淺談坪頭水電站引水隧洞濕噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)及質(zhì)量控制

杜青林，李 建，李光偉，劉志輝

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 問(wèn)題的提出

所謂濕噴是相對(duì)干噴和潮噴而言的，將拌好的混凝土料由輸送泵輸送至噴嘴后，在噴嘴處加速凝劑、高壓風(fēng)，從而實(shí)現(xiàn)混凝土的噴射作業(yè)。濕噴具有工作環(huán)境好、混凝土質(zhì)量穩(wěn)定、回彈小、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。目前，在國(guó)外許多發(fā)達(dá)地區(qū)，濕噴已在噴混凝土施工中占主導(dǎo)地位，在我國(guó)近幾年發(fā)展也越來(lái)越快。濕噴工藝對(duì)機(jī)械設(shè)備性能要求較高，所需機(jī)械一般有混凝土輸送泵、外加劑輸送泵、空壓機(jī)等。

噴射混凝土為澆筑和振搗合一的施工工藝，不需要模板，能在臨空面或狹小工作面上制成薄壁結(jié)構(gòu)，是地下工程和巖石支護(hù)工程中的一項(xiàng)重要措施，因而得到廣泛應(yīng)用。它在降低粉塵改善作業(yè)環(huán)境、減少回彈、節(jié)約工程材料等方面的優(yōu)勢(shì)已為大家所認(rèn)識(shí)和接受。隨著濕噴射混凝土技術(shù)的進(jìn)步，以及濕噴法工藝的廣泛推廣和應(yīng)用等，對(duì)保證噴射混凝土質(zhì)量、改善混凝土性能、減少環(huán)境污染、節(jié)約工程成本有著十分重要的作用。

坪頭水電站引水隧洞濕噴射混凝土均采用龍頭溝骨料場(chǎng)爆破開(kāi)采的細(xì)晶白云巖作為人工骨料。由于細(xì)晶白云巖強(qiáng)度偏低，因此在生產(chǎn)人工骨料時(shí)，存在加工性能差、破碎易成粉的特點(diǎn)，即使采用不同種類的破碎機(jī)破碎后的細(xì)晶白云巖原狀砂的石粉含量仍在22%～26%左右，超過(guò)DL/T5144-2011《水工混凝土施工規(guī)范》中人工砂的石粉含量宜控制在6%～18%的規(guī)定。因此，結(jié)合坪頭水電站的實(shí)際，采用石粉含量偏高的細(xì)晶白云巖人工砂配制滿足設(shè)計(jì)要求的引水隧洞噴射混凝土是設(shè)計(jì)者十分關(guān)注的問(wèn)題。筆者結(jié)合坪頭水電站工程隧洞濕噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)以及在施工過(guò)程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行研究，提出了滿足設(shè)計(jì)要求的濕噴射混凝土配合比和質(zhì)量控制方法，成功解決了細(xì)晶白云巖高石粉含量在噴射混凝土施工中的問(wèn)題，加快了施工進(jìn)度，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

2 工程概況

坪頭水電站是美姑河干流規(guī)劃“一庫(kù)五級(jí)”開(kāi)發(fā)方案(牛牛壩、瓦洛、瓦吉吉、柳洪、坪頭)最下游的一個(gè)梯級(jí)電站，引水隧洞長(zhǎng)約12 760m，開(kāi)挖斷面為馬蹄形斷面，開(kāi)挖尺寸為5.36～5.5m×6.5～6.8m。根據(jù)圍巖巖性的不同，采用鋼筋混凝土襯砌和錨噴支護(hù)兩種襯護(hù)型式。在Ⅱ、Ⅲ類圍巖地段，采用馬蹄形斷面、C25濕噴射混凝土進(jìn)行永久性錨噴襯砌,其中引水隧洞錨噴支護(hù)采用濕噴射混凝土的占5 892m，其噴混凝土總量為15 030m3。

3 濕噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)研究

濕噴射混凝土的配合比不同于普通混凝土的配合比，需要根據(jù)施工工藝來(lái)選擇。為了減少回彈量需要較高的砂率，砂率增加意味著集料的總面積增加，這就要求用更多的水泥來(lái)包裹集料表面，以滿足噴射混凝土的強(qiáng)度要求。由于人工砂石粉含量偏高，若采用過(guò)高水泥用量，濕噴射混凝土就越容易干縮、開(kāi)裂，同時(shí)成本也增加。因此首先確定水泥用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)水泥用量宜為375～450kg/m；其次確定砂率，宜選用粗砂或中砂，砂率宜為50%～55%，砂率過(guò)高或過(guò)低易造成堵管；再次確定水灰比，水灰比宜為0.4～0.45，水灰比過(guò)小會(huì)產(chǎn)生粉塵，回彈量大，粘結(jié)力低，噴層會(huì)產(chǎn)生干斑、砂窩等現(xiàn)象，水灰比過(guò)大會(huì)造成強(qiáng)度低、速凝效果差，噴層流淌、滑移、坍落等現(xiàn)象。另外還需注意根據(jù)施工環(huán)境的溫度、周圍巖壁類別、施工隊(duì)伍的施工水平做相應(yīng)的調(diào)整。

以下結(jié)合坪頭水電站引水隧洞濕噴射混凝土施工配合比、工藝研究，提出了坪頭水電站引水隧洞濕噴射混凝土配合比的設(shè)計(jì)方案。

3.1 濕噴射混凝土強(qiáng)度及均方差的確定

GB50086-2001《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》和DL/T 5181-2003《水電水利工程錨噴支護(hù)施工規(guī)范》均規(guī)定，檢驗(yàn)噴射混凝土抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試塊應(yīng)在一定規(guī)格的噴射混凝土板件上切割制取，加工成邊長(zhǎng)10cm的立方體試件。

DL/T 5181-2003《水電水利工程錨噴支護(hù)施工規(guī)范》將邊長(zhǎng)10cm的立方體試件的抗壓強(qiáng)度作為最終強(qiáng)度，不用再乘以強(qiáng)度系數(shù)，而GB50086-2001《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》則要求乘0.95的強(qiáng)度系數(shù)。在進(jìn)行大板加工的立方體試件強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，采用了DL/T 5181-2003方法，不乘以強(qiáng)度系數(shù)。這是考慮到用大板加工的試件多少要受到加工過(guò)程的損傷，加之所加工的試件尺寸、形狀與成型的立方體試件相比總是要差一些，會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)負(fù)誤差。機(jī)口和室內(nèi)成型的邊長(zhǎng)10cm的立方體試件抗壓強(qiáng)度則按DL/T 5150-2001《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定，乘以強(qiáng)度系數(shù)0.95。以下將室內(nèi)和機(jī)口用標(biāo)準(zhǔn)方法成型的試件和所測(cè)得的強(qiáng)度分別稱為標(biāo)準(zhǔn)試件和基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度。

坪頭水電站噴射混凝土機(jī)口和大板試件的強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)差見(jiàn)表1。

表1 機(jī)口與大板混凝土試件的強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)差

從表1可以看出：

(1) 大板強(qiáng)度比機(jī)口標(biāo)準(zhǔn)試件強(qiáng)度要低，二者相差11.8MPa左右。大板強(qiáng)度低與以下因素有關(guān)：首先濕噴射混凝土的密實(shí)性不如標(biāo)準(zhǔn)條件成型的試件，在配合比一定的條件下，密實(shí)性是決定強(qiáng)度的首要因素。標(biāo)準(zhǔn)試件可以通過(guò)插搗、振動(dòng)使試件達(dá)到密實(shí)。濕噴射混凝土大板的密實(shí)性與噴射工藝有關(guān)，同一盤(pán)混凝土不同人或不同噴射角度、距離等都會(huì)影響大板的密實(shí)性，還會(huì)因噴射帶入混凝土中一定的氣泡(現(xiàn)場(chǎng)噴射大板時(shí)混凝土?xí)A帶部分空氣，由于混凝土加入了速凝劑，混凝土迅速硬化，噴射過(guò)程中捕擄的空氣形成氣泡，并保持在混凝土中，部分氣泡也起到了提高抗凍性能的作用)；其次大板中混凝土摻入了速凝劑，混凝土凝結(jié)快，凝結(jié)快的混凝土水泥水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)較粗大，使混凝土強(qiáng)度受到一定影響；再者大板試件需加工成立方體試件，加工過(guò)程、試件的尺寸和形狀都會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)負(fù)誤差。

(2) 機(jī)口試件與大板試件的強(qiáng)度差和機(jī)口試件的強(qiáng)度成正比，即機(jī)口強(qiáng)度越高二者之差越大。這一現(xiàn)象與大板試件的密實(shí)性有關(guān)，即大板試件強(qiáng)度除了受基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度影響外，很大程度上還受到摻速凝劑和密實(shí)性影響。在噴射工藝一定的條件下，大板的密實(shí)性是一定的，即使基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度提高很多，大板試件的強(qiáng)度提高也不多，使得二者強(qiáng)度差增大。因此，基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度選擇過(guò)高意義不大。

(3) 大板混凝土試件強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差較大，達(dá)到4MPa左右；而機(jī)口基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度偏差更大，達(dá)到6MPa左右。大板試件強(qiáng)度變異系數(shù)Cv為0.124，比DL/T 5181-2003《水電水利工程錨噴支護(hù)施工規(guī)范》規(guī)定的均勻性合格要求(Cv≤0.25)要好得多。由此可見(jiàn)，噴射混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差比常態(tài)混凝土的大。

3.2 噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)方法

噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)可以在水工混凝土配合比設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合噴射混凝土的特點(diǎn)進(jìn)行。具體配合比參數(shù)選用可按如下步驟進(jìn)行：

3.2.1 確定噴射混凝土配制強(qiáng)度

噴射混凝土配制強(qiáng)度的確定要考慮設(shè)計(jì)強(qiáng)度、強(qiáng)度保證率、施工水平(大板強(qiáng)度均方差)以及基準(zhǔn)強(qiáng)度與大板強(qiáng)度的差異。噴射混凝土配制強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

R配=R標(biāo)+tσ+ΔR

式中R配——配制強(qiáng)度，MPa；

R標(biāo)——設(shè)計(jì)齡期強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，MPa；

t——概率度系數(shù)；

σ——大板試件強(qiáng)度均方差；

ΔR——基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度與大板試件強(qiáng)度差，MPa。

概率度系數(shù)t可按DL/T5144-2001《水工混凝土施工規(guī)范》附錄A選用。

ΔR在無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)可選用10～16MPa。本配合比按表1試驗(yàn)結(jié)果選用12MPa。

大板試件強(qiáng)度均方差可通過(guò)施工試驗(yàn)資料確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可參照GB50086-2001《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》表8.10.2中母體標(biāo)準(zhǔn)差選用。

3.2.2 確定水灰比

根據(jù)配制強(qiáng)度、水灰比與強(qiáng)度關(guān)系計(jì)算水灰比，并與《水電水利工程錨噴支護(hù)施工規(guī)范》給出的水灰比比較，當(dāng)計(jì)算水灰比小于或在規(guī)范給出的水灰比范圍內(nèi)，則此水灰比可用于下步配合比設(shè)計(jì)中；當(dāng)計(jì)算水灰比大于規(guī)范給出的水灰比，則在規(guī)范規(guī)定水灰比的上限以下選取水灰比。根據(jù)濕噴混凝土經(jīng)驗(yàn)，素噴混凝土水灰比宜不大于0.45。

3.2.3 確定膠凝材料用量

膠凝材料用量和水灰比關(guān)系到混凝土的黏聚性和回彈率。膠凝材料用量少混凝土的黏聚性差、回彈率高。雖然每立方米混凝土膠凝材料費(fèi)用少，但回彈率大的混凝土綜合經(jīng)濟(jì)性能差。如果膠凝材料用量適當(dāng)，但水灰比過(guò)大，黏聚性變差，也會(huì)增大回彈率。因此適當(dāng)?shù)哪z凝材料用量和較低的水灰比是噴混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素。

3.2.4 用水量

濕噴混凝土骨料粒徑小(最大粒徑為10～15mm)、砂率高(60%～70%)，混凝土用水量高，為了減少混凝土收縮、提高黏聚性，應(yīng)采用坍落度保持性能好的高效減水劑。坍落度保持性能好的高效減水劑可以降低混凝土用水量，使混凝土在較低水膠比條件下保持較好的流動(dòng)性?；炷撂涠葢?yīng)在14～16cm左右。噴射混凝土在達(dá)到噴口前是靠柱塞推動(dòng)，流動(dòng)性好的混凝土可以填滿管道、減少輸送時(shí)管道壓力，同時(shí)使速凝劑摻量準(zhǔn)確，減少超摻?；炷劣盟繎?yīng)通過(guò)試拌確定。

3.2.5 砂 率

根據(jù)噴混凝土施工經(jīng)驗(yàn)，素噴混凝土砂率宜在50%～60%左右。

3.2.6 速凝劑摻量

由于速凝劑凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)方法的局限性，加之速凝劑與水泥的適應(yīng)性的影響，試驗(yàn)室確定的速凝劑摻量適用于速凝劑的相對(duì)比較，而施工速凝劑摻量應(yīng)以滿足施工需要為準(zhǔn)。摻速凝劑的混凝土初凝時(shí)間不宜過(guò)快，初凝過(guò)快影響與第二層的粘接。應(yīng)避免第二層噴射時(shí)形成“硬著陸”，增大回彈率。

3.2.7 配合比參數(shù)的最終確定

按上述六個(gè)步驟確定的配合比參數(shù)，應(yīng)通過(guò)試拌調(diào)整，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試噴試驗(yàn)，并結(jié)合大板混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果最終確定施工配合比參數(shù)。

3.3 坪頭水電工程濕噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)

3.3.1 原材料

(1)水泥：為保證噴射混凝土的凝固時(shí)間及與速凝劑的相容性，所用水泥應(yīng)具有強(qiáng)度高、抗?jié)B性和耐久性好的特性。采用四川省峨嵋山水泥有限公司“峨勝”牌P.042.5級(jí)水泥。

(2)骨料：龍頭溝料場(chǎng)爆破開(kāi)挖的細(xì)晶白云巖，由水電三局骨料加工系統(tǒng)生產(chǎn)人工砂及5～15mm人工碎石作為濕噴射混凝土骨料。

(3)減水劑：采用西昌生威混凝土外加劑有限公司生產(chǎn)提供的SW高效減水劑(奈系減水劑)。濕噴射混凝土?xí)r為滿足坍落度指標(biāo)的要求，水灰比較大?；炷林兴嗨蠖嘤嗟乃舭l(fā)，使混凝土噴層產(chǎn)生“干裂”現(xiàn)象，降低了混凝土的支護(hù)能力。在攪拌混凝土?xí)r加入0.7%SW高效減水劑(奈系減水劑)，在同樣坍落度時(shí)，減少率大于12%左右。

(4)速凝劑：采用西昌生威混凝土外加劑有限公司生產(chǎn)并提供的SW速凝劑(液體)，摻量為膠凝材料的4%。

為了降低用水量、降低回彈率和粉塵率，使噴射混凝土早凝早強(qiáng)形成支護(hù)能力，在濕噴射混凝土工藝中，當(dāng)混凝土的料束噴到受噴面上后必須盡快凝固，因此必須使用速凝劑。應(yīng)采用符合質(zhì)量要求并對(duì)人體危害性很小的速凝劑。摻加速凝劑之前，應(yīng)做速凝劑與水的相溶性實(shí)驗(yàn)及水泥凈漿速凝效果實(shí)驗(yàn)，注意初凝時(shí)間不應(yīng)大于5min，終凝時(shí)間不應(yīng)大于10min。保持速凝劑干燥勿因受潮變質(zhì)。一般速凝劑最佳摻量約為水泥重量的4%左右，實(shí)際使用時(shí)拱部可用5%，邊墻可用4%，過(guò)多的摻量對(duì)噴射混凝土反而不利。這是因?yàn)樗倌齽╇m然加速了噴射混凝土的凝結(jié)速度，但也阻止了水在水泥中的均勻擴(kuò)散，使部分水包裹在凝結(jié)的水泥中，硬化后形成氣孔，另一部分水泥因而得不到充足的水分進(jìn)行水化反應(yīng)而干縮，從而產(chǎn)生裂紋。另外速凝劑摻人應(yīng)均勻。

(5)拌合水：營(yíng)地生活飲用水。

3.3.2 濕噴射混凝土配合比參數(shù)

噴射混凝土的設(shè)計(jì)區(qū)別于普通混凝土配合比設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)在于其配合比設(shè)計(jì)要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試噴而確定?，F(xiàn)場(chǎng)試噴、調(diào)整應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、可噴性(使現(xiàn)場(chǎng)濕噴射混凝土有著較好的附著性、較好的密實(shí)性、回彈料少和不發(fā)生堵管等)以及環(huán)保性(使現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)面粉塵少)。根據(jù)上述方法，結(jié)合坪頭電站的原材料特點(diǎn)，擬定了坪頭電站的濕噴混凝土配合比設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)對(duì)水泥用量、砂率、水灰比等因素進(jìn)行了比較、試驗(yàn)和研究，最終提出適合坪頭工程特點(diǎn)的濕噴混凝土配合比。詳細(xì)方案研究如下：

(1)配制強(qiáng)度的確定

依據(jù)公式R配=R標(biāo)+tσ+ΔR得出C25濕噴射混凝土fcu,o配制強(qiáng)度為：25+1.645×4.23+12=43.96(MPa)。

(2)用水量及水灰比的確定

根據(jù)噴射混凝土性能及普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程要求，選定單位用水量W分別為185kg、188kg、190kg；水灰比W/C選擇分別是：0.40、0.43、0.45(見(jiàn)表2)。

(3)混凝土砂率的確定

噴射混凝土是依賴噴射過(guò)程中水泥與骨料的連續(xù)重?fù)簟耗ざ纬傻囊环N混凝土，為了能夠最大限度吸收二次噴射時(shí)的沖擊能量，所以砂率應(yīng)較普通混凝土的高，它對(duì)混凝土的稠度與粘滯性影響很大。結(jié)合規(guī)程規(guī)范及以往工程經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)特殊人工骨料品質(zhì)(人工砂石粉含量偏高)，砂率初步確定為：51%、53%、55%(見(jiàn)表2)。

表2 理論配合比各參數(shù)

(4)配合比設(shè)計(jì)方案

對(duì)濕噴混凝土，水灰比過(guò)大，速凝效果愈差，回彈量增大，混凝土強(qiáng)度偏低；水灰比小，施工噴射困難，水泥水化不充分，強(qiáng)度較低，回彈增大。通過(guò)投產(chǎn)前的工藝性試驗(yàn)選定W/C=0.40～0.45進(jìn)行試噴，現(xiàn)場(chǎng)試拌結(jié)果表明：當(dāng)采用0.43水灰比時(shí)，噴射混凝土稠度及粘聚性較好，噴射表面均勻，邊墻及頂拱回彈料也滿足設(shè)計(jì)要求。確定采用W/C=0．43效果較好。濕噴混凝土性能見(jiàn)表3。

表3 濕噴射混凝土性能指標(biāo)

4 濕噴射混凝土施工

4.1 施工機(jī)具的選擇

濕噴混凝土的質(zhì)量好壞，與濕噴機(jī)的性能息息相關(guān)。由于坪頭水電站引水隧洞斷面不大，一次需噴量較少,因此選擇了生產(chǎn)能力適中的TK-961型轉(zhuǎn)子活塞式濕噴機(jī)。該機(jī)能提高混凝土的均勻性,保證噴射混凝土的施工質(zhì)量。此種機(jī)器體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于清洗、維修方便，對(duì)集料的級(jí)配和坍落度要求范圍寬，易操作并能減少粉塵、回彈，保證混凝土品質(zhì)的穩(wěn)定性。其主要參數(shù)指標(biāo)和具體施工參數(shù)如下：

(1)生產(chǎn)率：5m3/h；

(2)骨料最大粒徑：15mm；

(3)適用混凝土：塑性混凝土，混凝土坍落度50～200mm；

(4)工作風(fēng)壓：0.3～0.7MPa；

(5)耗風(fēng)量：103/min；

(6)噴射角度：>70°；

(7)最大輸送距離：水平40cm，垂直20cm；

(8)噴頭距巖面：1.5～2.0m；

(9)一次性噴層厚度：邊墻≤100mm，拱部≤70mm。

4.2 濕噴射混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工

4.2.1 噴射前的準(zhǔn)備

(1)清除開(kāi)挖面的浮石、墻角的石渣和堆積物；處理好光滑巖面；安設(shè)工作平臺(tái)；用高壓風(fēng)水槍沖洗噴射面，對(duì)遇水易潮解的泥化巖層，應(yīng)采用高壓風(fēng)清掃巖面，提高噴射混凝土與巖面的粘結(jié)強(qiáng)度；埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標(biāo)志；作業(yè)區(qū)應(yīng)具有良好的通風(fēng)和充足的照明設(shè)施。

(2)噴射作業(yè)前，應(yīng)對(duì)施工機(jī)械設(shè)備，風(fēng)、水管路和電線等進(jìn)行全面檢查和試運(yùn)行。

(3)對(duì)圍巖滲漏水處,應(yīng)在受噴面滴水部位埋設(shè)導(dǎo)管排水，對(duì)導(dǎo)水效果不好的含水層設(shè)盲溝排水，對(duì)淋水處設(shè)截水圈排水。適當(dāng)提高速凝劑摻量,可解決噴射混凝土不易噴上而造成回彈大的問(wèn)題。

4.2.2 噴射過(guò)程控制

(1)噴射距離及噴射角度。噴頭與受噴巖面的垂直距離控制在0.80～1m，噴頭與受噴面的夾角應(yīng)控制在75°～90°。

(2)工作風(fēng)壓。根據(jù)濕噴機(jī)與作業(yè)面的距離，工作風(fēng)壓一般控制在0.30～0.50MPa。

(3)一次噴射厚度及速凝劑摻量。一次噴射厚度主要取決于濕噴射混凝土的內(nèi)聚力和它與巖面的黏結(jié)力。一次最佳噴射厚度在頂拱部位控制為4cm，邊墻部位控制為5～6cm。頂拱部位速凝劑摻量為5%，邊墻部位為4%。每層噴射厚度以保證噴射混凝土不滑移、不墜落為原則。

(4)噴射順序及方法。噴射時(shí)應(yīng)按照分段、分部位、先邊墻、后頂拱順序進(jìn)行；邊墻的噴射順序?yàn)樽韵露?，頂拱的噴射順序?yàn)樽怨澳_至拱頂。噴射時(shí)噴頭應(yīng)作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。

5 噴射混凝土的質(zhì)量控制

5.1 材料管理

材料質(zhì)量直接影響噴射混凝土的各項(xiàng)性能，因此每次噴混凝土作業(yè)前，需對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)的原材料進(jìn)行檢查,合格后方可用作噴射混凝土的材料。隨時(shí)對(duì)噴射混凝土施工的各個(gè)工序進(jìn)行檢查,尤其應(yīng)對(duì)速凝劑的摻量進(jìn)行測(cè)試檢查,保證速凝劑不超摻;對(duì)放置時(shí)間長(zhǎng)的拌合料應(yīng)停止使用。

5.2 人員管理

噴射手的操作水平直接關(guān)系到噴混凝土的效果。因此施工單位對(duì)操作手進(jìn)行了培訓(xùn)和實(shí)地噴射，最后由優(yōu)選出的最佳噴射手擔(dān)任操作手。

5.3 回彈量控制

噴混凝土的回彈率在一定程度上反映了配合比是否合理、骨料是否超徑、噴射手是否操作熟練等，同時(shí)也是控制成本的重要依據(jù)。經(jīng)常對(duì)噴射混凝土的回彈率進(jìn)行測(cè)試,對(duì)粉塵大小進(jìn)行目測(cè),若回彈率和粉塵增大應(yīng)及時(shí)采取措施。試驗(yàn)人員對(duì)回彈率進(jìn)行了跟蹤測(cè)定，并對(duì)配合比作了相應(yīng)調(diào)整，施工單位也對(duì)施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)和控制，最終回彈率控制為：邊墻約15%，頂拱25%。

5.4 強(qiáng)度質(zhì)量控制

經(jīng)常鉆芯取樣對(duì)噴射混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè),與大板切割法制取的試件進(jìn)行對(duì)比,以控制受噴面混凝土的質(zhì)量。用電鉆鉆孔對(duì)隧洞噴射混凝土進(jìn)行不定期的厚度檢測(cè),用測(cè)試數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工,保證噴射混凝土厚度。

5.5 養(yǎng) 護(hù)

養(yǎng)護(hù)是噴射混凝土施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度隨齡期延長(zhǎng)而增大。由于濕噴混凝土的表面較為粗糙，同時(shí)由于拌和物內(nèi)水泥用量和砂率較高，因此為使水泥充分水化以減少和防止產(chǎn)生混凝土不正常收縮裂縫應(yīng)在其終凝后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)應(yīng)采用灑水養(yǎng)護(hù)的方式，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d以保證后續(xù)強(qiáng)度的發(fā)展。當(dāng)噴射混凝土周圍的空氣濕度達(dá)到或超過(guò)85%時(shí)，經(jīng)監(jiān)理人同意，可準(zhǔn)予自然養(yǎng)護(hù)。

5.6 特殊部位處理

為確保支護(hù)安全、可靠，對(duì)于Ⅴ類圍巖通常都采用U形鋼拱架進(jìn)行支護(hù)，鋼拱架間距設(shè)計(jì)在1m左右。這就提高了對(duì)濕噴射混凝土的施工技術(shù)與質(zhì)量的要求。一般設(shè)鋼拱架的洞段巖石破碎,搞好噴射顯得尤為重要。宜采用低風(fēng)壓、近距離、變換噴射角度的方式進(jìn)行。風(fēng)壓宜控制在0.2～0.3MPa，距離在0.8m左右。必須從填充拱架和巖面之間的空隙、巖面裂隙開(kāi)始噴射混凝土。噴頭沿拱架從拱腳向拱頂移動(dòng)。鋼拱架與圍巖之間的空隙必須用噴射混凝土填充密實(shí),對(duì)于鋼拱架的兩側(cè),必須進(jìn)行一次或兩次的補(bǔ)噴,并用混凝土將鋼拱架包裹嚴(yán)實(shí),使其與噴射混凝土構(gòu)成整體受力體系；否則在鋼架和鋼筋網(wǎng)表面會(huì)形成一個(gè)混凝土殼，而在鋼筋網(wǎng)背后、鋼架背后易形成空洞。

通過(guò)上述幾方面的控制，坪頭水電站引水隧洞濕噴混凝土完成后，按規(guī)范要求對(duì)濕噴射混凝土采用現(xiàn)場(chǎng)噴大板法并結(jié)合實(shí)物鉆孔取芯進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度隨機(jī)抽樣檢測(cè)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：采用較高石粉含量的細(xì)晶白云巖人工骨料配制的濕噴射混凝土質(zhì)量指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工要求，混凝土強(qiáng)度保證率達(dá)到90%以上，整體評(píng)定達(dá)到DL/T 5181-2003《水電水利工程錨噴支護(hù)施工規(guī)范》規(guī)定的對(duì)噴射混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)與評(píng)定要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)坪頭水電站引水隧洞濕噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制方法研究，提出了符合工程要求的濕噴射混凝土配合比和現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制措施，較好地完成了特定原材料條件下隧洞濕噴射混凝土的施工和質(zhì)量控制。通過(guò)組織濕噴射混凝土投產(chǎn)前的工藝性試驗(yàn)，合理調(diào)整施工配合比各原材料、機(jī)具使用參數(shù)、噴射方法方式等，有效地指導(dǎo)了現(xiàn)場(chǎng)施工以及噴射混凝土施工質(zhì)量的控制，同時(shí)也縮短了隧洞施工工期，確保了工程進(jìn)度。經(jīng)過(guò)四方組織的工程驗(yàn)收，整體評(píng)定滿足設(shè)計(jì)要求。2011年3月引水隧洞歷經(jīng)1個(gè)月的充水試驗(yàn)，經(jīng)沖水后放空檢查，濕噴射混凝土段光面、完整、無(wú)掉塊、塌空和剝蝕現(xiàn)象，過(guò)水驗(yàn)收順利通過(guò)。2011年5月首臺(tái)機(jī)組順利發(fā)電，同年7月三臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電，目前工程運(yùn)行良好。

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[2] 王毅才．隧道工程[M]．北京：人民交通出版社，1987．

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