涵洞噴射混凝土襯砌施工工藝及質(zhì)量控制

□秦明生（駐馬店市水利工程質(zhì)量監(jiān)督站）

1.工程概況

宋家場水庫是長江流域漢水水系唐河支流泌陽河上游的重要控制工程，水庫控制流域面積186km2，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧養(yǎng)殖、發(fā)電、旅游等綜合利用的大（2）型水庫。水庫主要建筑物有主壩、副壩、溢洪道、左岸輸水涵管、左岸輸水隧洞及電站除險(xiǎn)加固等。工程分二期進(jìn)行。一期主要有主壩及左岸輸水涵管工程。

左岸輸水涵管位于河槽左岸，主壩下埋管與大壩（樁號(hào)0+182）軸線垂交。工程有進(jìn)口、洞身、出口，出口南北灌渠渠道及尾水渠組成。原洞身為110＃鋼筋混凝土壓力管道，內(nèi)徑為2.0m，全長58m，鋪設(shè)于三絞拱廊道和坐墊上。廊道寬3.56m，底板為400mm 厚混凝土反拱底板，兩側(cè)為700mm 厚的漿砌有側(cè)墻，拱頂為300mm 厚混凝土拱頂。本次將鋼筋混凝土管道拆除，更換為內(nèi)徑2.2m 的鋼管，仍鋪設(shè)于原坐墊上。將廊道加固處理，頂部掛鋼筋網(wǎng)，噴C25 混凝土0.1m 厚。

2.噴射混凝土的施工要求

2.1 施工準(zhǔn)備

噴射混凝土施工需要分區(qū)分程進(jìn)行，一般是先墻后拱，自下而上進(jìn)行，這種方式可以防止濺落的灰漿附于未噴到巖面上，保證混凝土與光面的粘結(jié)噴射區(qū)的面積劃分應(yīng)根據(jù)速凝劑效果而定。通常分段長度不超過6m，噴射高度以1.5m 為宜，噴射施工前應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作：

一是搭設(shè)噴射作業(yè)臺(tái)。二是檢查控面是否欠挖，以保證設(shè)計(jì)的斷面面積的噴混凝土支護(hù)的最小厚度。三是檢查預(yù)埋件的位置和數(shù)量是否符合設(shè)計(jì)要求。四是在噴射前有高壓水沖洗巖面裂縫中的塵污浮石并撬除松動(dòng)石塊。五是埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標(biāo)志物件，并進(jìn)行鋼筋安裝。

2.2 噴槍操作

噴槍操作必須使噴嘴呈螺旋形劃圈，圈的直徑20～30cm并使料呈螺旋狀橫向移動(dòng)。通常采用“一距三度”的操作方法，即控制噴射距離、噴射角度、噴射濃度和一次噴射厚度等四個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1和圖2。

圖1 噴射區(qū)劃分示意圖

圖2 料流軌跡與噴射角度示意圖

噴射距離一般為0.8～1.2m，噴射角一般控制在70～90°，噴射濃度定當(dāng)。噴射料流呈暗灰色，噴射面呈現(xiàn)麻點(diǎn)且無坍滑現(xiàn)象，而且回彈量和粉塵量都少，噴射濃度過小（即物料水灰比）時(shí)料流呈白灰霧狀，噴射面呈現(xiàn)光亮且有滑移現(xiàn)象。為了減少粉塵，開始噴射時(shí)宜稍微加入水量，噴射混凝土是無模成形的，在施工過程中其自重主要靠它與噴射面之間的粘結(jié)力來平衡。因?yàn)榛炷猎诮K凝以前粘結(jié)力很小，而且凝結(jié)硬化需要一定時(shí)間，因此對每次噴射厚度和噴層間歇時(shí)間的控制很重要。一般在摻有速凝劑時(shí)，墻的一次噴射厚度為4～6cm，拱部為2～4cm，噴層間歇時(shí)間控制在15-30min 之間。

此外，還應(yīng)當(dāng)正確掌握噴射機(jī)工作室的風(fēng)壓，以保證噴射作業(yè)的正常進(jìn)行。風(fēng)壓過大，噴射速度高，混凝土回彈量大，粉塵多水泥耗量多；風(fēng)壓小則混凝土不密實(shí)，通常在噴射邊墻時(shí)保持風(fēng)壓為108～127KPa，噴射拱部時(shí)，保持風(fēng)壓為167～196KPa。

由于噴射混凝土水泥用量大，而且又摻有速凝劑，所以凝結(jié)硬化快，必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，一般在噴射混凝土后1-2h，即開始灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)以保持混凝土有足夠的濕潤狀態(tài)為宜，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7-14d。

3.質(zhì)量控制的要點(diǎn)

3.1 干式混凝土噴射的原材料要求

3.1.1 水泥

應(yīng)優(yōu)先選用強(qiáng)度等級為不低于32.5 的普通硅酸鹽水泥，或不低于42.5 的礦渣硅酸鹽水泥。但礦渣硅酸鹽水泥的品質(zhì)變化較大，使用前應(yīng)進(jìn)行速凝劑的相容性試驗(yàn)。必要時(shí)經(jīng)過試驗(yàn)論證也可以用噴射水泥“，雙快水泥”起早強(qiáng)水泥等特種水泥。

3.1.2 骨料

骨料又分粗骨料及細(xì)骨料，粗骨料噴射混凝土的最大粒徑，應(yīng)小于噴射機(jī)輸送管最小直徑的1/3～2/5，且最大粒徑不得超過20mm，建議最大粒徑為15mm 以減少回彈量。噴射混凝土宜采用細(xì)度模數(shù)>2.5 的天然砂或人工砂；或者選用平均粒徑為0.35～0.50mm 的中砂或>0.50mm 的粗砂。

3.1.3 速凝劑

速凝劑也是噴射混凝土中最重要的一種原材料，采用河南省鄭州巨源混凝土外加劑有限公司產(chǎn)品JHYS 速凝劑。JHYS 速凝劑分為JHY-LS（粉劑）、JHY-NS（液體）兩種。JHY-LS 是由各種無機(jī)礦物質(zhì)復(fù)合磨細(xì)而成，JHY-NS 是由無機(jī)，有機(jī)胺類多種化學(xué)成分復(fù)合而成。這兩種速凝劑主要是使混凝土或砂漿迅速凝結(jié)硬化，主要用于噴射混凝土，砂漿及堵漏搶險(xiǎn)工程的一種外加劑，本品執(zhí)行JC477-92 標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 配合比的選擇

3.2.1 對砂率的要求

選好噴射混凝土的原材料，但混凝土的配合比也相當(dāng)重要。噴混凝土的配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足能得到所需強(qiáng)度回彈量少、粉塵量少、黏附性好，能獲得密實(shí)的混凝土，不易發(fā)生輸送堵塞。噴射混凝土水灰比也最為重要，噴射混凝土的水灰比是0.49。砂率為50%，坍落度為80～120mm。

3.2.2 配合比的要求

噴射混凝土應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牟牧线M(jìn)行試驗(yàn)論證。宋家場水庫左岸輸水洞涵洞采用干式噴射混凝土。噴射混凝土的配合比（質(zhì)量比）水泥：砂：碎石（5～10mm）:水：外加劑=1:1.77:1.75：0.49：0.05。

4.質(zhì)量檢查

噴混凝土施工的要求是表面平整，不出現(xiàn)干斑疏松脫裂隙露筋等現(xiàn)象并力求減少回彈量。

噴射混凝土的質(zhì)量檢查也是最為重要的，在噴的過程中，要檢查受噴的厚度及外觀質(zhì)量、密實(shí)度、配合比等各項(xiàng)的施工檢查。如外觀檢查，在噴射過程中要及時(shí)檢查噴混凝土表面是否有松動(dòng)、開裂、下墜、滑落等現(xiàn)象并及時(shí)清理重噴。密實(shí)度檢查時(shí)，當(dāng)噴混凝土到一定的強(qiáng)度后，可用錘擊聽聲法進(jìn)行檢查，檢查有空鼓、脫殼現(xiàn)象要及時(shí)進(jìn)行處理。配合比檢查是在噴射過程中，要及時(shí)測回彈率和混凝土實(shí)際配合比，根據(jù)測量結(jié)果對混凝土拌和配合比作調(diào)整。