高速公路隧道施工中濕噴混凝土工藝的實踐研究

張孝錢

保利長大工程有限公司，廣東 廣州 510000

1 高速公路隧道施工中濕噴混凝土工藝的基本技術(shù)指標(biāo)

在實際施工前，施工人員需要結(jié)合混凝土的相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對高速公路隧道所處地理環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)且全面的水文地質(zhì)勘察，其主要目的是掌握地下水和地表水的成因、分布及運(yùn)動規(guī)律，為工程設(shè)計和施工提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

與普通噴射混凝土相比，高性能濕噴混凝土技術(shù)有著極為嚴(yán)格的工藝標(biāo)準(zhǔn)：（1）應(yīng)具備較小的回彈量；（2）要保證施工過程中的粉塵濃度；（3）應(yīng)具備良好的施工性能；（4）要保障混凝土的強(qiáng)度；（5）后期強(qiáng)度保障率高；（6）具有極強(qiáng)的耐久性。

現(xiàn)階段，無論是在國內(nèi)還是在國外，濕噴混凝土技術(shù)都得到了有效的實施與應(yīng)用，但同時也對濕噴混凝土技術(shù)提出了一定的工藝控制參數(shù)指標(biāo)。因此，在實際高速公路隧道施工過程中，相關(guān)施工單位以及施工人員必須貫徹執(zhí)行國際濕噴混凝土工藝控制參數(shù)指標(biāo)，針對相關(guān)施工環(huán)節(jié)與施工內(nèi)容進(jìn)行一定的優(yōu)化。

首先，應(yīng)注重水泥裹砂石效應(yīng)分析，這樣才能夠很好地避免實際施工過程中發(fā)生漿體離析現(xiàn)象。國內(nèi)外大量的實踐研究表明，水泥裹砂石效應(yīng)分析不僅能夠有效改善普通噴射混凝土，還能夠在一定程度上有效保障濕噴混凝土工藝中混凝土的強(qiáng)度與耐久性。更重要的是，水泥裹砂石效應(yīng)分析還能夠?qū)ι笆暮科鸬揭粋€最為基本的保障作用。

其次，施工人員應(yīng)進(jìn)行不同工藝參數(shù)的噴射試驗。在這一過程中施工人員可以充分結(jié)合高速公路隧道中圍巖工藝參數(shù)來進(jìn)行，且在噴射試驗過程中應(yīng)充分考慮噴嘴與噴射面的距離以及噴射角度和針對隧道中圍巖表面的處理等方面的內(nèi)容。

一定程度上而言，噴射試驗的效果直接決定了最終的高速公路隧道濕噴混凝土工藝的噴射效果以及最終高速公路隧道的施工質(zhì)量。

2 高速公路隧道施工中濕噴混凝土工藝的設(shè)計配合比優(yōu)化

2.1 材料選擇與配合比設(shè)計優(yōu)化

在實際施工過程中，絕大多數(shù)施工單位的成本資金有限，根本不支持其進(jìn)行高性能濕噴混凝土的采購，因此大多數(shù)施工單位都會選擇使用普通噴射混凝土進(jìn)行高性能濕噴混凝土的仿制，而在這一過程中就需要充分掌握好配合比中各材料的選擇及用量。例如，選擇強(qiáng)度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，就需要選擇細(xì)度模數(shù)為2.6的細(xì)骨料，粒徑為5～10mm的河砂、粉煤灰以及減水劑、速凝劑等，從而才能夠進(jìn)行普通噴射混凝土的配合比設(shè)計。通常情況下，在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計的過程中，施工人員應(yīng)進(jìn)行初步的混凝土試拌，這樣才能很好地觀測到所配好的混凝土強(qiáng)度，從而有效保障噴射混凝土的施工效果。如果在混凝土試拌過程中發(fā)現(xiàn)混凝土的強(qiáng)度較低，那么施工人員可以按照一定比例在混凝土中加入硅灰，這樣能夠在一定程度上提高混凝土的強(qiáng)度。硅灰是高性能噴灑混凝土中的一種重要摻合料，其本身就屬于一種高性能材料，因此在進(jìn)行高性能濕噴混凝土仿制的過程中，加入一定比例的硅灰和粉煤灰都能夠有效提高普通噴射混凝土的強(qiáng)度，從而有效保障最終的施工質(zhì)量與噴射效果。

2.2 高性能濕噴混凝土的降塵減彈控制特性

如前文所述，運(yùn)用普通的噴射混凝土能夠?qū)崿F(xiàn)高性能濕噴混凝土的仿制，而通過高性能濕噴混凝土的仿制，同樣能夠使普通噴射混凝土具有高性能濕噴混凝土良好的降塵減彈效果。在進(jìn)行實際濕噴混凝土的過程中，如果想要充分發(fā)揮出高性能濕噴混凝土的巨大優(yōu)勢，必須注重以下三個方面的噴施技術(shù)控制：

（1）降塵減彈作用的發(fā)揮需要基于一定的噴射角度，因此在實際施工過程中施工人員需將噴射角度控制在75°～105°；

（2）在降塵減彈的同時也能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)壓的減?。?/p>

（3）在進(jìn)行高性能濕噴混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計時，施工人員需要對速凝劑的基本用量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免因用量過多或用量過少而對濕噴混凝土的回彈效果造成影響。

2.3 濕噴混凝土的質(zhì)量檢測試驗

當(dāng)相關(guān)施工單位在有效完成高性能濕噴混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計工作之后，就能夠按照一定配比進(jìn)行高性能濕噴混凝土的制作，從而得到高質(zhì)量的濕噴混凝土。但在完成一系列工作之后，相關(guān)施工單位還需要采用抗壓強(qiáng)度合格標(biāo)準(zhǔn)對濕噴混凝土進(jìn)行強(qiáng)度檢測，檢測其強(qiáng)度是否符合國家相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。在檢測過程中，施工人員需選取10組高性能濕噴混凝土試驗材料進(jìn)行試驗，查看其抗壓強(qiáng)度均值是否都小于1.05倍且大于0.9倍，這樣才能夠表明當(dāng)次的高性能濕噴混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計完全成功。相反，如果試驗結(jié)果強(qiáng)度均值低于1.05倍，則表示當(dāng)次的高性能濕噴混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計失敗。

除了進(jìn)行濕噴混凝土抗壓強(qiáng)度檢測，施工單位還需要對濕噴混凝土的厚度進(jìn)行檢測。濕噴混凝土厚度的檢測分為兩個方面：首先，需要利用激光斷面儀對濕噴混凝土的厚度進(jìn)行全面的檢查和分析；其次，應(yīng)全面掌握斷面數(shù)量，每10延米就需要進(jìn)行一次檢查，且應(yīng)注重隧道拱頂中線到斷面的檢查，在這一段距離中要進(jìn)行全面且詳細(xì)的檢查。

3 高速公路隧道施工中濕噴混凝土工藝的施工應(yīng)用

3.1 混凝土的拌制與運(yùn)輸

在進(jìn)行濕噴混凝土拌制的過程中，需要嚴(yán)格按照一定材料的投放順序來進(jìn)行相關(guān)材料的投放，正常的材料投放順序為砂、碎石、水泥、水、外加劑。通常情況下，在加入減水劑后施工人員至少還需要攪拌2min以上，但最多不能夠超過4min。多年實踐經(jīng)驗表明，在加入外加劑之后，如果拌制時間小于2min，則會導(dǎo)致混凝土中的外加劑分布不均勻；如果拌制時間大于4min，則會對減水劑的性能造成一定的破壞，從而影響到濕噴混凝土的最終質(zhì)量。另外，在運(yùn)輸濕噴混凝土?xí)r，運(yùn)輸人員不僅要保持一定的行車速度，還需要讓罐體保持運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣才能夠很好地避免混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

3.2 混凝土噴施工藝

在進(jìn)行實際高速公路隧道施工濕噴混凝土工作之前，施工人員應(yīng)對隧道的巖面進(jìn)行沖洗，沖洗的方式有兩種，即高壓風(fēng)槍以及高壓水槍。沖洗時，施工人員應(yīng)按照從上往下的順序進(jìn)行，先拱頂后側(cè)壁。實踐經(jīng)驗表明，在進(jìn)行濕噴混凝土之前，沖洗過后的巖面與混凝土結(jié)合得更為緊密。與巖面沖洗正好相反，濕噴混凝土?xí)r應(yīng)從隧道最低處開始，是一個由下往上的噴射原則，因為這樣能夠有效避免噴射出的混凝土回彈的雜質(zhì)對潔凈的巖面造成污染，從而對最終的噴射質(zhì)量造成影響。在實際濕噴混凝土的過程中施工人員應(yīng)保持一個固定不變的噴射距離（噴嘴與隧道巖面的距離為1m），且在噴射的過程中施工人員不僅要注意速凝劑以及混凝土成股狀流體噴出的關(guān)系，還需要注意風(fēng)壓以及速凝劑摻量的控制。如果風(fēng)壓過小，無法使混凝土與巖面黏結(jié)緊實；如果風(fēng)壓過大，則會使所噴射到巖面上的混凝土被后續(xù)強(qiáng)大的風(fēng)壓吹走或是將上一層所噴射的混凝土吹走。如果速凝劑摻量過大，就會導(dǎo)致所噴射的混凝土瞬間凝結(jié)，從而導(dǎo)致后噴的混凝土無法與前一層所噴射的混凝土相互滲透與鑲嵌。

3.3 特殊情況下的混凝土噴射工藝

通常，高速公路隧道施工分為兩種，一種是沒有鋼拱架支護(hù)只有鋼筋網(wǎng)的隧道面，另一種是設(shè)有鋼拱架的隧道。針對沒有鋼拱架設(shè)置的隧道進(jìn)行濕噴混凝土?xí)r，為有效保證噴射質(zhì)量與效果，可以采用噴嘴垂直于巖面的方式進(jìn)行噴射，這樣能夠使混凝土得到均勻的噴射。針對設(shè)有鋼拱架的隧道濕噴混凝土?xí)r，施工人員應(yīng)從鋼拱架與巖面之間的縫隙或者是巖面之間的裂隙進(jìn)行噴射，且在實際噴射的過程中應(yīng)將噴嘴從鋼拱架的拱腳向拱頂移動。在進(jìn)行鋼拱架兩側(cè)噴射時，施工人員需要進(jìn)行一次或兩次的補(bǔ)噴，且需要用混凝土將鋼拱架包裹嚴(yán)實。

4 結(jié)束語

總而言之，高速公路隧道施工中濕噴混凝土工藝的應(yīng)用有著十分積極的現(xiàn)實意義，不僅能夠有效降低混凝土粉塵對施工人員的身體傷害，還能夠顯著提高高速公路隧道的施工質(zhì)量與施工效率，相信未來濕噴混凝土工藝會得到更加廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，在建筑施工領(lǐng)域大放異彩。