巖土工程中噴射混凝土技術(shù)的應(yīng)用

湯 飛

（安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000）

1 噴射混凝土的物料配比設(shè)計(jì)

1.1 原材料的選用

噴射混凝土材料的組成中不但包括水泥、骨料和拌合水之外，還有一定數(shù)量的特殊外加劑。材料質(zhì)量直接影響著拌合混凝土的性質(zhì)。其所用水泥的所有指標(biāo)全都應(yīng)該符合施工要求；骨料的保存必須干燥、干凈，沒有污染，將細(xì)度模數(shù)等掌握好，在符合要求的前提下，盡可能采用粒徑較小的石子，最大粒徑在25mm 以內(nèi)，粒徑在10mm 以上的占比應(yīng)該小于30%；混合水與拌合料的位置，距噴頭出口保持一定距離，讓水充分的與混合料拌和，以防止產(chǎn)生大規(guī)模的回彈與粉塵，在錨網(wǎng)噴射支護(hù)中這一現(xiàn)象特別明顯。施工時(shí)為實(shí)現(xiàn)對(duì)堿骨料反應(yīng)的控制，不允許使用含二氧化硅的集料，以確保噴射混凝土的性能可以正常發(fā)揮。使用外加劑的時(shí)候，要首先經(jīng)過性能相容性試驗(yàn)。對(duì)速凝劑來(lái)說(shuō)，其理想摻量大多在2.5%～4%。過去的速凝劑呈粉狀，且堿性偏重，故此具有粉塵量大、回彈難控的特點(diǎn)，其強(qiáng)度條件受到了嚴(yán)重影響。對(duì)速凝劑近年來(lái)不斷深入的低堿甚至無(wú)堿研究，以及廣泛應(yīng)用，可以有效解決上述問題，強(qiáng)化混凝土的穩(wěn)定性，完美的解決速凝劑與混凝土之間相容的問題，也在某種程度上對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的控制發(fā)揮了很大的作用。

1.2 物料配比設(shè)計(jì)

噴射式混凝土拌合的配比設(shè)計(jì)方面跟傳統(tǒng)的混凝土有著顯著差異。必須嚴(yán)格遵循約定的公式，對(duì)粘聚力等指標(biāo)進(jìn)行考慮，經(jīng)過大量計(jì)算求出配合比初始值，再按照現(xiàn)場(chǎng)坡面潮度、天氣潮濕度、骨料的含水率等條件進(jìn)行試驗(yàn)，確定實(shí)際施工所用配合比，以同時(shí)滿足噴射工藝和工程的實(shí)際需求。在設(shè)計(jì)配合比期間，水泥用量是一個(gè)十分重要的指標(biāo)，通?？刂圃?65kg/m3～400kg/m3之內(nèi)。不在此范圍內(nèi)的用量全都會(huì)降低混凝土的性能。砂率選擇時(shí)要參考工程的具體要求，以45%～60%為宜。水灰比是影響混凝土強(qiáng)度性能的一個(gè)核心指標(biāo)，故而其數(shù)值必須控制在0.4～0.5 以內(nèi)。

2 施工工藝

噴射混凝土施工系統(tǒng)盡管全都是由三個(gè)相同的部分組成，也就是供氣、供水和供料，而具體組合形式的差異也會(huì)影響混凝土的施工質(zhì)量。露天支護(hù)中通常有鋼筋網(wǎng)片；使用網(wǎng)片會(huì)加大回彈率，應(yīng)在施工中予以充分重視。干噴法十分常見，且是一種歷史最悠久的噴射方法。其施工工藝非常簡(jiǎn)易，可以承擔(dān)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，但也有著生產(chǎn)效率低下、粉塵量過大、水灰比無(wú)法控制等問題。濕噴法是現(xiàn)階段使用較廣泛的，可以確?；炷恋膹?qiáng)度?；旌蠞駠姍C(jī)（代表類型是PS6I） 是在傳統(tǒng)噴射機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良，通過運(yùn)用抽漿泵與獨(dú)立的制漿設(shè)備，對(duì)粉塵及回彈程度進(jìn)行抑制，顯著強(qiáng)化了抗壓效果，而且具備良好的濕噴技術(shù)。潮摻漿法與水泥裹砂法這些技術(shù)其實(shí)也是在干、濕噴法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改良，取得的效果也比較好。噴射混凝土技術(shù)發(fā)揮的功用效果還取決于施工的具體操作，比如噴射機(jī)的選用、風(fēng)壓、噴射軌跡等的掌控、每次噴射的時(shí)間間隔以及噴射口到坡面的距離控制等。這里要特別指明的是，因露天噴射支護(hù)中，噴頭往往距拌料機(jī)很遠(yuǎn)，有的還會(huì)在100m 以上，在停機(jī)時(shí)不可以停料后立即停風(fēng)，應(yīng)在等待3～5 分鐘后才可以停風(fēng)停水停電。

3 混凝土性能

噴射混凝土本身的性能是一線技術(shù)人員與學(xué)者們一直關(guān)注的焦點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)針對(duì)出現(xiàn)的問題予以完善?，F(xiàn)階段噴射混凝土使用的堿性粉狀速凝劑，對(duì)其后期的強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重制約，因此應(yīng)該適當(dāng)加入外摻料。對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)于噴射混凝土中的粉塵堆積以及回彈不可控等問題，應(yīng)該在供水管中放入磁化器，使用磁化水完成混凝土的拌制。實(shí)驗(yàn)表明，和普通的噴射混凝土比較，使用磁化水拌合出來(lái)的噴射混凝土，在強(qiáng)度方面要高出約10%，而且粉塵的濃度也降低了一半以上?？墒蔷唧w施工時(shí)混凝土要求在短時(shí)間內(nèi)必須凝結(jié)，但拌和水卻要借助磁化器才可以獲得一定強(qiáng)度，因此想要確保施工的連續(xù)性難度比較大。而且，水的分子結(jié)構(gòu)經(jīng)磁化后，也出現(xiàn)了變化，這樣一來(lái)對(duì)混凝土的性質(zhì)是不是會(huì)出現(xiàn)不利影響也必須進(jìn)一步加以驗(yàn)證。在強(qiáng)化混凝土抗裂性能方面，纖維能用作一種良好的抗裂材料。噴射混凝土在加入復(fù)合纖維之后的防滲透、抗碳化能力上全都明顯強(qiáng)于普通混凝土?？墒牵摾w維的成本偏高，拌和過程相對(duì)更加復(fù)雜，而且技術(shù)難度也挺大，故此必須更高配置的噴射機(jī)具。以聚丙烯纖維來(lái)代替也是一種方法，它可以進(jìn)一步強(qiáng)化混凝土的抗?jié)B性，在此前提下增加強(qiáng)度，加大持久性，而且在性價(jià)比方面也體現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)。在強(qiáng)化工程的密實(shí)性上，磨細(xì)礦渣的作用比較明顯。它可以使水泥漿體凝結(jié)時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，加大了混凝土材料的流動(dòng)性，強(qiáng)化了自密實(shí)作用，而且，突出的級(jí)配性能也使其回彈率沒有受太大影響。

4 結(jié)語(yǔ)

本文所涉及的噴射混凝土技術(shù)施工方法，是現(xiàn)階段該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中的典型代表，在多種條件下都能夠選擇與之相適應(yīng)的技術(shù)。針對(duì)目前的現(xiàn)有技術(shù)，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面予以改進(jìn)：首先是對(duì)干噴法中低回彈、多粉塵弊端的改進(jìn)。應(yīng)該從噴頭位置入手，控制回彈料。其次是開發(fā)更多可以掌控配合比的、具備自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的設(shè)備，大力推進(jìn)效率更好的小型聯(lián)合作業(yè)機(jī)械，對(duì)施工設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。即有助于經(jīng)濟(jì)成本的控制，也能夠確保巖土工程施工的質(zhì)量。