隧道喷射混凝土施工的质量控制措施

TRANSPOWORLD 2012No.13(Jul)242BRIDGE&TUNNEL桥梁隧道

随着公路工程的增加，隧道工程也越来越多。现代科技的飞速发展，大量的新技术、新材料和新工艺在隧道工程中得到普遍应用，在隧道工程的衬砌施工中，喷射混凝土技术的应用已经较为广泛。由于喷射混凝土具有较高的密实度、强度、和防水性能，同时，它还能够有效的减少施工工序，施工操作方便灵活，所以喷射混凝土技术的应用前景较好。喷射混凝土技术的主要特点和应用喷射混凝土技术在隧道工程中应用较为广泛，它主要是使用混凝土喷射机，将掺有快凝剂的混凝土按照一定的混合比例和程序进行拌和，然后经过高压喷嘴喷射到隧道围岩表面，使混凝土快速固结形成一种高密度、高强度的支护结构。喷射混凝土主要具有以下特点：喷射混凝土技术可以将输送、浇筑和振捣几道工序进行结合，它不需要立模，施工操作比较方便、快速，能够有效降低工程的成本，同时也能够在一定程度上缩短工期；由于喷射混凝土的凝结速度较快，所以它能够快速的发挥其承载作用，当喷射混凝土的强度达到一定标准后，可以使钢拱架、锚杆以及喷射混凝土共同形成一个钢性结构的支护体系，来共同控制围岩变形，进而达到保护围岩和发挥围岩自承能力的目的；喷射混凝土可以使隧道衬砌结构具有较好的抗压强度、抗疲劳弯曲强度、早期强度和抗渗透能力等；喷射混凝土的初期，其柔性特点，可以为围岩提供较好的释放机会。喷射混凝土包括干喷、湿喷和混合喷射三种方法。在这几种喷射方式中，湿喷技术的施工优势较为明显，目前的应用率也正在稳步提高，但是由于湿式喷射混凝土的机械大多需要进口，所以施工成本较高，而且在操作方面也存在一定的繁琐问题，每次施工操作完成之后，都需要进行全面的清洗，所以湿式喷射混凝土技术通常在较大规模的隧道工程中应用形成的雾状水泥较大；干喷混凝土的适应性较强，它对施工场地的要求较低，成本较低，所以，在我国的中小规模隧道工程中应用较为广泛。但它的缺点是粉尘较大，环境污染较重，所以限制了它的发展。目前改良的潮喷技术可有效减少粉未污染，施工工艺简单，操作比较灵活，所经适应性也较强。在实际的隧道工程中，具体采用何种喷射混凝土方式，应该结合工程规模、成本、施工条件等各方面原因进行选择。喷射混凝土施工工艺干式喷射混凝土的施工工艺干材料在搅拌站混合以后，使用压缩空气输送到高压喷嘴处，在喷嘴处与水、液态原外加剂和快凝剂混合，然后通过高压将混合物喷射现来，通常喷射的压力在0.6Mpa~0.7Mpa。干喷的施工方法较为方便且流程简单，所需要的机械设备也比较少，只需要一台拌和机和干喷机。干喷施工的输送距离比较长，施工布置比较灵活，通常输送的距离可达到300m，垂直距离也可以达到180m远。通常可以提前在喷射机中加入速凝剂，然后将其搅拌均匀。干喷混凝土的施工方法工作环境较差，粉尘的回弹量较大，而且在喷射过程中，有脉冲现象所以喷料的均匀性比较差。拌和用的水在喷头处才能与干粉结合，所以它的水灰比准确性在控制上较难，操作人员的施工经验、技术水平和临场应变能力对喷射质量有着较强的影响，所以施工质量的控制受人为因素影响较大，设计配合比也会受到回弹因素的影响，使实际的混凝土配合比存在一定差距。湿式喷射混凝土施工工艺湿式混凝土喷射施工中，除了快凝剂以外，所有的原材料都在拌和站进行拌合均匀，然后再通过混凝土泵送到喷嘴处，并喷嘴位置与快凝剂混合后一起喷射出来，喷射的空气压力在0.6Mpa~0.7Mpa。湿喷的混凝土喷射施工，对混合料的配合比控制较为容易，拌和也较为均匀，对水泥的水化非常有利，所以施工后的混凝土强度也较高。粉尘的回弹量较少，对施工环境没有影响。但是湿喷机的设备较为复杂，加入快凝剂也比较困难。能够实现的混合料输送距离和输送高度较小，对施工现场的工作面要求也较高，混合料在喷射过程中不能出现停机等现象，且喷射后也需要及时对设备进行清洗。喷射混凝土施工重点环节的质量控制原材料的质量控制水。喷射混凝土施工中所用到的拌和用水，应该为饮用水，它的酸碱值应该小于4。用水中不能含有影响水泥固结硫酸盐和其它有害物质。使用进要保证水的纯净，和供水量充足。水泥。喷射混凝土所用的水泥应该具有较好的和易性，且具有较高的强度，应该首先选择硅酸盐水泥，其次是矿渣硅酸盐水泥。水泥在使用之前应该进行科学的试验鉴定，要保证水泥不存在受潮和硬块等问题。骨料。骨料的表面要粗糙、干净。骨料的粒径要均匀且在规定范围内。要保证骨料与水泥所粘结性，同时，为了使喷射混凝土具有较高的强度，骨料也要坚硬、耐磨。外加剂。外加剂主要就是快凝剂，可采用对人体伤害较小的、符合标准的外加剂。外加剂在使用之前，需要进行水溶试验。外加剂的掺入量要按照隧道工程喷射混凝土施工技术及质量控制 文/宁英武 2012年第13期243(7月上)

隧道喷射混凝土施工质量控制研究

（中交一航局三公司，辽宁，大连，106011）

【摘要】本文首先介绍了喷射混凝土的特点及作用，接着分析了目前影响我国隧道喷射混凝土施工质量的主要因素，并提出对应的控制措施。本文的研究具有重要的参考价值和一定的现实指导意义。

【关键词】隧道；喷射混凝土；施工质量；控制

1 引言

近年来，为了满足我国经济的健康快速发展及人们的生产生活需求，我国兴建了大量公路、铁路等基础设施。由于我国地域广阔、地质条件比较复杂、地形地貌多变，在工程项目施工过程中，经常会遇到一些河流、山体等地形条件限制，从而阻碍了道路的正常施工。此种情况下，通常为了完成工程项目建设，会在特殊地形地段进行隧道施工。隧道已成为道路施工顺利通过特殊地形条件的重要途径和方法。由于工程地质条件、水文地质条件复杂，隧道施工中须采取必要的支护手段，目前新奥法仍是我国隧道施工的重要方法。喷射混凝土是新奥法施工的主要支护手段之一，良好的喷射混凝土施工质量是保证隧道工程项目施工安全的重要前提和保障，反之，可能会给现场施工人员带来生命危险，同时也会给项目相关建设单位带来较大的经济损失，进而影响到企业的社会信誉，最终会影响到企业所获得的经济效益和社会效益。

2 隧道喷射混凝土概述

喷射混凝土施工方法与传统混凝土施工方法存在较大不同，它主要借助高速喷射机械把混凝土喷射到围岩上，且喷射混凝土会在较短时间内凝结硬化，以便达到支护围岩的目的，它不需要架模和振捣等工序。目前我国主要有湿喷和干喷两种喷射方式。喷射混凝土支护是整个新奥法施工的重要工序，同时它也是复合式衬砌的第一道防水屏障，其施工质量好坏对整个隧道施工安全和质量都具有重要的意义。

新奥法施工在技术上具有施工灵活性很大、支护工作量减少、操作较简单、防水性能较好、强度高、密实度好、支护质量较好、支护速度较快等优点，在隧道开挖后，喷射混凝土作为围岩的主要支护构件，在保证围岩稳定性方面发挥了极大的作用，从而为隧道正常施工创造安全的作用环境。虽然近年来喷射混凝土支护方式在我国的隧道施工中得到一定程度的应用，但在隧道喷射混凝土施工过程中，喷射配合比不合适、喷射厚度不均匀、喷射回弹量大、喷射量不足等现象大量存在，从而会造成资源浪费，降低喷射混凝土的功效。与部分发达国家相比，该项技术在我国还有很大的发展空间。因此，本文的研究对提升我国隧道喷射混凝土施工质量具有一定的促进作用。

隧道喷射混凝土质量控制

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摘 要：隧道复合衬砌是有内外两层复合而成，其外层常称为初次柔性支护，通常采用喷射混凝土等支护形式；内层常称为二次衬砌，一般采用现浇混凝土。外层支护主要承受围岩的初期变形，待初期支护变形基本稳定后，再做内层衬砌。外层支护与内层衬砌相互依赖共同承受围岩的变形和压力。现代公路隧道衬砌已经普遍采用喷射混凝土技术，而喷射混凝土的施工质量将直接影响隧道支护效果，对确保围岩的稳定起着重要作用。

关键词：喷射混凝土；湿喷；干喷；质量；试验；强度

1 喷射混凝土作隧道支护的主要性能特点

喷射混凝土是使用混凝土喷射机，按一定的混合程序将掺有速凝剂的细石混凝土拌合料与高压水混合，经过喷嘴喷射到岩壁表面，并迅速凝固结成一层支护结构，从而对围岩起到支护作用。喷射混凝土时一种新型的支护结构，又是一种新的施工工艺与技术，它可以根据需要分次追加厚度，也可以与各种类型的锚杆、钢钎维、钢拱架、钢筋网等构成复合式支护。已有的工程实践表明，采用喷射混凝土作隧道支护具有以下性能特点：

⑴喷射混凝土具有强度增长快、凝结力强、密度大、抗渗性能好的特点，能较好地填充岩块间的裂隙与凹穴，增加围岩的整体性，防止岩面的风化和松动，并与围岩共同工作。

⑵喷射混凝土施工将输送、浇注、捣固几道工序合而为一，更不需要模板，因而施工快速简捷。在软弱围岩的隧道中若采用复合式衬砌（即以锚杆喷射混凝土作为初期支护），与整体式模注混凝土衬砌相比，能节约工程投资约5%~10%。

⑶喷射混凝土能及早发挥承载作用。它能在10min左右终凝，一般2h后即具有强度，8h后可达2MPa，16h后可达5MPa，1天后可达7~8MPa，4天后可达到28天强度的70%左右。

⑷喷射混凝土与模注混凝土相比，其物理力学性能有所改善，尤其以湿式喷射和水泥裹砂喷射混凝土的抗压强度、抗弯曲疲劳强度、早期强度和抗渗性能有更显著的提高。

2 喷射混凝土的施工工艺种类及其优缺点

隧道喷射混凝土回弹率控制措施

作者：王亚戎

来源：《信息周刊》2014年第29期

【摘 要】 在隧道施工中喷射混凝土已广泛应用在初期支护上，但目前隧道施工中喷射混凝土的回弹率平均都在40%以上，不但原材料浪费较大，增加施工成本，而且过大的回弹率使施工现场空气中粉尘含量过高，严重威胁到施工人员的健康安全。本文就主要对隧道喷射混凝土回弹率控制相关问题进行了简要分析。

【关键词】 隧道喷射；混凝土回弹率；控制措施

一、影响喷射混凝土回弹的因素

1、输料管距离影响

喷射混凝土时，干料在输料管里向喷头输送的过程中，管内界面上的力都是相同的，而水泥、砂子和石子的重量不同，因而三种物料在输料管中的运动轨迹不同。即水泥在管道上部悬浮，砂子在管道中部半悬浮，而石子则在管道底部滚动，这样原本混合均匀的物料又被重新分级。管路越长这种在管道中分层的现象就越明显。

2、工作风压影响

工作风压是喷射混凝土施工中第一个非常重要的工艺参数。实践证明：当风压小于0.04MPa时，不但干料在管路中容易分层，而且在喷出后成平抛运动，导致喷在围岩上的物料，泥浆多，砂石少，且容易堵塞管路；当风压大于0.1MPa时，物料喷出后，虽成直线运动，但是速度过快增加了回弹率；当风压在0.06～0.08MPa时，喷头与围岩的距离为1m时，物料的喷束直径一般为0.2m左右，物料集中不分离，喷到围岩上的速度适宜。

3、混凝土的配合比

根据混凝土的抗拉强度测试得到水泥、砂子和石子的比例为1∶2∶2.5的比例为最佳。速凝剂的比例对减少回弹，提高早期强度，缩短初凝时间起着非常重要的作用。但是过量的速凝剂会降低混凝土的后期强度，因此速凝剂掺入水泥的用量以5%为最佳。试验得出水灰比在0.4～0.45之间回弹率低且强度高。但水量的控制要靠喷射手的经验进行控制。