隧道噴射混凝土施工的質(zhì)量控制

趙威++昌曉寧

[摘 要]噴射混凝土是隧道工程中復(fù)合襯砌普遍采用的結(jié)構(gòu)材料，它的質(zhì)量好壞直接影響到整個(gè)隧道的結(jié)構(gòu)受力、安全防護(hù)及耐久性。因此，對隧道中噴射混凝土施工質(zhì)量的控制，有利于更好的滿足隧道工程的技術(shù)特點(diǎn)。本文介紹了施工原材料的控制與噴射擊混凝土配合比的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)的措施，不斷提高隧道的施工質(zhì)量，才能更好地保證整個(gè)工程的質(zhì)量，同時(shí)也能更好的促進(jìn)交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，也能更好的推動經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]隧道工程；噴射混凝土；質(zhì)量控制

中圖分類號：U455.481 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0182-01

1 噴射混凝土的作用

噴射混凝土是使用混凝土噴射機(jī)，按一定的混合程序?qū)接兴倌齽┑募?xì)石混凝土拌合料與高壓水混合，以適當(dāng)?shù)膲毫Ω咚賴娚涞綆r面并迅速凝固成一層水泥石的支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而對圍巖起到支護(hù)作用。噴射混凝土的作用可分成兩個(gè)階段；在水泥石形成過程中（初期階段），我們可以把噴射混凝土看作是柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，為水泥充分水化及圍巖變形應(yīng)力的釋放提供空間和時(shí)間；當(dāng)噴射混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，把鋼拱架、系統(tǒng)錨桿及噴射混凝土組成的支護(hù)體系看作剛性結(jié)構(gòu)，用來控制圍巖變形，達(dá)到保護(hù)和發(fā)揮圍巖自承能力的效果。

2 噴射混凝土施工質(zhì)量控制

噴射混凝土支護(hù)是隧道新奧法施工的重要工序，同時(shí)它也是復(fù)合式襯砌的第一道防水屏障，其施工質(zhì)量好壞對整個(gè)隧道施工安全和質(zhì)量都具有重要的意義。由于干噴具有粉塵大、回彈量大等缺點(diǎn)，隧道噴射混凝土支護(hù)宜采用濕噴技術(shù)，濕噴具有混凝土均勻性好、粉塵少、回彈率小等許多優(yōu)點(diǎn)，使用該種方法能夠顯著提高隧道錨噴支護(hù)質(zhì)量。然而在隧道施工過程中，噴射混凝土強(qiáng)度偏低的問題仍十分普遍，根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，影響噴射混凝土強(qiáng)度的因素主要包括；噴射混凝土養(yǎng)護(hù)不規(guī)范；噴射方法選擇不合理；回彈料沒得到有效控制；噴射機(jī)具性能還不夠高；噴射工業(yè)務(wù)能力偏低；原材料質(zhì)量出現(xiàn)問題等。為了提高噴射混凝土施工質(zhì)量和確保隧道工程建設(shè)質(zhì)量，通常按照以下幾個(gè)方面加以控制。

2.1 噴射混凝土強(qiáng)度控制

噴射混凝土的強(qiáng)度是一個(gè)反映噴射混凝土支護(hù)質(zhì)量全貌的指標(biāo)。噴射混凝土強(qiáng)度包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度等。在具體檢測中一般主要檢測噴射混凝土的抗壓強(qiáng)度，因?yàn)榭箟簭?qiáng)度是表示其物理力學(xué)性能和耐久性的一個(gè)綜合指標(biāo)。噴射混凝土的強(qiáng)度既受原材料質(zhì)量的影響，也受施工工藝和養(yǎng)護(hù)條件等的影響。

2.1.1原材料選擇

作為制備噴射混凝土的原材料，具有一般性，又具有特殊性，其特殊的地方在于，既要滿足噴射混凝土的施工工藝要求，又要符合隧道內(nèi)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及各種摻合物之間的相容性。

2.1.2配合比設(shè)計(jì)

良好的骨料級配能提高混凝土結(jié)構(gòu)的勻質(zhì)性和各部位強(qiáng)度的均衡性。合理的配合比是保證噴射混凝土施工質(zhì)量的前提。

2.1.3回彈量控制

相比干噴、濕噴及混合噴等噴射方式而言，濕噴能夠很好的控制混凝土的回彈量，且降低了作業(yè)環(huán)境中的粉塵濃度，混凝土密實(shí)性好。如果做到以下幾點(diǎn)，那么將會把噴射混凝土回彈量控制在合理范圍內(nèi)（邊墻<15%，拱部<25%）。

（1）合理的配合比設(shè)計(jì)。在滿足混凝土強(qiáng)度、耐久性前提下，混凝土的用水量不宜過小，碎石粒徑不宜過大。

（2）穩(wěn)定的風(fēng)壓、水壓。風(fēng)壓過大會造成噴射速度過快，反彈量增加，但混凝土密實(shí)性較高；風(fēng)壓過小，雖然可以減少回彈量，但混凝土密實(shí)性較差，影響混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性等。

（3）合適的噴射角度、距離及一次噴射厚度。這三點(diǎn)與噴射手的操作和經(jīng)驗(yàn)密不可分。

2.1.4養(yǎng)護(hù)

噴射混凝土施工后不久，混凝土內(nèi)部開始水化反應(yīng)，水分開始蒸發(fā)散失，散失的速度與其周圍空氣的溫度和相對濕度以及風(fēng)速有關(guān)。為使水化作用充分進(jìn)行，一般在噴射混凝土終凝2h后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，不少于14d，灑水頻率應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境諸多因素做適當(dāng)調(diào)整。由于經(jīng)常放炮和通風(fēng)不良導(dǎo)致隧道內(nèi)的溫度較高，噴射混凝土周圍的空氣相對來說比較干燥，加上混凝土的水化熱引起的混凝土內(nèi)部溫度較高，將使其表面水分很快就蒸發(fā)掉，進(jìn)而引起水泥石“毛細(xì)管”中水分繼續(xù)蒸發(fā)。噴射混凝土中水泥與水接觸的時(shí)間短且范圍有限，與普通的混凝土相比水泥水化的程度更低。噴射混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)保證噴射混凝土面潮濕，隧道內(nèi)對于側(cè)墻噴射混凝土可以采取覆蓋草袋、水泥袋、麻布片等，在其上澆水養(yǎng)護(hù)，保證覆蓋物濕潤即可。對于拱頂噴射混凝土可以采取定時(shí)噴射高壓水霧的方法，保證噴射混凝土面濕潤即可，不會影響洞內(nèi)的文明施工，還可以起到降塵的作用。

2.2 噴射混凝土厚度的控制

（1）噴射混凝土的厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和規(guī)范允許的誤差范圍。從施工現(xiàn)場的情況看，個(gè)別隧道存在噴射混凝土普遍偏薄的現(xiàn)象，這是有風(fēng)險(xiǎn)的。因?yàn)槌跗谥ёo(hù)將會和圍巖共同控制圍巖變形的釋放，保證下道工序施工安全和隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，是主要受力者。若噴射混凝土出現(xiàn)裂縫，原則上也應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)噴和采取其他補(bǔ)強(qiáng)措施，以控制圍巖變形在適度范疇，而不是任其釋放。

（2）在有鋼拱架作為初期支護(hù)的情況下，住在出現(xiàn)鋼拱架處噴層厚，兩鋼拱架間噴層薄，形成縱向波浪型。這種情況將會產(chǎn)生如下后果：①在圍巖變形較大或局部存在松動圍巖時(shí)，可能由于噴層厚度不夠，無法提供足夠抗力而導(dǎo)致噴層出現(xiàn)裂縫甚至掉塊；②在鋪設(shè)防水板后澆筑二次襯砌混凝土?xí)r，容易將防水板擠破，也可能在初期支護(hù)和二次襯砌間形成空洞區(qū)。要解決這個(gè)問題，重點(diǎn)應(yīng)放在噴射過程中，要求噴射手在全斷面螺旋噴射完成后及時(shí)對鋼拱架間行補(bǔ)噴。

（3）對局部噴射混凝土過厚的情況，在掛防水板前一定要將突出部分混凝土剔除。因?yàn)檫@種情況有可能頂破防水板，更有可能在初期支護(hù)和二次襯砌之間形成點(diǎn)接觸，造成局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致二次襯砌表面開裂。

2.3 噴射混凝土的技術(shù)水平

使用技術(shù)水平較高的噴射工，加強(qiáng)噴射混凝土施工時(shí)質(zhì)量控制。噴射工不得隨意更換，固定專人負(fù)責(zé)，技術(shù)人員要現(xiàn)場指導(dǎo)，指導(dǎo)噴射工的操作。噴射混凝土應(yīng)分段分塊噴射，分塊大小不超過2m×2m，分段長度不超過6m，嚴(yán)格按先下后上、先墻后拱的順序?qū)嵤﹪娚?。噴嘴與噴巖面要盡量垂直，噴射距離應(yīng)控制在0.6-1.2m之間，使受噴面均勻密實(shí)，噴射距離過小或過大會增加回彈量。嚴(yán)格控制水灰比、水壓、風(fēng)壓、分層噴射的間隔時(shí)間和一次噴層厚度。檢查噴射設(shè)備狀況，保證水管不漏水，風(fēng)管不漏風(fēng)。此外，在正常的養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的強(qiáng)度會隨著齡期的延長而不斷增大，因此，要加強(qiáng)混凝土的后期養(yǎng)護(hù)，噴射混凝土終凝后約2小時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期要專人負(fù)責(zé)，定時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，從而確保隧道噴射混凝土的強(qiáng)度。

3 結(jié)束語

噴射混凝土在隧道施工中應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，噴射混凝土的品質(zhì)直接影響著結(jié)構(gòu)受力、防護(hù)、耐久性等情況，所以對噴射混凝土施工，必須按品質(zhì)控制系統(tǒng)的規(guī)定，通過各種措施強(qiáng)化品質(zhì)意識，加強(qiáng)品質(zhì)管理，制定操作規(guī)程，使噴射混凝土在隧道防護(hù)中發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

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