噴射混凝土在隧道支護(hù)中的應(yīng)用探討

【摘要】本文通過(guò)結(jié)合某隧道情況，對(duì)隧道洞身Ⅳ級(jí)圍巖初期支護(hù)采用C25噴射混凝土，Ⅴ級(jí)圍巖采用C30噴射混凝土，均采用濕噴工藝?？偨Y(jié)出該隧道支護(hù)中應(yīng)用濕噴混凝土施工技術(shù)措施，提出合理的混凝土拌制技術(shù)以及噴射混凝土工藝，為同類(lèi)工程提供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】隧道支護(hù)；噴射混凝土；混凝土拌制

1.工程概況

某隧道全長(zhǎng)5870.4m，進(jìn)口里程DK332+832.6，出口里程DK330+703，為雙線(xiàn)隧道。最大埋深為175m，最淺埋深在華家溝，拱頂以上埋深僅為2m。隧道洞身在DK330+280～DK330+705段通過(guò)灰?guī)r區(qū)，地面調(diào)查中發(fā)現(xiàn)灰?guī)r有輕微巖隙、溶孔發(fā)育，局部地段巖層理面和節(jié)理延伸，屬巖溶微弱發(fā)育區(qū)。V級(jí)圍巖885.4m，IV級(jí)圍巖4985m，屬于長(zhǎng)大軟弱圍巖隧道。洞身Ⅳ級(jí)圍巖初期支護(hù)采用C25噴射混凝土，Ⅴ級(jí)圍巖采用C30噴射混凝土，均采用濕噴工藝，隧道Ⅴ級(jí)圍巖段采用全環(huán)鋼架、Ⅳb型采用拱墻型鋼鋼架；Ⅳ級(jí)圍巖設(shè)小導(dǎo)管超前支護(hù)、Ⅴ級(jí)圍巖設(shè)小導(dǎo)管及中、大管棚超前支護(hù)。

2.施工準(zhǔn)備技術(shù)

對(duì)開(kāi)挖已驗(yàn)收合格，要進(jìn)行噴砼施工的部位，首先由測(cè)量人員用紅油漆標(biāo)出其高程和樁號(hào)，然后對(duì)巖石表面進(jìn)行細(xì)致的撬挖與清理。撬挖清理完畢后，若需裝錨桿或掛鋼絲網(wǎng)，則先進(jìn)行錨桿或鋼絲網(wǎng)的施工，然后用壓力水槍或風(fēng)槍對(duì)受?chē)娒嫠缮⒌哪嗤良半s物等進(jìn)行徹底清洗。清洗完畢后，作業(yè)班組先自己認(rèn)真檢查；自檢合格后，班組填寫(xiě)好驗(yàn)收記錄表報(bào)送工段進(jìn)行二檢驗(yàn)收；二檢驗(yàn)收合格后報(bào)項(xiàng)目部質(zhì)控辦執(zhí)行三檢驗(yàn)收；三檢驗(yàn)收合格后報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收。監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格，倉(cāng)面準(zhǔn)備就緒。所有原材料都必須是經(jīng)業(yè)主和監(jiān)理批準(zhǔn)、進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收合格的產(chǎn)品，否則不能使用。原材料必須有足夠的儲(chǔ)備量。噴砼前，要對(duì)原材料的儲(chǔ)備量進(jìn)行核實(shí)，根據(jù)原材料噴射的實(shí)際儲(chǔ)量重新確定噴射面積。

混凝土噴射前對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，噴射前設(shè)備必須完好。工段對(duì)基巖面上松動(dòng)的石塊及浮土用人工仔細(xì)進(jìn)行撬挖與清理。施工人員對(duì)標(biāo)記區(qū)用壓力水槍或風(fēng)槍將受?chē)妿r面的泥土和雜物等徹底清洗干凈。設(shè)計(jì)有鋼絲網(wǎng)的部位，按設(shè)計(jì)要求掛好鋼絲網(wǎng)；基礎(chǔ)面清洗完畢后，用鋼筋或錨桿按約3.0x3.0m的間距作好噴砼厚度標(biāo)記；同時(shí)對(duì)倉(cāng)面準(zhǔn)備就緒，作業(yè)班組先自己認(rèn)真檢查。

3.濕噴混凝土施工技術(shù)

3.1混凝土拌制

為有效地確?；炷涟柚瀑|(zhì)量，拌和前，首先檢查提供的配合比是否有誤；結(jié)合砼配合比清單，認(rèn)真調(diào)試好拌和站的稱(chēng)量系統(tǒng)和運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。對(duì)于混凝土采取現(xiàn)場(chǎng)拌制時(shí)，須將實(shí)驗(yàn)室提供的配合比進(jìn)行換算并制成以下表格，以便現(xiàn)場(chǎng)稱(chēng)量。當(dāng)某種配比采用較多時(shí)，為了省略繁瑣的稱(chēng)量過(guò)程，可自制一批專(zhuān)用量具以節(jié)省時(shí)間，加快進(jìn)度。自制的量具使用前須進(jìn)行率定，使用時(shí)也必須嚴(yán)格按率定的刻度稱(chēng)量。施工人員要精確地控制水量。干噴砼的水灰比在0.40-0.45之間。水量不足，則粉塵多；水量過(guò)多，則新噴的砼會(huì)從開(kāi)挖面上流下來(lái)。為了讓水更好地濕潤(rùn)混合料，建議進(jìn)水口設(shè)在噴嘴末端后1-3m。

3.2噴射作業(yè)

倉(cāng)面驗(yàn)收合格后，應(yīng)及時(shí)通知實(shí)驗(yàn)室按設(shè)計(jì)配合比拌制砼。否則倉(cāng)面停留時(shí)間太長(zhǎng)，須重新清洗和驗(yàn)收。砼拌好后，按以下步驟和操作方法施噴：⑴用水灰比為1：2的凈水泥漿潤(rùn)滑噴車(chē)（機(jī)）的料斗及輸料管路。⑵噴射開(kāi)始，先對(duì)噴車(chē)（機(jī)）送風(fēng)和水，并檢查和調(diào)整風(fēng)與水的壓力。不同設(shè)備，風(fēng)水壓力略有差別。風(fēng)力不足，砼噴不到工作面；風(fēng)力太猛，則骨料回彈多，粉塵嚴(yán)重。一般控制為：風(fēng)壓0.9Mpa，水壓0.4Mpa（熟悉該設(shè)備的熟練操作手對(duì)此參數(shù)的調(diào)控應(yīng)十分準(zhǔn)確）。風(fēng)水壓力調(diào)好后打開(kāi)主機(jī)下料。⑶砼進(jìn)入噴車(chē)（機(jī)）料斗后，在起動(dòng)主機(jī)的同時(shí)，調(diào)整噴車(chē)（機(jī)）的噴射速度。不同品牌和型號(hào)的設(shè)備，噴車(chē)（機(jī)）的噴射速度不同，具體選用噴速檔位，應(yīng)根據(jù)噴車(chē)的現(xiàn)狀及砼的生產(chǎn)能力而定。⑷噴射砼時(shí)，要注意控制噴槍到受?chē)娒娴木嚯x和角度?？紤]到噴射手的施工安全，噴嘴到受?chē)娒娴木嚯x不宜太近；考慮到砼料束在噴射過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀況，顯然不宜太遠(yuǎn)。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)告訴我們：當(dāng)采用人工噴射時(shí)，宜為0.6～1.0m。噴嘴與受?chē)娒娴拇咕€(xiàn)夾角宜控制在10～15。。這樣便可達(dá)到“回彈量最低，密實(shí)度最好”的最佳噴射效果。

為了使砼噴射均勻，減少不規(guī)范操作的影響，除嚴(yán)格控制距離和角度外，還要注意噴射的方式與順序。噴射的方式主要有以下兩種：一種是砼按條弧形上下噴射，料束從左到右（或反之）平行疊加；另一種是砼按約300mm的螺旋形噴射，料束以一圈壓半圈從左到右（或反之）作橫向移動(dòng)。通過(guò)實(shí)踐比較，后一種方式噴射質(zhì)量及回彈量比較容易控制，效率也較高，所以一般均采用后一種噴射方式。噴射的總順序?yàn)樽韵露?。剛噴的砼有一定流?dòng)性，一次噴射的厚度須進(jìn)行控制。一般垂直邊墻為6～8cm，拱頂4～6cm，斜坡面可適當(dāng)加厚。

當(dāng)砼需分層噴射時(shí)，兩次噴射的時(shí)間間隔不宜過(guò)短。摻速凝劑時(shí)一般為15分鐘以上，即終凝后再?lài)娤乱粚?。為了兩次噴射的砼能密貼，一般不超過(guò)1小時(shí)。若超過(guò)1小時(shí)，噴射前應(yīng)把浮在表面上的回彈料清理干凈，并噴水濕潤(rùn)砼表面，確保層間粘結(jié)良好。砼噴射完畢或被迫中斷時(shí)，先停主機(jī)，最后關(guān)風(fēng)閥。噴槍和輸料管內(nèi)的集料要及時(shí)排除并清洗噴槍與輸料管。

3.3綜合治水噴護(hù)

（1）針對(duì)大面積滲滴水的處理。先找出水源點(diǎn)，由水源點(diǎn)遠(yuǎn)處噴護(hù)、逐漸向水源點(diǎn)推移，將水集中后在水源點(diǎn)處鑿10cm左右的喇叭口，用快速水泥包裹導(dǎo)水管的一端，待水泥漿即將凝固時(shí)用力將其壓入喇叭口，待導(dǎo)水管在巖石上固定后，再?lài)娀炷良庸虒?dǎo)水管。

（2）針對(duì)有壓漏水的處理。首先估計(jì)出水線(xiàn)的走向，然后鉆孔將水導(dǎo)出，再用以上辦法處理。

（3）針對(duì)大裂隙水的處理。首先在出水口下側(cè)斜向打一個(gè)或幾個(gè)深1.2-1.8m的鉆孔，安裝導(dǎo)管將水導(dǎo)出，然后用片石或速凝砂漿填堵裂縫，再在片石垛外用混凝土封閉。

4.混凝土養(yǎng)護(hù)、強(qiáng)度試驗(yàn)與厚度檢查

噴混凝土灑水養(yǎng)護(hù)可減少干縮開(kāi)裂，確保其強(qiáng)度增長(zhǎng)。噴護(hù)作業(yè)完成2小時(shí)以后即可開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14天。噴砼的強(qiáng)度試驗(yàn)采用現(xiàn)場(chǎng)取樣。每噴50-100m2取樣一組，每組不少于3個(gè)。砼方量不到50m2的獨(dú)立工程，取樣至少一組。當(dāng)砼原材料或配合比發(fā)生變更時(shí)，須另取一組?，F(xiàn)場(chǎng)取樣的具體操作，根據(jù)規(guī)范規(guī)程、合同協(xié)議及監(jiān)理工程師指令執(zhí)行。

當(dāng)砼噴完7天后即可采取定點(diǎn)取芯法進(jìn)行厚度檢查。針對(duì)洞室開(kāi)挖：檢查點(diǎn)位按斷面分組，取樣斷面的數(shù)量按表一確定。長(zhǎng)度不足的獨(dú)立工程至少取一個(gè)斷面。每個(gè)取樣斷面的檢查點(diǎn)從拱頂中線(xiàn)起，每隔2-3m設(shè)一個(gè)，但拱頂至少3個(gè)，全斷面不少于5個(gè)。針對(duì)露天坡面：每50-100m2取一組，不到50m2的獨(dú)立工程至少取一組。每組隨機(jī)取3個(gè)點(diǎn)。特殊部位按監(jiān)理工程師指示取點(diǎn)。

5.結(jié)語(yǔ)

根據(jù)某隧道洞身圍巖情況，對(duì)其洞身采取濕噴混凝土支護(hù)施工。從混凝土拌制、混凝土噴射施工出發(fā)來(lái)系統(tǒng)探討該施工工藝的具體實(shí)施過(guò)程，同時(shí)結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出一些切實(shí)可行的施工技術(shù)措施，有效地確保濕噴混凝土支護(hù)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]徐永杰；郭偉；崔金福.噴射混凝土在隧道支護(hù)中的應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2004（9）.