的变形，最好能够采取增大预留变形量和喷射混凝土、锚杆、钢筋网及可缩性的U型钢拱架复合式衬砌的手段，采纳在分部开挖的方式，让初期支护快速关闭，分2～3次来施工喷射混凝土，增强监控量测，利用反馈信息指导施工。而湿喷混凝土施工故障的预防和处理也是极其重要，在施工中可以避免很多不必要的麻烦，且较少重大的损失。

参考文献：

[1]何晓烨.隧道喷射混凝土施工的质量控制[J].中国高新技术业.2008（09）

[2]王红珺.关于隧道喷射混凝土施工中如何控制质量的分析[J].中国高新技术企业， 2008（10）： 178-179.

[3]李绪云.王刚.隧道工程施工中的工序质量控制[J].吉林交通科技， 2007（04）：56-57.

[4]徐华生.浅探隧道工程实例中的施工技術及质量控制[J].科技资讯，2008（9）：63.

[5]朱云飞.试析隧道大体积混凝土施工质量控制[J].科技资讯，2008（14）：57.

[6]纪为祥.坝陵河大桥西岸隧道锚锭施工技术研究[J]. 贵州大学学报（自然科学版）.2011（04）

[7]朱广兵.喷射混凝土研究进展[J].混凝土.2011（04）

作者单位：重庆交通大学