湿喷混凝土施工工艺在隧道中的应用

工程科技　民营科技２０１４年第５期　湿喷混凝土施工工艺在隧道中的应用　鲁良武　（中铁上海工程局集团有限公司，上海２０００００）　摘要：简述湿式喷射混凝土施工工艺，为其它隧道类似工艺提供借鉴。　关键词：湿喷；混凝土；工艺；应用　湿式喷射混凝土是将水泥、砂、外加剂、外掺料按照一定比例在　拌合站拌合均匀，形成塑性混凝土，由罐车运至现场装入喷射机，借助　压缩机空气将塑性混凝土与速凝剂混合喷向岩壁，并在短时间内凝结　形成混凝土支护结构，与围岩密贴并封闭岩体的张陛裂隙和节理，有　用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。ｂ．分片喷射要自下而上进行，　喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹不致裹入最后喷层。ｃ．分层　喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，一次喷混凝土的　厚度以嘲昆凝土不滑移不坠落为度，不能因厚度太大而影响喷混凝土　也不能太薄而增加回弹量。边墙一次喷射混凝土厚度控制　效地发挥和利用岩块间的镶嵌咬合和自锁作用，从而提高岩体自身的　的粘结力，强度、自承能力和整体性。在隧道施工中，湿喷混凝土工艺已经成为主　流方式。　１混凝土配合比设计　１．１水泥：应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小　于４２．５ＭＰａ。　ｌ＿２细骨料：应采用坚硬、耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于２．５，砂　中小于０．０７５ｍｍ的颗粒不应大于２０％，含泥量不应大于３％，泥块含　量不应大于０．５％。　１．３粗骨料：应采用坚硬耐久的碎石或卵石，严禁选用具有潜在碱　活性骨料。当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石　料。喷射混凝土中的石子最大粒径不宜大于１５ｍｍ，骨料级配宜采　用连续级配。　１－４水：应符合Ｔ程用水的相关标准，水中不应含有影响水泥正常凝　结与硬化的有害杂质。　１．５速凝剂：采用液体速凝剂。在使用速凝剂前，应做水泥的相容性　试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制掺量，并要求初凝时间不应　大于５ｒａｉｎ，终凝不应大于１２ｍｉｎ。　１．６喷射混凝土配合比主要设计参数应满足以下要求：　胶骨比宜为１：４－，－１：５；　砂率宜为０．４５－０．６０；　水胶比宜为０．４￣０．５：　胶凝材料用量不宜小于４００ｋｇ／ｍ３；　混凝土拌合物坍落度宜控制为（８～１　３）ｍｍ。　２施工工艺　２．１准备Ｔ作。１）喷射前对受喷岩面进行处理。岩面处理需根据围岩　级别、破碎程度、渗水量等方面进行考虑，一般围岩强度高的可用高压　水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑；当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用　高压风吹净岩面；若为泥、砂质岩面时应挂设钢筋网片（网格不宜大于　２０ｘ２０ｍｍ），用环向钢筋和锚钉或钢架固定，使其密贴受喷面，以提高　喷射混凝土的附着力。喷射混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后　再喷射？昆凝土。２）控制喷射混凝土厚度。设置控制喷射混凝土厚度的　标志，一般采用埋设钢筋头做标志，也可在喷射时插入长度比设计厚　度大５ｃｍ的铁丝，每１－２ｍ设一根，作为施工控制用。３）检查机具设备　和风水电管线路。ａ．选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的　要求。ｂ．输料管应能承受０．８ＭＰａ以上的压力，并应有良好的耐磨性　能３ｃ．保证作业区内具有良好通风和照明条件。ｄ．喷射混凝土作业的环　境温度不得低于５℃。４）若遇受喷面有涌水、渗水或潮湿的岩面，喷射　前应按不同情况进行处理。　大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝　土。ｂ＿／Ｊ、股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷射混凝　土。ｃ．大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，如添加外加剂、掺　合料以改善混凝土的性能。　２．２施Ｔ流程。１）喷射顺序。喷射混凝土作业采用分段、分片、分层依　次进行，喷射Ｊ顺序应自下而上，分段长度不宜大于６ｍ。喷射时先将低　洼处大致喷平，再自下而上Ｊ顷序分层、往复喷射。ａ．喷射混凝土分段施　Ｔ时，上次喷混凝土应预留斜面，斜面宽度为２００～３００ｍｍ，斜面上需　在７～ｌＯｃｍ，拱部控制在５－－．６ｃｍ，并保持喷层厚度均匀。２）喷射速度控　制。喷射速度要适当，以利于混凝土的压实。风压过大，喷射速度增大，　回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，混凝土不够密实，影响　喷射混凝土强度。因此在喷射机开机后要注意观察风压，起始风压达　到０．５ＭＰａ后，才能开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压，一般丁作　风压：边墙０．２，－，０．５ＭＰａ，拱部０．４－－０．５ＭＰａ。３）喷射距离与角度。喷射时　使喷嘴与受喷面问保持适当距离，喷射角度尽可能接近９０。，以使获　得最大压实和最小回弹。喷嘴与受喷面间距宜为１．５　２．０ｍ；喷嘴自下　而上应连续、缓慢作横向环行螺旋式移动，一圈压半圈，喷射手所喷的　环形圈，横向４０－－，６０ｃｍ，高１５～２０ｃｍ，若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，　可将喷嘴稍加偏斜，但不宜小于７０。，如果喷嘴与受喷面的角度大小，　会形成混凝土物料在受喷面上的滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，　增加回弹量，影响喷混凝土的质量。　２－３养护。喷射混凝土终凝１￣２小时后，应进行洒水养护，保持喷射　面湿润，养护时间不少于７ｄ。当气温低于＋５℃时，不得洒水养护。　综合上述，喷射混凝土工艺流程如下图：　３质量检查　３．１喷射混凝土１ｄ强度采用无底试模检测其一天强度，２８ｄ强度则　采用喷大板切割法检测其２８ｄ抗压强度。　３＿２在对喷射混凝土实体强度有怀疑时，可在喷射混凝土地点采用　凿方切割法或钻芯取样法随机抽取制作试件进行抗压强度试验。　湿式喷射混凝土工艺在施工中具有粉尘少、粘稠度较好、回弹率　低、劳动强度低、一次喷射厚度高、喷射混凝土水胶比易控制等优点使　其在隧道喷射混凝土中优先采用的施工工艺，通过优化混凝土配合　比，严格按照其施工工艺及流程，经喷射后混凝土质量检测，其质量离　散Ｉ生小，质量明显得到提高。　参考文献　『１１铁道部．ＴＺ２０４－２００８铁路隧道工程施工技术指南『ｓ］．北京：中国铁　道出版社．２００８．　１　２ｌ　ＧＢ５００８６－２００１锚杆喷射混凝土支护技术规范『ｓ１．北京：中国计划　出版社出版．２００１．