隧道湿喷混凝土配合比应用技术研究

山西路桥第二工程有限公司 山西临汾 041000

隧道湿喷混凝土施工是隧道施工的最要组成部分，隧道混凝土配合比设计应用技术优劣直接关系到隧道安全、质量。

1 工程概况

南干渠隧道位于山西省隰县午城镇西南侧约300m 处，设计为左右分离式，左右线均属双向四车道高速公路中隧道，总体走向呈东-西向，左线走向261°，右线走向286°-257°。左线洞体长201.0m，隧道进口里程桩号ZK49+694，地面高程826.91m，底板设计高程818.52m，出口里程桩号ZK50+193，地面高程833.21m，底板设计高程823.12m，洞体最大埋深103.28m，位于ZK49+897 处。右线洞体全长454.0m，隧道进口里程桩号K49+764，地面高程830.50m，底板设计高程817.75m；出口里程桩号K50+218，地面高程838.23m，底板设计高程821.12m，洞体最大埋深105.80m，位于K49+930 处。

隧址区地势总体上中部较高，南北两侧低，右线地表高程830.50-924.84m，相对高差94.34m：左线地表高程826.91-925.85m。相対高差98.94m 隧道进口位于午城镇西南约300m 一斜坡上。岸坡较陡，坡向东，坡角约30°；沟底未见基岩出露，洞口及以上沟壁部分为第四系中更新统离石黄土。隧道出口位于位于上胡城村东侧约300m 沟谷东岸斜坡上，冲沟狭窄，呈“V”字型，沟岸较陡。坡向西。坡角约45°；沟底未见基岩出露，洞口及以上沟壁部分为第四系中更新统黄土。

隧址区地貌单元属梁峁状黄土丘陵区，顶部较平坦。塬面宽20-80m。长约300m。隧址区内植被稀少，以灌木丛为主。隧道进出口为黄土斜坡、陡坎，区内沟底局部出露三叠系和尚沟组砂质泥岩：二是隧址区内地层岩性变化不大，未见明显地质构造；三是隧道围岩组成相对简单，岩性以第四系上更新统马兰黄土、第四系中更新统离石黄土、新近系上新统粘土、砾岩及三叠系下统和尚沟组泥岩。

2 湿喷混凝土配合比设计

2.1 南干渠隧道湿喷混凝土配合比设计

为使湿喷混凝土在强度、回弹、一次喷射厚度等方面达到理想的效果，解决南干渠隧道喷射支护技术难题，本研究结合实验室试验根据南干渠隧道喷射混凝土施工的特殊要求，作了三组对比试验。

表1 湿喷混凝土配合比统计表

2.2 南干渠隧道湿喷混凝土配合比试验研究

（1）抗压强度。通过对现场喷射混凝土钻芯取样和现场大版取样强度数据进行统计，在抗压强度指标上，配比C 明显优于A、B 两种配比的混凝土。统计结果如表2。

（2）回弹率情况。通过现场对各配比混凝土进行回弹量收集称量，分别对拱顶和边墙进行统计，结果C 配比的混凝土综合回弹量降到10%以下，喷射工作效率大大提高，三种配合比下湿喷混凝土的回弹量统计情况如表3：

表2 喷射混凝土抗压强度

表3 三种配合比现场试验回弹率统计

3 混凝土施工技术要点

3.1 施工准备

施工前，首先要检查要喷涂的隧道开挖剖面是否符合设计要求。测量人员应测量已发射的围岩的基本尺寸，对挖出的部分进行补偿，敲击以找到顶部，除去浮石，并使用高压水或高压风清洗岩石表面以及周围的岩石。其次，检查湿喷涂机是否正常工作。湿式喷涂机运输到工作表面后，便会通电以进行无负荷运行。检查电源是否正确安装，湿喷机管道是否安装到位以及施工人员是否在位。

3.2 供风

供气必须将集中供气的高压空气通过风管传递到混凝土喷涂机。湿式喷涂机中的混凝土在压缩空气的推动下被输送到喷嘴部分，然后以较高的速度喷涂在喷涂表面上。在喷涂过程中，混凝土受到冲击并压实以形成致密混凝土。通常将风压控制在0.4-0.6MPA 的范围内，以避免由于过大的风压和厚的骨料撞击周围的岩石而反弹，或者厚的骨料不能冲入砂浆层而掉落。最佳的风压是混凝土的抗张强度低、易附着、表面湿润有光泽等。

3.3 混凝如制备及运输

混凝土制备在拌合站内制备。水泥应优先选用硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥，强度等级为C25，粗集料宜选用符合要求的碎石，其粒径为5-10mm，细骨料采用坚硬耐久的机制砂。罐车在装混凝土前应反转，将罐内残留水卸完，以免加大塌落度，降低混凝土强度。

3.4 湿喷作业

从隧道的底部一直向上喷射混凝土，以防止清洗后的岩石表面的弹跳材料受到污染。喷涂时，喷嘴距离岩石表面约1.0m，并严格按照风压要求进行喷涂。混凝土分配管快速凝固剂，当喷涂臂的方向改变方向时，不会在输送管中引起急转弯或其他困难现象，从而导致管堵塞或不均匀排放，和快速固化剂破损。

4 质量控制要点

4.1 喷头移动方式

在喷涂过程中，喷涂机应根据周围岩石的具体情况，以低速使用图8，S 或螺旋线，以确保混凝土桩在离开前达到一定厚度，然后逐渐膨胀，总之，要保证混凝土表面光滑、平整。

4.2 回弹量调整

喷涂的混凝土表面与钢棒碰撞后，岩石表面即骨料颗粒，掉落的混凝土就是回收量，水泥量，钢带量，骨料大小，喷涂角度，湿式清漆机的气味和水灰比等弹簧的回弹量会受到影响，通常在初次注射时，回弹量会很大，在形成塑料层后，由于植入了厚的骨料，回弹量会减少。

4.3 喷射机及距离

在喷涂过程中，喷嘴应垂直于岩石表面。在侧壁喷涂过程中，要在较厚的混凝土顶部喷涂混凝土，喷嘴最好向下倾斜约10 度，顶部喷涂应基于直径方向。如果喷涂表面被钢棒或格栅覆盖，则应适当切割喷涂头，同时要防止角度太小而导致混凝土材料滚动到喷涂表面上。喷涂并增加波浪形喷涂表面生成过程中的恢复量，根据最小返回量设计最高强度来设计喷涂距离。

4.4 速凝添加剂

将促进剂添加到注入部位，并且添加剂的量控制在水泥量的约3-5%。加入过多的促进剂会降低混凝土的强度，而加入过多的促进剂会导致喷涂的混凝土碎裂，导致过度开裂。

5 结语

喷射混凝土施工的质量控制应控制各种原料和混凝土搅拌机的数量，并在完全符合施工过程的前提下进行施工和质量控制，并有效地保护所形成的混凝土。实现其结构支撑和结构防水功能，并最终体现出较高的抗早期性，防水性能好，建筑粉尘少，适应性广的优点。