公路隧道施工中噴射混凝土的質(zhì)量控制

袁 永 青

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

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公路隧道施工中噴射混凝土的質(zhì)量控制

袁 永 青

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

結(jié)合噴射混凝土的性能和特點(diǎn)，從拌合用水、水泥、骨料、外加劑四方面，分析了公路隧道施工中噴射混凝土原材料的質(zhì)量控制，并提出了相對(duì)應(yīng)的具體措施，以提升工程的整體質(zhì)量。

噴射混凝土，公路隧道，水泥，外加劑

在科學(xué)技術(shù)水平不斷進(jìn)步和發(fā)展背景下，交通運(yùn)輸行業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展，但同時(shí)作為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的支柱性產(chǎn)業(yè)，受到了社會(huì)各界廣泛的重視。在公路隧道施工中，由于噴射混凝土技術(shù)自身優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在公路隧道施工中，但施工效果將直接影響到工程整體建設(shè)質(zhì)量，這就需要結(jié)合實(shí)際情況，提出合理的控制對(duì)策，把握噴射混凝土質(zhì)量。由此看來，加強(qiáng)對(duì)公路隧道施工中噴射混凝土的質(zhì)量控制研究十分關(guān)鍵，有助于為后續(xù)工程建設(shè)提供一定參考價(jià)值。

1 噴射混凝土的性能和特點(diǎn)

噴射混凝土技術(shù)是一種在公路隧道施工中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，主要是借助混凝土噴射機(jī)，根據(jù)工程混凝土施工要求，對(duì)細(xì)石混凝土拌合料同高壓水按照一定的配合比例進(jìn)行攪拌，借助噴嘴噴射到巖層表面，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)巖層表面的加固處理，形成一層支護(hù)結(jié)構(gòu)，起到對(duì)圍巖加固支護(hù)的作用[1]。噴射混凝土是一種新型支護(hù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)工程建設(shè)要求，動(dòng)態(tài)的控制噴射混凝土厚度，同其他的鋼筋網(wǎng)和鋼拱架配合支護(hù)，構(gòu)建成一種復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)。結(jié)合大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，在應(yīng)用噴射混凝土技術(shù)中，其性能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)噴射混凝土自身強(qiáng)度較高，粘結(jié)力和抗?jié)B性較強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用中可以有效改善巖層中的裂隙，有助于提升巖層結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和安全性，與圍巖協(xié)同作業(yè)。

2)噴射混凝土施工中，有機(jī)整合混凝土輸送、澆筑和振搗工序，促使施工活動(dòng)更加便捷高效。軟弱圍巖隧道施工中應(yīng)用復(fù)合式襯砌施工結(jié)構(gòu)，較之整體式模筑混凝土襯砌結(jié)構(gòu)而言，在滿足工程建設(shè)要求的同時(shí)，還可以有效降低工程造價(jià)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3)噴射混凝土有助于提升結(jié)構(gòu)承載作用，10 min左右即可凝結(jié)，8 h后即可達(dá)到2 MPa左右，滿足工程建設(shè)要求。

4)噴射混凝土的物理性能較之模筑混凝土而言得到了顯著的提升，尤其是混凝土抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性能，可以更好的滿足工程建設(shè)要求，提升工程施工質(zhì)量[2]。

2 原材料的質(zhì)量控制

2.1 拌合用水

在工程施工中，混凝土的拌合用水質(zhì)量控制是首要前提，保證拌合水中的pH值控制在4以內(nèi)的酸性水，硫酸鹽含量在高于水量1%，如果水中含有影響水泥凝結(jié)的物質(zhì)禁止使用，避免對(duì)后續(xù)的混凝土澆筑質(zhì)量產(chǎn)生不良的影響。

2.2 水泥

為了確保噴射混凝土施工質(zhì)量，應(yīng)該對(duì)混凝土的凝固時(shí)間予以控制，確保速凝劑相容性，這就需要在選擇水泥種類時(shí)盡可能的考慮抗?jié)B性和強(qiáng)度高的，以425號(hào)以上的硅酸鹽水泥為主，其次是礦渣硅酸鹽水泥材料。對(duì)于一些地質(zhì)條件較為復(fù)雜的噴射混凝土施工，應(yīng)該采用早強(qiáng)水泥，并且在施工前做好水泥材料性能和質(zhì)量的檢驗(yàn)，尤其是要控制好水泥的存放地點(diǎn)避免潮濕、結(jié)塊，保證水泥材料質(zhì)量[3]。

2.3 骨料

噴射混凝土施工質(zhì)量的控制，除了骨料強(qiáng)度以外，更多的是水泥漿和骨料凝結(jié)強(qiáng)度，為了可以有效提升混凝土粘結(jié)強(qiáng)度，應(yīng)該盡可能選擇表面粗糙的碎石骨料。經(jīng)過大量實(shí)踐證明可以發(fā)現(xiàn)，骨料粒徑越小，混凝土強(qiáng)度越高，在增加粘結(jié)面積的同時(shí)，更加均勻的拌合混合料，降低混凝土中包含的有害氣體，切實(shí)提升混凝土材料的強(qiáng)度和質(zhì)量。

2.4 外加劑

為了能夠有效降低回彈率，促使噴射混凝土可以盡快進(jìn)入到凝結(jié)期，可以適當(dāng)?shù)募尤胨倌齽跐M足質(zhì)量要求的同時(shí)，盡可能降低對(duì)環(huán)境和人體健康的危害。在加入速凝劑前，需要做好前期的相容性實(shí)驗(yàn)，初凝時(shí)間在5 min以內(nèi)，終凝在10 min以內(nèi)，確保速凝劑日常的存儲(chǔ)管理，保證環(huán)境干燥、不潮濕，以此來滿足噴射混凝土回彈量要求，提升噴射混凝土施工質(zhì)量[4]。一般情況下，在噴射混凝土中加入的速凝劑應(yīng)該在水泥重量4%以內(nèi)，實(shí)際應(yīng)用中拱部同樣在4%以內(nèi)，如果加入的速凝劑量過多，影響到噴射混凝土的性能，主要是由于速凝劑盡管可以有效提高噴射混凝土凝結(jié)速度，但同時(shí)也會(huì)抑制水分在噴射混凝土中的流動(dòng)和擴(kuò)散，混凝土硬化后可能形成不均勻的氣孔，進(jìn)而導(dǎo)致部分水泥未能獲得充足水分支持逐漸干縮，進(jìn)而在后續(xù)使用中出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，影響到工程施工質(zhì)量。

3 噴射混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量控制

3.1 噴射混凝土回彈量控制

在公路隧道施工中應(yīng)用噴射混凝土技術(shù)，在滿足工程建設(shè)質(zhì)量的前提下，還應(yīng)該注重對(duì)環(huán)境的保護(hù)，保證施工人員身體健康，多數(shù)情況下是選擇潮噴方法，回彈量大于30%，帶來不同程度上的資源損失[5]。在公路隧道施工中，工程效益主要是源于工程開挖和初期噴射混凝土支護(hù)，如何能夠有效降低噴射混凝土回彈量，有助于帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1)分段分塊噴射。分段分塊噴射施工中，施工人員應(yīng)該控制長(zhǎng)度在6 m以內(nèi)，嚴(yán)格遵循先下后上的順序進(jìn)行噴射施工，盡可能避免混凝土受到重力作用而出現(xiàn)脫落問題。

2)噴嘴距離和角度。為了有效降低混凝土回彈量，應(yīng)該控制噴射距離在0.5 m～1.3 m之內(nèi)，如果噴射距離不在這個(gè)范圍內(nèi)都可能增加回彈量。噴頭長(zhǎng)度大概在0.6 m左右，確保噴射質(zhì)量。同時(shí)，還要控制好噴嘴和噴巖之間的垂直，傾斜角控制在10°以內(nèi)，降低回彈量的同時(shí)，還可以有效提升噴射效果，為后續(xù)施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。

3)控制風(fēng)壓和水灰比。如果風(fēng)壓過大，可能造成噴射速度過快，增加回彈量，但是可以有效保證混凝土密實(shí)性能。如果壓力較小，混凝土密實(shí)性將無法得到有效保證，難以有效滿足施工要求。一般情況下，噴射混凝土的水壓在風(fēng)壓之上，而水灰比的控制則較為復(fù)雜，難度高，通過噴射混凝土表面光滑度可以判定水灰比大小，理論上是將其控制在0.4～0.5之間是最為合理的，有助于降低噴射混凝土回彈量，保證噴射混凝土施工質(zhì)量。

3.2 噴射混凝土厚度的控制

1)噴射混凝土施工中，應(yīng)該將厚度控制在可接受范圍內(nèi)，盡可能降低噴射混凝土厚度不足的安全隱患出現(xiàn)。在施工前期，支護(hù)和圍巖直接影響圍巖具體的變形情況，承受主要作用力，直接關(guān)乎到隧道整體工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和施工質(zhì)量。如果噴射混凝土存在裂縫問題，可以通過補(bǔ)強(qiáng)措施予以解決，這樣可以有效控制圍巖變形情況，避免圍巖結(jié)構(gòu)自由釋放。

2)初期支護(hù)下，鋼拱架處噴射混凝土厚度較大，而拱架之間的噴層較薄，可能在后續(xù)使用中出現(xiàn)縱向波浪型，這種現(xiàn)象將直接影響到圍巖整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，由于噴層厚度不足導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，嚴(yán)重情況下可能出現(xiàn)坍塌事故。故此，為了解決此類問題，應(yīng)該在噴射混凝土過程中，及時(shí)對(duì)鋼拱架之間進(jìn)行補(bǔ)噴處理，以此來提升結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

噴射混凝土施工效果將直接影響到工程整體建設(shè)質(zhì)量，這就需要結(jié)合實(shí)際情況，做好原材料質(zhì)量和關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量的控制，提出合理的控制對(duì)策，把握噴射混凝土質(zhì)量。

[1] 陳 生.機(jī)械手濕噴技術(shù)在高天隧道中的應(yīng)用[J].建筑機(jī)械(上半月),2014,12(6):42-44.

[2] 賈 非.隧道工程噴射混凝土施工的質(zhì)量控制[J].山西建筑,2014,36(33):227-228.

[3] 劉 鋒,邱雪利.噴射混凝土施工技術(shù)及養(yǎng)護(hù)技術(shù)的探討[J].中國(guó)科技財(cái)富,2014,22(6):158.

[4] 劉興友,艾建華.淺談隧道初期支護(hù)濕噴混凝土施工[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2013,21(35)：21-22.

[5] 高振彪.淺談隧道洞口新奧法施工質(zhì)量控制[J].甘肅科技縱橫,2012,41(1):95,104-105.

On quality control of sprayed concrete in road tunnel construction

Yuan Yongqing

(ShanxiNo.2RoadandBridgeEngineeringCo.,Ltd,Linfen041000,China)

Combining with the performance and features of the sprayed concrete, the paper analyzes the quality control over the raw materials of the sprayed concrete in the road tunnel construction from the mixing water, cement, aggregate, and additive agent, and points out respective measures, so as to promote the overall quality of the projects.

sprayed concrete, road tunnel, cement, additive agent

1009-6825(2017)18-0202-02

2017-04-06

袁永青(1974- ),男，工程師

O213.1

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