公路隧道施工中喷射混凝土施工技术研究

李 超

(中铁十六局集团第五工程有限公司，河北 唐山 063030)

喷射混凝土施工技术是借助特定设备将混凝土喷射至公路隧道的围岩之上，便于能够对隧道结构予以有效地保护和支撑。因此，在公路隧道施工中运用喷射混凝土施工技术显得尤为重要，如何将喷射混凝土施工技术在公路隧道施工中予以有效开展也成为当下业内必须予以重视的内容。

1 重视准备工作，提供充分基础

在喷射混凝土施工技术中，准备工作主要包括支护、清理以及材料三个方面内容。其中支护能够对公路隧道中的围岩予以有效保护，是后续施工的基本保障，而且，支护程度不同也会对喷射混凝土施工质量产生较大影响。例如，德阳中江至遂宁高速公路通家庙隧道工程长425.5m，洞口线间距约9～16m，洞身段线间距约16m，采用小净距布线，隧道设计按照小净距进行结构加强以及对中夹岩柱进行加固。同时隧道进口段上覆可塑状粉质黏土，稳定性较差，洞身围岩主要为中风化砂岩；强风化带岩层破碎，节理，裂隙发育，岩体破碎，呈散体状结构，稳定性差，还容易引发喷射厚度不足或超标等降低施工质量的情况。在喷射混凝土施工中，可用于施工的材料主要包含水泥、骨料以及速凝剂等。不同的材料在规格和质量方面也各有差异。速凝剂需要根据具体情况予以选择，通常能够在添加后保证初凝和终凝时间符合标准即可，即速凝剂的初凝时间小于5min，终凝时间小于10min。至于混凝土的搅拌与运输在实际施工中也需要予以充分明确，通常情况下，混凝土的搅拌使用自动计量搅拌站完成，合理控制搅拌时间，还要对搅拌过程中的材料配比误差予以控制，水泥、骨料的误差要分别控制在1%以内和3%以内[1]。通过现场试验，喷射混凝土的配合比按照表1中的数据进行施工，质量较好。

表1 喷射混凝土配合比

2 明确具体环节，开展有序施工

2.1 设备运用

运用设备前需要明确喷射混凝土设备使用的操作方法，即送风是喷射混凝土设备的首要操作，也是最重要的部分，只有设备开始送风，才能向设备内添加混凝土材料，至于速凝剂应当在材料达到设备喷射口处时才可添加，否则会让混凝土提前凝固影响设备使用。在该环节中，操作人员需要注意对风压予以合理地控制，通常情况下，喷射混凝土送风压力为0.22～0.3MPa，如果未能在该范围内，将会严重影响喷射质量，也就是风压过大时，材料无法与围岩表面进行合理地接触，会在压力的作用下产生回弹问题。反之，风压无法将混凝土合理喷射出去，极易堵塞喷射口，导致无法完成正常施工。另一方面，设备进料过程中要注意保证操作的连贯性，避免因操作停顿促使喷射后的围岩表面产生缝隙，若骨料粒级差别较大，可以加入过滤装置，防止混入不规则材料影响施工质量。

2.2 喷射工艺

喷射工艺是喷射混凝土施工中的核心内容，主要包括喷射角度、距离、顺序和方法等。喷射角度为设备喷射混凝土时，喷口必须与围岩面保持垂直，才能保证施工质量。若喷射处存在支护设施时，需要根据实际情况调整喷射角度。喷射距离以喷射口为基准，与围岩面的距离控制在80cm～120cm之间,至于喷射过程中要注意喷射方式应以水平方向环形旋转作业，旋转半径需要控制在30cm左右，每次执行充分喷射时应控制好速度，确保喷射后材料能够与围岩表面形成良好接触，不会产生掉落或滴落情况后方可重复执行。喷射顺序也是喷射混凝土施工技术必须予以重视的方面，通常条件下需遵循先墙后拱、分段分片以及自上而下的原则，只有按照顺序要求才能避免因重复喷射、漏喷等问题影响后续施工环节[2]。尽管喷射顺序方面予以了明确的要求，但是由于不同工程的施工环境存在差异，喷射环节也必须要做出调整，比如采取分段分片原则施工时，分片喷射需要控制宽度在2m以内。施工过程中采取的主要喷射方法为分层喷射，至于每层喷射的厚度也存在较大差异，例如，在拱形公路隧道中，边墙喷射厚度为5～7cm，拱部为是3～4cm。按照喷射施工混凝土配合进行施工，结果如图1所示。

图1 速凝剂添加量与喷入阻力和抗压强度的关系

3 提高质量控制，保证施工质量

3.1 喷射间隔与养护

由于喷射混凝土施工过程中采取分层喷射的方式，开展下一层施工时必然会存在时间间隔问题，若该方面得不到有效地解决，会严重影响喷射施工质量。控制喷射间隔，需要以混凝土材料质量和配比为依据，比如，若选择喷射碳酸钠混凝剂成分的混凝土，必须要考虑其材料结构质量因素，延长喷射间隔至30min后才可喷射下一层，否则施工质量会严重降低。养护环节需要在材料完全凝固后方可开展，因为不同工程对混凝土材料中水泥、骨料等配比的要求存在差异，也会受施工环境的影响。所以，在混凝土进入终凝阶段后必须要进行养护，才能减少喷射后产生裂痕问题的情况。

3.2 控制喷射厚度

喷射厚度在施工环节中极其重要，不仅能够保证工程整体强度，也对公路隧道的整体质量产生影响。在实际喷射混凝土施工过程中，容易引发喷射厚度不均问题的情况下相对较多。比如，通家庙隧道洞身顶部山体植被较发育，自然坡度15～35°，地形起伏较大。自然坡体表层主要为残坡积层，厚度较薄。隧道洞身段围岩主要为中风化砂岩，中风化砂质泥岩夹砂岩；地下水主要为基岩裂隙水，受补给影响，水量较小，施工时以点滴状出水为主，雨季可能淋雨状出水；洞身围岩为Ⅴ～Ⅳ级围岩，围岩自稳能力一般，隧道施工时破碎岩块沿破裂面易产生、掉块，洞壁岩体有剥离或掉块现象，新生裂缝较多，拱部无支护时可产生小范围坍塌，侧壁有时会失去稳定。这种情况下危石未能被及时处理，导致围岩表面不平整。或者施工时，破碎岩块沿破裂面易产生掉块、冒顶，顶板易沿层面剥落,侧壁经常小坍塌，对于这类问题，应当以控制好混凝土材料质量为基础，在施工时及时支护，建议遵循“早进洞，晚出洞”的原则，确保边坡及仰坡的稳定。要求施工人员在喷射过程中能够及时发现会引起喷射厚度问题的位置，并在正常喷射工序完成后及时进行补喷，若是存在突出位置要及时剔除该部分，避免凝固后影响整体质量[3]。

4 结 语

综上所述，由于公路隧道施工会受到诸多因素限制，为了能够为实际施工提供便利，重视喷射混凝土施工技术极为重要，还应当在实际施工中将重视准备工作、明确具体环节、提高质量控制予以合理运用，确保喷射混凝土施工技术能够充分发挥作用，从根本上保证公路隧道施工质量。