湿喷混凝土技术在高铁隧道施工中的应用

王友杭

中铁十局集团第一工程有限公司

摘要：湿喷混凝土施工方法因其卓越的施工效率、优良的质量保证以及显著的成本节省效益，在高铁隧道建设领域得到了广泛应用。为了最大化这一技术的效益，关键在于深入理解并精准执行湿喷混凝土的施工策略及其所带来的影响。唯有如此，方能在实际操作中实现其潜能并确保施工效果的最优。

关键词：湿喷混凝土技术；高铁隧道；施工；应用

1高铁隧道施工中的湿喷混凝土施工技术特征

湿喷混凝土的施工工艺，就是根据有关的规定，将水泥、砂、石及添加剂等按规定的比例均匀地混合，并将其搅拌成型，通过泵或压缩气体将其送到岩体或构筑物的表面，从而达到对岩体或构筑物的加固目的。喷射混凝土的密实度和整体性的控制，与传统的混凝土振捣密实机理有很大的不同，它是以高速射流为基础的，其整体密实度与射流挤密关系密切。喷射混凝土的施工过程相对简单，省去了传统的混凝土模板、浇筑和拆除模板等步骤，大大提高了施工的效率，并且它的密实度、强度和抗渗性都比一般的混凝土要好。其主要功能有：（1）充填暴露节理、裂隙，提高岩体的整体强度与稳定性。(2) 混凝土是大范围、稳定接触围岩的最好的支撑形式。(3)利用界面粘着力和剪切力，将施加在喷注混凝土上的外部力传递给围岩，从而防止出现坍塌，并在围岩附近形成封闭的承压圈；这样就可以分担一些围岩的应力。(4)采用填筑体内凹的方法，防止应力集中，加固软弱层，并将土压力转移到钢架、锚固件上；在开挖作业结束后，要及时进行回填，防止围岩发生风化。

2湿喷混凝土的运用

采用湿喷混凝土施工工艺，能有效地改善表层结构的稳定与强度，从而最大限度地增强隧道的安全性与稳固性。该工艺对大面积、坚固的围岩支护十分有效。在喷注时，通过聚合形成的应力承载圈为巷道围岩提供了可靠的保证，实现了巷道围岩应力的平稳释放，从而有效地防止了围岩坍塌、垮落的危险。它能有效地阻止岩石的风化，并能加速隧洞的内凹式充填，大大提高了隧洞的围岩稳定性。

3湿喷混凝土施工工艺

3.1施工准备

采用截面检测仪作为主要手段，对整个工程进行了全面的测试，从而更加全面地了解了工程的实际状况。如果出现了局部的欠挖量，必须采取相应的措施进行治理。由于地质等原因，局部地段出现了超挖现象，建议在该处布置双层钢筋网清除松散岩体。加强对建筑机械的巡视，如湿喷作业等。在喷涂过程中，应注意喷涂层的厚度，以便对产品进行质量控制。在有水渗漏较严重的地区，要加大防渗处理力度，以最大限度地减小水对工程的影响。

3.2供风

通风是湿喷混凝土施工的一个关键步骤，它是利用空气压缩机来压缩空气，然后将其储存在储罐中。被压缩的空气通过管道进入到喷射机中，为喷射机提供源源不断的动力，从而确保了水泥能够源源不断地向喷射机的喷嘴输送。随后，水泥被喷射到了需要喷洒的地方。在喷射过程中，由于高速的喷射，使得水泥、集料受到强烈的撞击，并持续压缩，最终形成合格的混凝土。在吹气之前，应先打开定量泵，以确保喷射孔不会因混凝土压力过大而堵塞。在启动空气供给之后，要对喷射的气压进行不断调整，确保执行时的气压在0.3-0.5 MPa之间，以免由于气压过高，使粗骨料在喷出的时候出现反弹，或由于气压过低，小骨料无法到达砂浆层而脱落。最好的风荷载条件是：混凝土表面湿滑，回弹极少；

3.3混合料制备

拌合料的配制质量对最后的工程质量有很大的影响，在实际的拌合中，要按一定的次序进行配料，在选择水泥时，推荐使用的水泥以普通硅酸盐、盐酸水泥为主；混凝土强度等级宜大于32.5，粗骨料选用中细集料，粒度控制在15 mm以内，骨料级配宜采用连续级配；细集料以细集料为宜，具有较强的抗拉强度和耐久性能，模数大于2.5，砂率一般为45%-55%。同时，如果需要添加适量的外加剂，则要保证它与混凝土、围岩之间的粘结不受影响，对混凝土和钢筋没有腐蚀性，具有绿色环保的效果。为使混合料的混合均匀，需维持2分钟以上，以避免分散不均，但不宜超过4分钟；防止对泵送药剂的性能产生扰动，从而影响到混凝土的搅拌质量。

3.4喷射顺序及时间间隔

按照先墙后拱的次序依次进行喷浆，并由高到低依次进行，纵向间隔3-4米为一个断面，每块断面的宽度均为2米（可视具体条件进行适当调节）。每块喷淋由下而上，如遇有坑坑，则要加大喷浆频率，将这一部位填平。在喷涂过程中，在遇到凸凹处时，应严格控制喷头的位姿，使其呈螺旋状缓慢运动，并根据曲面的平滑程度进行单次喷涂。在保证上一层喷涂质量的同时，尽量减少相邻两层之间的搭接时间，不然很容易造成层间粘结不牢，很难形成整体结构。

3.5湿喷作业

从已完成的高速铁路隧道湿喷混凝土工程实践来看，在潮湿、洁净的岩石表面，混凝土与其紧密结合效果最佳。所以，在施工之前，必须先用高压水炮对掌子面进行清理，以保证掌子面的湿润度及清洁度符合施工的需要。在清除岩体表层后，按由下至上的顺序进行混凝土喷浆工作，从而有效地避免了喷浆时对干净的岩面造成污染。施工中，施工人员对喷咀与岩面的间距要严格控制，一般在1.0米左右。同时，要对喷淋的风压进行控制，对输送混凝土的管路进行清洗，以防止施工人员更换喷涂方向后造成管路堵塞。喷雾速率要尽可能的连续，均匀，均匀，并保证料仓内有一定数量的混合物。及时清除振动筛内的大颗粒、杂物，确保其工作的一致性、一致性和稳定性。第一层喷涂应具有适度的厚度。在施工中，应根据工程的水文地质条件和具体的岩体类型，避免初期喷浆厚度太大或初期喷浆厚度太小，导致胶结强度不稳定。通常，初始喷膜层的厚度为4-5厘米。

3.6整平与养护

在喷浆工作结束后，对混凝土进行自然整平，有利于确保其总体结构的强度和耐久性，并对其进行震动整平；但是，天然平坦的混凝土表面比较粗糙，不利于混凝土和钢筋的良好结合，在混凝土中产生裂纹，从而降低了混凝土的强度和耐久性。对随后的二衬施工不利，因此，在混凝土初凝后，要用刮削机清除多余的混凝土，采用涂抹找平的方法进行整平。由于湿喷混凝土浇筑后，表面会出现凹凸不平的情况，因此，做好湿润式喷射混凝土的养护，既能有效地确保水泥充分水化，又能避免出现不正常的收缩开裂现象。养护期为10天以上，在低温季节，为避免混凝土因冻融而大面积剥落，需将其温度维持在0℃以上。

4质量控制

(1)对原料的质量进行管理。由于使用的混凝土的特性，对湿喷混凝土的施工质量有很大的影响，因此，必须对各种原材料进行质量管理。本试验采用的水泥用量较大，选用普通硅酸盐水泥为宜，可加入一定数量的速凝剂，以加快凝固速率，有效减小收缩量。对砂石料而言，其主要控制指标是含泥量，一般不大于3%，细度模数不大于2.6。集料选用砂石料。(2)配料的调控。在保证各种原材料的质量符合要求的情况下，按一定比例拌制，才能生产出高性能的混凝土。在配合比的控制中，首先要考虑的是合理的水泥掺量，如果掺入太多，将导致混凝土的硬化和收缩加剧。如果掺入量太小，则会使混凝土产生显著的回弹。结合工程实际，结合工程实际，提出了以390 kg/m3为宜的水泥用量。砂子的加入量应控制在总掺入量的50%左右。水泥砂浆的水灰比控制在0.4-0.45之间，这样可以有效地降低水泥表面的灰尘含量，从而使混凝土的表面平整。(3) 回弹量的控制.回弹量不能超过20%，在施工过程中要对喷头的角度和喷头的距离进行控制，保证喷头和喷头的位置是垂直的，一般在0.7-1.3米之间。加强气压控制，气压比气压要高，可以适当增加水压。

5结论

将湿喷混凝土用于高速铁路隧道，既能有效解决目前高速铁路隧道干喷式喷射混凝土面临的技术瓶颈，又能保障高速铁路隧道的安全建设，积累了丰富的工程实践经验。同时，采用湿喷法进行施工，具有生产率高、工序少、质量稳定、可靠性好的特点；对于保障建筑工人的身体健康，增加经济效益，具有明显的优越性。为了确保湿喷法在高速铁路隧道施工中取得较好的效果，必须掌握其施工特点，掌握其施工技术要点；通过对各个阶段的质量控制，确保了隧道工程的质量。

参考文献：

[1]林春.湿喷混凝土技术在隧道施工中的应用[J].交通世界,2022(20):123-124.

[2]刘何.湿喷混凝土在高铁隧道施工中的应用[J].四川水泥,2022(7):45.

[3]史甲.高铁隧道施工中湿喷混凝土的应用与施工技术分析[J].建筑技术开发,2022,45(18):37-38.

[4]冷鑫.隧道施工中挂模湿喷混凝土技术的应用研究[J].河南建材,2023(2):43-44.