淺談隧道工程中濕法噴射混凝土的施工工藝

遲一恒

摘 要：對于我國而言，濕法噴射混凝土的施工屬于一項新興的工藝技術(shù)，該工藝的運用具有極為顯著的優(yōu)點，具有較高的生產(chǎn)效率。特別是在地下施工中，能夠?qū)⑹┕ぷ鳂I(yè)的條件得到有效改善，促使混凝土的穩(wěn)定及牢固得到保障。

關(guān)鍵詞：隧道工程；濕法噴射；混凝土施工

中圖分類號：U445.48 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）11-0169-01

1 濕法噴射混凝土施工的分析

嚴(yán)格按照配合比要求在水泥混凝土拌和站實施成品混凝土的生產(chǎn)，將混凝土向作業(yè)面實施運輸，采用濕式噴射混凝土機械設(shè)備壓送至噴嘴部位，在噴嘴處對速凝劑實施添加后進行高速噴出。整個施工過程則稱之為濕法噴射混凝土施工。在混凝土高速噴射過程中，應(yīng)將混凝土與速凝劑實施充分結(jié)合，通過沖擊圍巖最終產(chǎn)生混凝土噴層。濕噴法運用的水灰比較小，在拌和機內(nèi)，混凝土進行充分拌和，準(zhǔn)確地將砂石料及減水劑的用量進行空盒子，結(jié)合在噴射過程中對速凝劑的添加，使得產(chǎn)生較強的濕法噴射混凝土強度。存在較高的早期強度，且回彈量少，對材料的節(jié)約發(fā)揮了一定作用，減少粉塵污染的現(xiàn)象出現(xiàn)，有效改善了施工環(huán)境。正是由于濕法噴射混凝土存在的該類優(yōu)勢，從而得到有效的應(yīng)用。

2 濕法噴射混凝土的應(yīng)用

2.1 施工前的準(zhǔn)備

在工程施工之前，應(yīng)先對隧道準(zhǔn)備噴射施工的開挖輪廓進行檢查，看其是否與設(shè)計要求相符。測量人員應(yīng)先對受噴圍巖的基本尺寸進行測量，采用補鑿的方式對欠挖部位進行施工，并實施敲幫找頂、浮石清除。對圍巖面采用高壓水或高壓風(fēng)實施沖洗。其次，對濕噴機施工的正常與否進行檢查。當(dāng)濕噴機向作業(yè)面進行運入之后，需先實施通電，進行空載運轉(zhuǎn)，對電源供應(yīng)的是否正常進行檢查，并確保風(fēng)壓系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。要求管路及進料口振動篩處于暢通且合適，對濕噴機溜槽進行合理安裝。

2.2 供風(fēng)

供風(fēng)是通過風(fēng)管將集中供風(fēng)的高壓風(fēng)進入混凝土噴射機內(nèi)，在壓縮空氣的推動下，濕噴機內(nèi)的混凝土向噴頭部位進行輸送之后，運用較高的速度向受噴面上進行噴射。在噴射的過程中，混凝土通過沖擊及壓實，從而形成致密的混凝土。通常情況下，應(yīng)將風(fēng)壓控制在0.4～0.6 MPa之內(nèi)，避免由于較大風(fēng)壓導(dǎo)致粗骨料與圍巖產(chǎn)生碰撞，從而形成回彈現(xiàn)象?；蛴捎陲L(fēng)壓過小，使得掛料無法向砂漿層內(nèi)沖進，最終出現(xiàn)脫落問題。最佳風(fēng)壓的控制則是以混凝土回彈量小、表面濕潤觀者以及易粘附等作為判定依據(jù)。

2.3 制備及運輸混凝土

混凝土制備一般是在拌和站內(nèi)進行。優(yōu)先采用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥作為水泥材料，使其強度等級控制在超過32.5，運用滿足要求的碎石作為粗骨料，且粒徑<15 mm即可。采用連續(xù)級配，將堅硬耐久的中粗砂作為細(xì)骨料，且細(xì)度模數(shù)應(yīng)>2.5，通常情況下，混凝土砂率應(yīng)控制在45～55%之間。運用飲用水或滿足要求的水作為工程用手。采用高效減水劑，促使混凝土中存在的水含量得到降低，實現(xiàn)混凝土存在一定的坍落度，通常應(yīng)達(dá)到80～130 mm范圍內(nèi)。控制混凝土的攪拌時間，使其超過2 min，避免不均勻拌和現(xiàn)象出現(xiàn)。采用混凝土罐車向隧道作業(yè)面進行運輸。當(dāng)對罐車進行混凝土轉(zhuǎn)入時，應(yīng)先進行反轉(zhuǎn)，卸完罐內(nèi)存在的殘留水，避免將坍落度加大的現(xiàn)象出現(xiàn)，從而導(dǎo)致混凝土強度降低的問題形成。

2.4 噴射施工

運用由下而上的方式從隧道底進行混凝土噴射，以免噴射時回彈料對已沖洗好的巖面產(chǎn)生污染。在噴射的過程中，噴嘴應(yīng)和巖面存在1 m左右的間距，根據(jù)參照風(fēng)壓要求實施噴射。采用速凝劑管作為混凝土塑料管，避免在改變噴出方式時導(dǎo)致塑料管內(nèi)有別勁、急彎等問題形成，從而引發(fā)堵管或不均勻出現(xiàn)的現(xiàn)象發(fā)生。在噴射的過程中應(yīng)合理控制風(fēng)壓，實施連續(xù)、均勻的上料，料斗應(yīng)村子啊一定量的混合料，為了使噴射的混凝土處于穩(wěn)定且均勻的效果，必滿出現(xiàn)堵管及脈沖等問題，應(yīng)徹底清除振動篩上存在的大骨料和雜物。對混凝土初噴層厚度進行設(shè)計時應(yīng)結(jié)合圍巖及實際施工狀況進行確定。若存在較薄的初噴層時，骨料的不牢固粘接會進一步增加回彈量。當(dāng)存在較厚的額初噴量時，混凝土自重會超過混凝土且與內(nèi)部凝聚力相比，巖面之間的粘結(jié)力較高，造成初噴層墜落的現(xiàn)象發(fā)生，通常情況下，其厚度應(yīng)控制在5 cm左右。

在噴射時，要求施工人員應(yīng)將噴射料與噴面相垂直，料束和噴面的垂直夾角應(yīng)<1～15 ？觷，避免有較大噴射角導(dǎo)致受噴面反彈而出現(xiàn)掉落，提升回彈量或有凹凸不平的波形噴面出現(xiàn)。有的部位存在盲管，為了確保后面有透水空隙存在，噴射施工的過程中應(yīng)運用與盲管正對的方式進行。有的巖面設(shè)置的有鋼筋網(wǎng)片，在混凝土噴射時，應(yīng)盡量縮短噴面之間的距離，并在垂直方向進行一定角度的預(yù)留，確保后續(xù)噴射的混凝土密實度滿足設(shè)計要求。

在混凝土噴射時，應(yīng)與施工設(shè)計要求相結(jié)合，確定出一次噴射的厚度。當(dāng)有不足的噴射厚度存在時，則會出現(xiàn)骨料回彈問題。與設(shè)計要求相比，當(dāng)噴射厚度較高時，噴層會出現(xiàn)下垂、流淌甚至?xí)r空鼓問題。通常情況下，應(yīng)將一次噴射的厚度控制在骨料粒徑的2倍即可。當(dāng)采用濕噴法進行混凝土噴射時，應(yīng)將一次噴射的噴層厚度控制在5 cm，而二次噴射的厚度則最低處于10 cm。合理有效的安排分層噴射的時間間隔。為了將上下層混凝土粘結(jié)滿足設(shè)計要求，在實施二次噴射時應(yīng)先通過噴水濕潤的方式對表面進行處理。

3 濕噴法施工的質(zhì)量控制

3.1 移動噴頭的方式

在噴射的過程中，噴射人員應(yīng)與圍巖具體情況相結(jié)合，運用繞8字、繞S或螺旋線進行慢速操作，促使混凝土厚度滿足要求后分離，然后逐漸擴充至噴射面，在噴射的過程中運用先下后上、先墻后拱的順序進行操作。當(dāng)混凝土表面具有凹凸不平的現(xiàn)象出現(xiàn)時，應(yīng)先填平表面，然后設(shè)置噴頭的形狀，使其處于S型或螺旋狀，實施緩慢且均勻地移動。為了避免出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，在噴射每圈混凝土?xí)r都要求與前面有半圈重疊，每次進行3～4 m的噴射，確?；炷帘砻嫣幱谄巾樓夜饣男Ч?。

3.2 調(diào)整回彈量

當(dāng)混凝土噴射面、鋼筋、巖面及骨料粒徑有碰撞出現(xiàn)時，被擠掉的混凝土則屬于回彈量。導(dǎo)致回彈量產(chǎn)生影響的因素相對較多，例如：水泥用量、水灰比、骨料粒徑、噴射角度、鋼筋量以及濕噴機風(fēng)壓等。一般在初噴時會有較大的回彈量出現(xiàn)，當(dāng)有塑性層形成后由于嵌入的粗骨料會使回彈量逐漸降低。一次噴射厚度應(yīng)最低為4 cm。在回彈料中由于有較少的水泥用量且較多的雜物種類存在，因此避免在濕噴機內(nèi)對回彈料實施放入。

3.3 噴射角和距離的質(zhì)量控制

在噴射施工過程中，控制噴嘴的位置，使其與巖面形成垂直效果。在對邊角實施噴射的過程中，為了對較厚混凝土頂端實施混凝土噴射，應(yīng)將噴嘴向下進行約為10 ？觷的設(shè)置，根據(jù)直徑方向?qū)敳繉嵤﹪娚?。若受噴面被格柵或鋼筋進行覆蓋時，則允許噴頭進行適當(dāng)?shù)膬A斜，同時避免期間存在較小角度造成受噴面混凝土物料出現(xiàn)滾動。當(dāng)有波形噴面產(chǎn)生的同時，還應(yīng)將回彈量加大。與最小回彈量相結(jié)合，即最高強度對噴射距離進行設(shè)計。最好將最小回彈量和集中的料束作為主要條件，通常情況下不允許噴射距離達(dá)到0.2～1.2 m以上，對噴嘴處的空氣壓力進行控制，使其處于0.4～0.6 MPa范圍內(nèi)即可。

3.4 添加速凝劑

在噴射施工現(xiàn)場對速凝劑進行添加，與水泥用量相比，將速凝劑的添加量保持在其3～5%左右。當(dāng)速凝劑添加過量時，會使混凝土強度出現(xiàn)降低。若添加量過小，則會造成已經(jīng)噴射成型的混凝土出現(xiàn)整片脫落，從而形成加到回彈量。

4 結(jié) 語

總之，由于隧道濕法噴射混凝土具有簡單的施工工藝，結(jié)合目前趨于完善的操作，使得在隧道初期支護中得到有效應(yīng)用。通過有效控制濕法噴射混凝土的質(zhì)量，實現(xiàn)隧道工程支護質(zhì)量的有效提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董翔宇，韓曉剛.淺談隧道初期支護噴射混凝土濕噴施工[J].北方交通，2009，（10）.

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