高铁隧道施工中的湿喷混凝土施工技术分析

吴诗尧

（中冶路桥建设有限公司，山东 济南 250014）

高铁隧道施工作为一项复杂性工作，湿喷混凝土可为隧道开挖支护创设良好的施工条件，全面保证隧道施工质量及安全性。但由于隧道实际施工过程中，施工现场条件较为复杂，易受外界因素干扰，影响项目施工质量及效率。因此，为进一步保障高铁隧道施工质量，需准确掌握其施工技术特征，做好施工技术要点把控，采取针对性质量控制措施，确保高铁隧道施工质量达标。

1 高铁隧道施工中的湿喷混凝土施工技术特征

湿喷混凝土施工技术主要是指按照相关要求，将一定比例的水泥、砂、石及外加剂进行均匀混合，搅拌形成混凝土，利用泵或压缩空气输送至岩石或结构物表面，促使岩石或结构整体实现加固目标。喷射混凝土密实度及整体性控制，与常规浇筑混凝土振捣密实原理存在较大差异性，喷射混凝土主要是依托高速射流密实，其整体密实程度与射流过程息息相关。喷射混凝土施工工艺较为简易，消除传统混凝土支模、浇筑及拆除模板等环节，提高施工效率，且与常规混凝土相较具有良好的密实度，强度及抗渗性能优良。喷射混凝土的主要作用体现在以下几方面：（1）充分充盈外露节理和裂隙，增强围岩整体强度和稳定性；（2）混凝土作为与围岩大面积、稳固性接触最佳支护方式；（3）通过接触面附着力和剪力，作用于喷射混凝土上的外力分散至围岩上，以此避免局部掉块，在隧道壁面周围形成一个闭合承载环，以此分担围岩部分应力；（4）填平围岩凹面，避免应力过于集中，加强软弱层，将土压传递至钢支撑和锚杆，开挖工作完成后应立即将避免完成覆盖，以免围岩出现风化。

2 高铁隧道施工中的湿喷混凝土施工技术要点

2.1 施工准备

施工准备工作是湿喷混凝土施工基础保障，需按照相关要求，结合施工现场实际状况完成施工准备工作，检查风压系统稳定性是否满足要求，电源供电是否可靠，施工人员是否到位，并在正式实施喷湿工作之前，应将设备进行空转运行，以此检查进料口是否安设稳固；准确测量围岩基本尺寸，保证隧道洞外轮廓光滑度，针对欠挖部位需及时补凿，并将浮石予以清除，随后利用高压水将待喷面异物及时清理；仔细查看隧道壁面是否存在渗漏水现象，若发现渗漏水区域，需及时采取相应的措施做好防水保护，较为干燥区域内实际喷射之前，应适当喷洒水分，确保具有一定湿度，增强岩面黏结力。

2.2 供风

供风作为湿喷混凝土施工中核心环节之一，主要将空压机压缩空气存储于存气罐内，通过风管进入混凝土喷射机，作为喷射机持续性驱动力，促使喷射机内混凝土持续性喷射至喷头部位，最终以高速度喷射于受喷面上。由于喷射过程中整体喷射速率较快，骨料与水泥受重复性冲击及压实，最终形成密实混凝土。正式送风之前需将计量泵开启，避免高压混凝土混合物将喷孔堵塞，送风过程中需不断优化调整喷射风压，通常具体工作过程中应控制在0.3～0.5Mpa，防止由于风压过大粗骨料喷射至喷面后回弹，以及过小骨料无法冲进砂浆层出现掉落现象，混凝土回弹量小、表面湿润光泽属于最佳风压。

2.3 混合料制备

混合料制备质量直接影响最终施工质量，混合土实际拌和过程中，应按照一定顺序完成材料拌和，水泥选取建议优先选用普通硅盐酸水泥，强度等级应超过32.5级，粗骨料应选取质地坚硬碎石，将其粒径控制不超过15mm，骨料级配应为连续级配，细骨料应选用中粗砂，保证其坚硬耐久性优良，模数应超过2.5，砂率通常控制在45%～55%。同时，材料混合料中若需加入一定剂量的外加剂，应确保其与混凝土和围岩黏结力不会造成干扰，对混凝土及钢材无腐蚀作用，具备绿色、环保成效。为保证混合物搅拌均匀性，应保持搅拌时间超过2min，防止混凝土分散缺乏均匀性，但也不建议超过4min，避免对泵送剂性能造成干扰，影响混凝土拌和质量。

2.4 湿喷作业

按照以往高铁隧道湿喷混凝土施工实践经验获知，清洁湿润的岩面与混凝土粘接具有良好的紧密性，所以正式实施喷射混凝土之前，需利用高压水将其隧道进行清洗完毕，保证其洁净度及湿度满足施工要求。待上述清洁工作完成后，可实施混凝土喷射工作，应从隧道底部自下向上操作，防止实际喷射过程中回填料将冲洗干净岩面污染；喷射过程中施工人员应控制喷嘴与岩面实际距离，通常保持在1.0m左右，严控喷射风压，实时梳理混凝土输料管，防止施工人员变更喷射方向时输料管内出现堵塞现象；喷射速率应保持均匀、连续，始终保持料斗内部具有一定剂量的混合料，及时清理振动筛上大骨料及杂物，确保喷射工作具有稳定性、均匀性。同时，应控制喷射初层实际厚度，按照围岩实际类别和水文地质状况确定，以免初始喷层过薄骨料黏结缺乏一定的稳固性，亦或喷射厚度过大重量超出内部混凝土凝聚力，通常将其厚度控制在4～5cm；喷射过程中施工人员应主喷面保持垂直，料束与手喷面垂线夹角控制在0～15o内，防止实际喷射角度过大混凝土在喷面上出现凹凸不平质量缺陷，同时会增加回弹量，进而对混凝土喷射强度造成影响。此外，在布设盲管部位应与盲管喷射喷面正对，以此保证其后部形成透水空隙，并与垂直方向形成一定小角度，以此确保后面混凝土喷射更具密实度。湿喷施工工艺中通常一次喷射厚度应保持在4～5cm，二次厚度可达到10cm，进行分层喷射时需科学、合理选取时间间隔，并正式实施二次喷射之前，在受喷面喷洒适量水，保证其湿度满足施工要求，保证两层混凝土间拥有良好的黏结。

2.5 整平与养护

待喷射工作完成后，混凝土实施自然整平，有助于不保证其整体结构强度及持久性，对其进行振动平整，影响混凝土与钢筋间良好衔接，并在混凝土内部形成裂缝，影响其自身强度及耐久性，但由于自然平整混凝土表面较为粗糙，不利于后续二衬施工，所以应在混凝土初凝后，利用刮刀将多余混凝土去除，通过抹灰找平方式完成整平工作。湿喷混凝土施工完成后存在粗糙的表面，所以对其进行良好的养护十分关键，不仅可有效保证水泥充分水化，规避混凝土形成异常收缩裂缝，养护时间应超过10天，气温较低季节应保持其温度控制在0oC以上，防止混凝土受冻融化后出现大范围脱落现象。

3 高铁隧道施工中的湿喷混凝土施工质量控制措施

高铁隧道施工中湿喷混凝土施工质量，直接影响最终施工成效，需采取针对性解决措施，保证施工质量达标，做好各细节工作，主要体现在以下几方面。

（1）喷头移动方式。喷射过程中调整移动喷头应遵循因地制宜原则，应将横、竖条交叉使用，保证混凝土达到一定厚度之后离开，循序渐进扩大喷射面积。同时，应遵循一定先下后上喷射顺序，喷射过程中针对凹凸不平现象，需将凹出填充平整之后调整喷头，喷射长度每次应控制在3～4m，保证最终喷射混凝土面具有一定的光滑度。

（2）回弹量调整。回弹主要是指混凝土喷射面由于与岩面、钢筋等相互摩擦、碰撞等从喷面上掉下拌合物，其回弹量与多个因素密切相关，不仅包含喷射位置、空气压力，而且涉及水泥用量、水灰比等。通常初期回弹量较大，逐渐形成塑性层后骨料嵌入难度较低，回弹量较少，所以需控制实际喷层厚度，不宜小于4cm，同时回填料掉落于地面上，含有一定的杂质，无法进行收集回收利用。

（3）喷射角度及距离控制。喷射过程中施工人员应需喷面保持垂直，边墙喷射应将喷嘴向下10oC,便于混凝土喷射于厚度较大的顶端，顶部建议以直径方向进行喷射，如受喷面覆盖存在钢筋等，应适当将喷头进行倾斜，不能小于70o，规避其间角度过小知识混凝土物料在受喷面上滚动，形成一定波形喷面同时，增加实际回弹量。喷射距离取决于最小回填量和最高强度，一般喷射距离控制在0.6～1.2m为宜，喷嘴部位空气压力应保持在0.3～0.5MPa。

4 结语

湿喷混凝土施工技术在高铁隧道中应用，不仅有效解决干喷混凝土存在的瓶颈，而且为高铁隧道施工提供安全施工保证，获取良好的施工实践经验。同时，湿喷施工方式生产效率高，施工操作程序少，混凝土质量稳定可靠，对保护施工人员身体健康、提高经济效益具有显著优势。因此，为保证湿喷施工工艺在高铁隧道施工中具有良好的应用成效，需掌握其施工特征，把握施工技术要点，做好各施工环节质量控制措施，保证隧道施工质量。