隧道初支湿喷混凝土质量控制

彭康

中国建筑第八工程局有限公司   四川 成都610000

  摘 要：随着当前交通事业的发展，隧道工程在促进交通方面发挥着越来越重要的作用，在隧道工程中，初期支护喷射混凝土施工至关重要，是隧道施工的关键工序，同时也是质量安全控制的重点。但是在实际隧道初支喷射混凝土施工中，仍旧有很多要注意的问题。因此，本文首先分析了隧道初支湿喷混凝土技术的特点，其次在此基础上深入探讨了加强隧道初支湿喷混凝土质量控制的一些措施，希望能够为今后的隧道初期支护施工提供参考。

  关键词：隧道；初期支护；湿喷；混凝土；施工质量

引言：隧道施工存在很大的安全风险，为了保障隧道施工的质量安全，因根据设计图纸、施工方案、验收规范和相关技术规程的要求严格规范隧道施工每一个步骤，努力提高隧道施工的质量管理水平。隧道的初期支护工作在整个隧道施工中有着很重要的地位，是整个隧道施工的重点、难点。所谓的初期支护就是为了控制围岩应力适量释放以及变形、防止坍塌，在隧道开挖后马上施作并作为永久承载一部分的结构层，一旦该措施施工完成，就能够显著增加结构的安全度，后期也能够方便施工。通常在隧道的初期支护工作中采用湿喷混凝土技术不仅可以迅速封闭围岩，还能通过喷射混凝土来填补强围岩、覆盖围岩表面、阻止围岩松动，可以在第一时间对围岩形成封闭，同时也能够防止围岩周围其他岩体发生松动进而真正有利于避免围岩因为长时间裸露而被水化、风化、崩塌。

1关于隧道初支湿喷混凝土技术的特点

  隧道初支湿喷混凝土技术是把湿喷工艺作为依据来构建喷射混凝土质量保证体系的，大大改善了隧道施工作业环境，缩短喷射混凝土的作业循环。要想做好隧道初支湿喷混凝土的质量控制就要明确这种施工工艺的特点。隧道初支湿喷混凝土技术的施工工艺比较简便、技术完善，但是操作性很强；施工过程中要合理控制湿喷混凝土的施工质量，使之能够满足设计的要求以及验收标准的要求；湿喷混凝土在进行喷射的时候，是将拌好的混凝土通过湿喷机利用高压风将混凝土拌和料打散 后由管道输送到喷嘴，再与液体速凝剂混合后被喷至受喷面，其喷射过程中粉尘以及回弹都比较小，对人体伤害小，符合施工环境健康的要求。但是隧道初支湿喷混凝土技术的缺点也存在，即是其对湿喷机械的要求是比较高的，尤其是在机械故障排除以及机械清洗方面比较有困难。只有深刻认识到隧道初支湿喷混凝土技术的这些特点，才能深入探讨隧道初支湿喷混凝土技术的质量控制。

2加强隧道初支湿喷混凝土质量控制的措施

2.1混凝土原材料、配合比的要求

喷射混凝土配合比设计根据设计使用年限、环境条件和施工工艺等要求进行配合比设计并应符合设计要求，同时需根据现场实际情况进行可喷性工艺试验，确定喷射混凝土速凝剂掺量。建议喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥（原因是含有较多的铝酸三钙和硅酸三钙，凝结时间快，其与速凝剂的相容性好，掺速凝剂后能速凝、快硬、后期强度较高），必要时可采用特种水泥，喷射混凝土所用细骨料细度模数应大于2.5（保证喷射混凝土的强度和减少喷射混凝土的回弹率及混凝土硬化后的收缩） ，含泥量应不大于3%，泥块含量应不大于0.5% 喷射混凝土所用粗骨料最大粒径不宜大于16 mm ，当使用短纤维时，最大粒径不宜大于 10 mm ，并宜采用连续粒级，速凝剂应采用质量稳定的产品，其与水泥应有良好的相容性，性能指标应符合相关标准的规定，喷射混凝土可根据需要掺入其他外加剂，其掺量通过试验确定。其水胶比不应大于0.50，胶凝材料用量不应小于400kg/m³，可适量掺入粉煤灰有助于提高后期强度；对同强度等级、同性能的喷射混凝土进行一次混凝土配合比选定试验，当使用的原材料、施工工艺发生变化时，应重新进行配合比选定试验。同材料、同配比、同工艺每500㎡留置试件一次，至少留置试件2组。喷射混凝土强度检查试件制作方法采用喷大板切割法，当对强度有怀疑时，也可采用钻孔取芯法。

2.2要落实施工前的检查与准备工作

  湿喷机应架设在围岩稳定的地段，保持路线通畅，有利于混凝土的供应。湿喷机在未上料之前，检查机具设备和风、水、电等管线路，然后进行试运转，开启高压水、高压风。如检查系统压力是否满足要求、混凝土缸是否磨损、S管的连接、硬管和软管的管路质量、混流器清理是否彻底、管路的密封情况、筛网的网孔尺寸。当试运转时出现故障，相关工作人员就要及时去排除故障，只有机具调试好后才能进行喷射作业。在机具就位检查后，还要对所要喷射的岩面进行检查，测量所喷射围岩的基本尺寸，对于欠挖的地方要补凿，清除浮石以及敲帮找顶，并利用高压气或者高压水清除所要喷射岩面的泥污、细岩渣以及灰尘等；钢架、钢筋网片和锚杆位置准确，安装牢固；现场有渗漏水的地方，尽快查明漏水的地方，采用合理的排水措施进行排水。

2.3严格按照隧道初支湿喷混凝土技术进行操作

  喷射混凝土宜采用强制式搅拌机搅拌，起搅拌时间应不小于2min，当掺用纤维时，其搅拌时间应通过现场匀质性试验确定；喷射混凝土拌和物宜随拌随用，停放时间不得大于30min，在运输、存放过程中不得淋雨、浸水及混入杂物；在进行喷射混凝土的时候，要严格按照相关施工工艺分段、分片，并由下向上依次进行，每段长度不宜大于6m。当岩面有较大凹洼时应先将凹洼处喷平。喷在岩面上的混凝土表面应无滑移下坠现象。一次喷射厚度可根据喷射部位经现场试验确定。喷射作业应变换喷嘴喷射角度和与受喷面的距离，将钢架、钢筋网背后喷填密实，必要时应在钢架和初期支护后注浆填充；喷嘴宜与喷射面垂直，其间距宜为0.6-0.8m,喷嘴应连续、缓慢作横向环形移动（喷射混凝土时风嘴千万不要对人，以免射伤人），喷层厚度应均匀。分层喷射时,后层混凝土应在前层混凝土终凝1h后，先用风、水清洗喷层表面后再喷射。喷射过程中应检查混凝土的回弹率，喷射混凝土的回弹率侧壁应不大于15% ，拱部应不大于 25%，喷射混凝土回弹物严禁重新用于喷射。喷射作业的环境温度不得低于5℃；喷射混凝土作业区内应具有良好通风和照明条件。喷射作业时粉尘含量不得大2mg/m³。喷射作业完成后应及时进行厚度检测（采用埋钉法；或在喷射混凝土8h后用钢轩凿孔检查，若混凝土与围岩的颜色相近不易区别时，可用酚酞试液涂抹孔壁，呈现红色者为混凝土厚度），检查点数的90%及以上应大于设计厚度，不符合要求要及时补喷。

2.4喷射混凝土后要对混凝土表面进行整平

  隧道初支湿喷混凝土的质量控制要求表面密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗水，在喷射混凝土后要对混凝土表面进行整平。喷射后对混凝土表面进行整平有利于提高其结构强度、耐久性和外观质量。对喷射后的混凝土表面进行整平，不适宜采用振动整平，这是因为振动整平不利于混凝土与拱架和钢筋网片间的粘结，使之容易产生裂缝；建议使用刮刀把多余的混凝土刮掉，然后用抹灰浆或者喷浆将其整平。

2.5喷射混凝土应加强养护

养护是喷射混凝土施工中的关键内容。在正常养护条件下，由于胶凝材料的不断水化，混凝土的强度会随着时间的推移而增加，水化反应的速度取决于环境温度和湿度；由于经常爆破通风，隧道内温度较高，喷浆周围空气比较干燥；混凝土的水化热提高了混凝土内部的温度，导致表面水分迅速蒸发。喷射混凝土的收缩变形比现浇棍凝土大，主要原因是喷射混凝土中细粒料的成分较多、水泥用量较大且含有速凝剂。为使水泥充分水化，减少或防止混凝土的不正常收缩裂缝。喷射混凝土终凝 2h 后，应及时采取有效措施进行养护，养护时间不应少于5h。

3结语

综上所述，喷射混凝土在隧道初期支护过程中发挥着重要作用，其技术是工艺比较成熟、施工质量容易控制、操作便捷以及技术可靠的。因为隧道初支湿喷混凝土技术具有环境保护、作业条件、人员职业健康等方面的优势，所以它得到了广泛的应用；但是其也有其自身的缺陷，比如其对喷射的机械要求比较高，尤其是在机械清洗以及机械故障处理方面。面对其不足之处，还需要对其进行深入的研究并不断优化。隧道初支湿喷混凝土的质量控制应该贯穿与隧道初支湿喷混凝土的全过程，要做好每一个步骤，把控好每一个步骤的质量。为后续的隧道工程施工打下坚实的基础。

        参考文献：

[1]Q/CR 9604-2015 高速铁路隧道工程施工技术规程

[2]TB10424-2018    铁路混凝土工程施工质量验收标准

[3]Q/CR 9207-2017铁路混凝土工程施工技术规程

作者简介

彭康（1992-），男，四川省成都市人，民 族：汉 职称：工程师，学历：大学本科。研究方向：高速铁路工程。