隧道工程噴射混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究

吳志波

隧道工程施工過程中，常常會涉及到噴射混凝土施工技術(shù)，對于其施工的質(zhì)量控制而言具有重要的意義，混凝土結(jié)構(gòu)層作為隧道開挖完成之后的荷載支護結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性和強度保障是十分關(guān)鍵的指標(biāo)，通過噴射混凝土技能不僅能夠顯著提高混凝土的施工速度，更能有效保障施工質(zhì)量和安全控制目標(biāo)。針對混凝土施工技術(shù)和質(zhì)量的控制，可以從材料本身的質(zhì)量、材料配合比、攪拌運輸、施工流程等過程進行控制，做好各個控制層面的工作，將噴射混凝土施工技術(shù)更好的服務(wù)于隧道工程的建設(shè)。

隧道工程;噴射混凝土施工;技術(shù)以及質(zhì)量控制

1引言

隨著交通流量需求增加以及城市不斷發(fā)展的需要，借助不斷發(fā)展的技術(shù)施工水平，使得隧道施工能夠得以在穿越山川以及貫通城市地下交通方面發(fā)揮重要的作用。隧道工程的發(fā)展顯著的提高了相關(guān)施工問題的解決能力，在隧道施工中也面臨著眾多的技術(shù)困難，質(zhì)量控制點的控制效果不佳等問題，噴射混凝土施工作為重要的隧道施工內(nèi)容，其施工質(zhì)量是隧道施工質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，如何更加科學(xué)、快速、安全的開展混凝土的噴射施工工作，是在隧道施工中，重點控制的施工質(zhì)量研究方向。

2隧道工程噴射混凝土施工的特點

隧道工程噴射混凝土施工是進行隧道工程施工的主要技術(shù)手段之一。其施工方式是通過將性能良好的混凝土材料通過泵送噴射機械設(shè)備，將混凝土均勻有效的噴射在目標(biāo)位置，通常噴射混凝土需要鋼筋網(wǎng)、鋼架、鋼纖維等作為其共同工作的骨架，提升支護結(jié)構(gòu)的整體承載性能和穩(wěn)定性能。其具備較多的施工優(yōu)勢特點，比如噴射混凝土施工能夠獲得均勻度良好的結(jié)構(gòu)層厚度，施工速度較快，能夠充分適應(yīng)地下工程施工過程中常見的地下水滲透問題，在其硬化達到既定的技術(shù)指標(biāo)性能之后，也能夠充分對結(jié)構(gòu)工程起到良好的防水性，能夠與周圍的巖層充分的結(jié)合，形成穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)體。噴射混凝土施工不需要支設(shè)模板，減少了模板支設(shè)的相關(guān)費用，同時提高了施工速度。一般來說，用于噴射混凝土施工的材料具備快速硬化的能力，一般在10min左右的時間就可達到終凝的效果，2h，8h，16h后的混凝土強度分別為0.25MPa，2MPa和5MPa。

3隧道工程噴射混凝土施工技術(shù)及其缺點分析

噴射混凝土施工技術(shù)在目前的隧道施工主要是采用濕法噴射施工。這種濕法施工方式就是預(yù)先將水泥、水、骨料拌和均勻，采用能夠進行濕法噴射施工的泵送設(shè)備，將已經(jīng)全面拌合好的混凝土漿體均勻的噴灑到既定的施工位置，通過其快速凝結(jié)的特性，能夠使混凝土牢固的凝結(jié)在隧道支護結(jié)構(gòu)的既定位置，這種施工方式的施工速度較快，非常適合隧道拱形無模板混凝土澆筑施工，能夠獲得良好的混凝土施工效果。這種施工方式的混凝土回彈量較小，能夠有效的降低材料的浪費，因為無模板施工的緣故，有效規(guī)避了了模板工程部分帶來的成本增加，且相較于干法噴射，濕法噴射具有降低隧道內(nèi)部空氣污染的程度，有利于作業(yè)人員的職業(yè)健康，是目前隧道施工中廣泛采用的噴射混凝土施工技術(shù)。這種施工方式對于泵送設(shè)備的性能及作業(yè)人員的技術(shù)水平要求較高，同時每次施工任務(wù)結(jié)束之后，難以快速有效的進行清理管道和設(shè)備，

4隧道工程噴射混凝土施工質(zhì)量控制措施

4.1原材料質(zhì)量控制

（1）骨料控制。原材料骨料的質(zhì)量能夠顯著影響混凝土的結(jié)構(gòu)強度性能，骨料分為粗骨料和細骨料，粗骨料的質(zhì)量控制主要從骨料的形狀、強度等方面進行控制，粗骨料不能有太多的片狀骨料，片狀結(jié)構(gòu)很容易被壓碎，同時不利于節(jié)省水泥材料，而本身強度值不足的材料也不能有效的提高混凝土的性能。對于細骨料的材料質(zhì)量控制來說，主要是通過過篩，將不利的細土篩除，控制細骨料的級配組成，能夠顯著提高細骨料的各方面性能，能夠有效節(jié)省水泥材料用量，降低材料成本。

（2）水泥質(zhì)量控制。一般采用性能良好的硅酸鹽水泥作為膠凝材料，為了能夠滿足噴射混凝土的實用，要選用不低于42.5級的早強水泥，保證水泥材料在有效實用期內(nèi)。

（3）外加劑質(zhì)量控制。一般需要添加速凝劑提高噴射混凝土的凝結(jié)速度，滿足施工需求，速凝劑的添加量要保證混凝土的初凝和終凝時間控制在5min和10min以內(nèi)。

4.2配合比質(zhì)量控制

隧道施工中噴射混凝土含砂率一般控制在45%～55%之間。應(yīng)用表明，含砂率≥55%，含沙量較小時可能大致噴射混凝土過程中產(chǎn)生較大的回彈量。水灰比一般控制在0.40～0.45之間。由砂石與水泥組成的干集料重量比通常應(yīng)保持在1∶4～1∶4.5之間。

4.3混凝土的攪拌、運輸

混凝土從攪拌完成到施工噴射完成的這段時間要嚴格控制不能超過其初凝時間的要求，加入速凝劑后的噴射時間要控制在5min內(nèi)。運輸過程中，要考慮混凝土的運輸能力和泵送施工能力，確定科學(xué)連續(xù)的工程施工量，在運輸中如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了離析現(xiàn)象，應(yīng)通過快速攪拌的方式改善混凝土的性能，嚴禁在運輸過程中加水。

4.4噴射施工控制

隧道施工中一般的施工噴射流程為：打開速凝劑輔助風(fēng)→緩慢打開主風(fēng)閥→啟動速凝劑計量泵、主電機、振動器→向料斗加混凝土。噴射混凝土施工中，噴頭應(yīng)該垂直于隧道面，噴射距離不應(yīng)太遠一般在50cm左右，從上到下依次噴射完成，噴射過程要緩慢，確保噴射層厚度均勻。為了提高混凝土的施工質(zhì)量，通常會采取分層噴射施工的方式，后一層混凝土的施工工序要等到上一層混凝土施工完成后，在其終凝后的2h后進行施工。

5結(jié)語

在隧道工程的混凝土施工工作開展過程中，要實現(xiàn)既定的技術(shù)質(zhì)量目標(biāo)，就要采取科學(xué)的施工技術(shù)方案，并且在施工中做好相關(guān)技術(shù)工作的控制，全面保障施工過程符合既定質(zhì)量目標(biāo)的要求，做好噴射混凝土環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，就是做好了隧道施工中質(zhì)量控制的重要一環(huán)，是提高隧道工程建設(shè)質(zhì)量水平的必然要求。

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