淺談噴射混凝土的質(zhì)量控制

索志明

（洋縣卡房水庫建設(shè)局 陜西 洋縣 723300）

1 前言

噴射混凝土在現(xiàn)代工程施工邊坡加固、洞室襯砌處理中越來越得到廣泛的應(yīng)用。它具有投資少，生產(chǎn)效率高，施工簡單、方便，且易熟練掌握等特點(diǎn)，因而在現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)、施工單位，噴射混凝土施工技術(shù)受到人們越來越多的青睞和應(yīng)用。但是，如何保證噴射混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以及如何防止噴射混凝土噴層間產(chǎn)生裂縫，甚至掉皮脫落等質(zhì)量問題卻是施工單位一直關(guān)心的重要話題。在寧夏沙坡頭北干渠延伸段隧洞工程施工過程中本人曾從事過監(jiān)理工作，現(xiàn)就自己對該工程高邊坡和地下隧洞工程噴射混凝土施工有關(guān)質(zhì)量控制，從施工方法和控制要點(diǎn)上談幾點(diǎn)自己的看法。

2 工程概況

寧夏沙坡頭北干渠延伸段隧洞工程隧道總長4.9km，該工程共4個(gè)標(biāo)段，隧道軸線距地表13m～27m，隧洞比降為1/1000。該工程隧洞地質(zhì)巖性比較復(fù)雜，其中Ⅰ、Ⅱ標(biāo)以砂巖為主；Ⅲ標(biāo)以砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖為主；Ⅳ標(biāo)以泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖為主。工程地下水豐富，呈鹽堿性，工程使用水泥為高抗硫酸鹽水泥。該工程隧洞襯砌支護(hù)分兩步進(jìn)行：初期支護(hù)和二次襯砌。其中，初期支護(hù)就采用了噴射混凝土加固施工技術(shù)。初期支護(hù)是在隧洞開挖成型后進(jìn)行拱架支撐、網(wǎng)片安裝，然后進(jìn)行混凝土噴護(hù)，起到臨時(shí)、短期固定圍巖，防止圍巖脫落下塌的作用。

3 噴射混凝土施工質(zhì)量的控制

3.1 噴射距離的控制

混凝土的噴射距離是指噴槍噴射口與受噴面間的最佳距離。在噴射混凝土的施工過程中，噴射距離直接影響到噴射混凝土的強(qiáng)度質(zhì)量。噴射距離太遠(yuǎn)，噴射到坡面的混合料不密實(shí)，混凝土的內(nèi)部容易形成空洞，粗細(xì)骨料分離嚴(yán)重；噴射距離太近，噴射到坡面的混合料過于集中，粗細(xì)骨料不能充分參合均勻，且粗骨料返彈嚴(yán)重。因而，在施工過程中，砼噴射距離不能太近也不能太遠(yuǎn)，否則會(huì)影響混凝土的噴射效果，且距離太近，骨料返彈嚴(yán)重，浪費(fèi)較大。只有在施工過程中，根據(jù)所使用的配料和水灰比的不同、坡面坡度等，經(jīng)過多次反復(fù)地實(shí)驗(yàn)，以使噴射到坡面的混合料和水充分拌和均勻，達(dá)到混凝土回彈率最小和強(qiáng)度最高來確定噴射混凝土的最佳噴射距離。

在實(shí)際施工過程中，噴射手需沿坡面做上下或左右不停的走動(dòng)，且在不同的坡面噴射手的操作角度會(huì)不相同，混凝土的噴射距離會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化。經(jīng)驗(yàn)證明，混凝土的噴射距離一般控制在0.8m～1.2m范圍內(nèi)較為合適。寧夏沙坡頭北干渠延伸段隧洞工程洞口邊坡支護(hù)噴射距離1.0m～1.1m，洞內(nèi)初期支護(hù)噴射距離1m左右。

3.2 噴射角的控制

混凝土的噴射角，即混凝土噴射方向與受噴面間的夾角。在噴射混凝土的施工過程中，混凝土的噴射角原則上要求垂直于坡面且稍微向剛噴射過的部位傾斜10°左右。由于某些部位會(huì)受腳手架或其他障礙物的影響，混凝土的噴射角也會(huì)隨障礙物稍有改變，但混凝土噴射角不能超出一定的角度范圍。具體而言，當(dāng)混凝土的噴射線偏離坡面法線較大時(shí)，噴射出的砼混合料部分原材料就無法噴射吹打到坡面上，混合料中的粗細(xì)骨料不能很好地黏結(jié)在一起，粗骨料返彈滾落嚴(yán)重，混凝土回彈率增大。這樣，既造成了砼混合料材料的浪費(fèi)，又使砼配合比不能有效去執(zhí)行，進(jìn)而保證不了混凝土的噴射強(qiáng)度。由此看來，控制混凝土的噴射角在噴射混凝土施工中具有十分重要的作用。

在寧夏沙坡頭隧洞工程施工中，洞內(nèi)外及高邊坡支護(hù)噴射混凝土施工的噴射角基本控制在65°～90°范圍以內(nèi)。實(shí)踐證明，這個(gè)角度范圍比較經(jīng)濟(jì)合理。

3.3 水灰比的控制

水灰比的大小對噴射混凝土的強(qiáng)度尤為重要。水灰比過大，混凝土噴料易滑移、脫落，凝結(jié)后表面容易起皺、拉毛；水灰比太小，噴料粉塵多，骨料回彈率高，混合料黏結(jié)性差，易自動(dòng)脫落。由于噴射混凝土的用水量不能準(zhǔn)確計(jì)算，往往在施工中砼用水量的大小主要由噴射手憑經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)場確定，因而噴射手的噴射經(jīng)驗(yàn)在噴射混凝土的施工中是非常重要的。在干式噴射混凝土施工中，由于砂石料、水及水泥屬于現(xiàn)場參合攪拌，有經(jīng)驗(yàn)的噴射手常常憑自己的感覺，隨時(shí)觀察噴射到坡面的混合料與水的拌和黏結(jié)情況，根據(jù)拌和料顏色灰暗度、黏結(jié)程度隨時(shí)調(diào)整噴槍供水量的大小，以便使混凝土的和易性達(dá)到目標(biāo)要求，從而保證混凝土的噴射質(zhì)量。通過長期噴射的經(jīng)驗(yàn)證明，混合料的水灰比應(yīng)控制在0.4～0.5之間為宜。另外，骨料在使用前8小時(shí)宜灑水使之充分濕潤，以促進(jìn)骨料與水泥的充分黏合，骨料含水率以5%～7%為宜。

寧夏沙坡頭隧洞工程Ⅰ、Ⅱ標(biāo)因以砂巖為主，且滲水量較大，施工時(shí)噴射混凝土水灰比相對較小，施工配合比強(qiáng)度相對較高；Ⅳ標(biāo)以泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖為主，噴射混凝土水灰比相對較大，施工配合比強(qiáng)度相對較低。

3.4 混凝土的噴射厚度

混凝土一次噴射厚度主要與噴射混凝土與受噴面之間的粘結(jié)力和受噴部位有關(guān)。每次噴射厚度太薄，骨料易回彈；每次噴射厚度太厚易出現(xiàn)噴層下墜，流淌，或與受噴面間出現(xiàn)空殼。經(jīng)驗(yàn)證明：加速凝劑混凝土，每次噴射厚度拱部50mm～70mm，邊墻 70mm～100mm；不加速凝劑混凝土，每次噴射厚度拱部30mm～50mm，邊墻60mm～70mm。

3.5 混凝土噴層的時(shí)間間隔及噴層間的處理

混凝土分層噴射一般分2～3層。分層噴射合理的時(shí)間間隔應(yīng)根據(jù)水泥品種、速凝劑種類及參量、施工溫度和水灰比大小等因素，并結(jié)合混凝土終凝情況而定。在常溫下，采用紅星一型速凝劑，可在5min～10min進(jìn)行下一次噴射；常用碳酸鈉速凝劑，最少要在30min之后才能進(jìn)行下一次噴射。

在噴射混凝土施工過程中，因故中斷噴射作業(yè)，施工過程時(shí)有發(fā)生。而對于噴射作業(yè)停歇時(shí)間過長或混凝土表面已終凝的施工接縫我們該怎樣處理呢？筆者認(rèn)為，可采用高壓水沖洗，并用同標(biāo)號或大標(biāo)號的砂漿進(jìn)行噴護(hù)處理以繼續(xù)混凝土的噴射施工。重要部位或防滲要求較高的部位，可在采取人工鑿毛，高壓水沖洗及大標(biāo)號砂漿噴護(hù)處理后再繼續(xù)噴射施工。對于噴層混凝土未終凝的停歇，在下一次噴射時(shí)，可用同標(biāo)號或大標(biāo)號的砂漿進(jìn)行噴護(hù)處理再進(jìn)行混凝土噴射施工；對于噴層混凝土已終凝而進(jìn)行下一次噴射時(shí)，可采用高壓水將噴層混凝土表面的乳膜、浮塵等雜物沖洗干凈，然后再進(jìn)行混凝土的噴射施工。這樣，既可以解決混凝土噴層之間的裂縫、掉塊脫落現(xiàn)象，又能保證混凝土的結(jié)構(gòu)整體性。

4 優(yōu)越性及局限性

噴射混凝土在現(xiàn)代工程邊坡加固、洞室襯砌處理中被廣泛應(yīng)用。它具有生產(chǎn)效率高，施工簡單、方便，且易熟練掌握等特點(diǎn)。但由于噴射混凝土一次噴層一般都較?。ㄟ厜Σ怀^10 cm，拱頂不超過7cm），故其只能用于臨時(shí)支護(hù)，起到臨時(shí)、短期固定圍巖，防止圍巖脫落下塌的作用。對于結(jié)構(gòu)要求較高的大體積混凝土，一般還是使用模板，鋼模臺(tái)車加固澆筑施工較好。

另外，噴射混凝土施工配合比不易確定，施工中往往骨料反彈嚴(yán)重，材料損耗浪費(fèi)較大。高邊坡及坡度太大的邊墻、隧道開挖施工噴射時(shí)往往需要錨桿及鋼筋網(wǎng)片聯(lián)合支護(hù)以確保圍巖穩(wěn)定和施工安全。

5 應(yīng)注意的問題

噴射混凝土由于本身用水量較小，為了保證混凝土在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保混凝土的強(qiáng)度和耐久性，防止混凝土產(chǎn)生裂縫和脫落，在每次噴射施工后應(yīng)盡早進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。通常，混凝土噴射完畢后12h應(yīng)覆蓋、灑水養(yǎng)護(hù)。普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d，對摻用速凝劑、礦物摻合料等有抗?jié)B性要求的混凝土，不得少于14d。

6 結(jié)語

噴射混凝土施工簡單、方便，易于熟練掌握，是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)與施工發(fā)展的方向。通過寧夏沙坡頭北干渠延伸段隧洞工程施工的應(yīng)用來看，它確實(shí)為工程的開挖支護(hù)鞏固圍巖穩(wěn)定創(chuàng)造了條件，為工程二次襯砌緩和了時(shí)間，為洞內(nèi)作業(yè)人員創(chuàng)造了安全環(huán)境。通過該工程施工本人雖然總結(jié)了一些施工經(jīng)驗(yàn)，但它的技術(shù)研究和設(shè)備改進(jìn)還有待于我們繼續(xù)去探索。陜西水利