噴射混凝土施工的質(zhì)量控制措施

羅成

摘要：隧道噴射混凝土施工是隧道早期施工的重要部分，按照圍巖級(jí)別的此外分歧，可采取不同的施工方式，即：Ⅳ級(jí)圍巖采取上下臺(tái)階法施工，無(wú)超前支護(hù)，噴射20cm混凝土。Ⅴ級(jí)圍巖采取單側(cè)壁導(dǎo)坑法，超前注漿小導(dǎo)管支護(hù)，25cm噴射混凝土。噴射混凝土質(zhì)量控制是跟著施工同時(shí)進(jìn)行的，施工中每榀75cm，分部位施工每一個(gè)部位每榀檢查噴混厚度和噴混浮泛的環(huán)境，每10cm分4個(gè)部位噴射大板檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度是不是合格。檢測(cè)錨桿拉力值。檢測(cè)混凝土強(qiáng)度和錨桿拉力試驗(yàn)?zāi)芗皶r(shí)控制施工質(zhì)量?；炷翉?qiáng)度檢驗(yàn)和施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)的同時(shí)進(jìn)行，為二次襯砌的參數(shù)提供了根據(jù)，把經(jīng)過(guò)整理和分析得到的數(shù)據(jù)得以及時(shí)的反饋到設(shè)計(jì)和施工中，以便進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工方案，來(lái)為此達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、快速施工的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：隧道;初期支護(hù);噴混凝土

一、引言

由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量的新原料、新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)不停地應(yīng)用到了工程之中。與此同時(shí)，隧道施工技術(shù)也在超長(zhǎng)、大跨度、放水、穿過(guò)不良地層等方面取得了久遠(yuǎn)的前進(jìn)，涌現(xiàn)出了大量的科技成果，特別是錨噴構(gòu)筑法作為新奧法施工工藝標(biāo)志更是如此[1]。噴射混凝土是借助壓力噴槍將摻有速凝劑的粗細(xì)骨料混凝土以得當(dāng)壓力高速噴射隧道巖壁表面從而固結(jié)而成的混凝土?；炷令w粒是在高速噴射猛烈地沖刷進(jìn)擊下，被不停地?fù)v固和壓實(shí)，如此循環(huán)，形成密實(shí)且力學(xué)機(jī)能良好的結(jié)構(gòu)。作為隧道的關(guān)鍵工序之一的噴射混凝土，它的施工質(zhì)量直接影響著隧道布局受力性能、耐久性和安全性，對(duì)確保圍巖的穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用[2]。

新奧法（NATM）是新奧地利隧道施工方式的簡(jiǎn)稱，新奧法的理論基礎(chǔ)是隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)，而將錨桿和噴射混凝土組合在一起來(lái)作為主要支護(hù)手段的一種施工手段。新奧法的核心思想是最大限度的發(fā)揮圍巖自承的能力。以“愛(ài)護(hù)圍巖、庇護(hù)圍巖”的理念，極力降低圍巖產(chǎn)生的荷載作用，充分發(fā)揮圍巖結(jié)構(gòu)作用，盡可能消減對(duì)巖體的擾動(dòng)，不損傷或少損傷圍巖的固有支護(hù)能力：通過(guò)使用各種手段和方法，提高圍巖物理力學(xué)性質(zhì)，監(jiān)測(cè)控制圍巖變形，增強(qiáng)圍巖的自承能力[3]～[4]。

二、噴射混凝土的支護(hù)作用

噴射混凝土是能夠與圍巖大面積、牢牢穩(wěn)固接觸的一種支付方法，能傳達(dá)徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力;噴射混凝土與巖層的附著力能夠把作用在噴射混凝土上的外力分散到圍巖上[4]，并且也供應(yīng)了隧道周邊的裂縫和借力等以剪切阻力來(lái)保持塊體的均衡，可以防止局部的掉塊，在隧道壁面旁邊形成了一個(gè)承載環(huán)的樣子，起到撐持的作用，通常有如下方面[5]：（a）支撐圍巖作用;（b）“卸載”作用;（c）填平補(bǔ)強(qiáng)圍巖;（d）覆蓋圍巖表面;（e）阻止圍巖松動(dòng);（f）分配外力。

三、噴射混凝土施工

混凝土噴射機(jī)安置并調(diào)試好后，在料斗上振動(dòng)篩（篩孔10mm），是為了避免超粒徑骨料會(huì)進(jìn)入噴射機(jī);將表面沖刷潔凈，然后開(kāi)始噴射混凝土。用噴射機(jī)械手在隧道拱部和邊墻高的地方舉行噴射，在送風(fēng)的前面先打開(kāi)計(jì)量泵（這個(gè)時(shí)侯噴嘴的方向變?yōu)橄蛳?，為了避免速凝劑駛向輸送管?nèi)），為了避免高壓混凝土拌合物堵住速凝劑環(huán)噴射孔[7];送風(fēng)之后調(diào)整一下風(fēng)壓，把它控制在0.45MPa～0.7MPa之間。噴射分段、分片、分層，由下向上，從無(wú)水、少水向有水、多水地段集中，多水處安放導(dǎo)管將水排出[8]。

（一）混凝土的施工工藝

（1）干式噴射混凝土：a、在干燥的情況下，噴射混凝土混合料充實(shí)拌合，隨后使用送料軟管考?jí)嚎s空氣送到專用噴嘴的地方，噴嘴內(nèi)裝有多空集流腔，水在壓力下通過(guò)多孔集流腔與混淆料拌合。b、噴射混凝土中的運(yùn)輸、加水拌和、振搗三個(gè)工藝程序，都是運(yùn)用空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣通過(guò)噴射機(jī)使用混凝土以持續(xù)高速噴向受噴面，并且和受噴面形成整體一次完成的形式。

（2）潮式噴射混凝土：將水灰比在0.25-0.35間的混合料和速凝劑按相應(yīng)比例混合后攪拌均勻，然后運(yùn)用潮式混凝土噴射機(jī)，憑借壓縮空氣為動(dòng)力，經(jīng)輸料管輸送至噴嘴的地方與添補(bǔ)的壓力水混合后噴射與受噴面上。

（3）濕式噴射混凝土

（4）水泥裹砂噴射混凝土

（5）纖維噴射混凝土：之前隧道施工碰到不太好的地質(zhì)時(shí)，就用鋼纖維噴射混凝土支護(hù)，及時(shí)避免了坍塌現(xiàn)象，使得施工的順利，嘗到了甜頭。但摻鋼纖維也有其難度：資本比較高、配料攪拌的時(shí)侯容易結(jié)成一團(tuán)、噴射的時(shí)侯會(huì)造成堵管和鋼纖維回彈造成傷人，而且因?yàn)殇摾w維的銹蝕會(huì)使混凝土外表呈現(xiàn)銹斑等。目前也有采納新型原料超混雜纖維代替鋼纖維噴射混凝土的研究，它的各項(xiàng)物理性能和摻鋼纖維混凝土相當(dāng)，但是因?yàn)閲娚湫Ч葥戒摾w維混凝土好，而且成本不高、經(jīng)濟(jì)效果更加顯著，所以很有推廣的意義.

（二）噴射混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求

噴射混凝土配合比具有自身的工藝特征，需要按照多種因素來(lái)概括選擇。在保證原材料合格的前提下，配合比設(shè)計(jì)既要統(tǒng)籌對(duì)強(qiáng)度等主要指標(biāo)的要求，又要兼顧到施工工藝的要求。一般應(yīng)滿足如下幾方面：（1）噴射混凝土配合比應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求;（2）回彈量少;（3）粉塵少;（4）粘附性好，能獲得密實(shí)的牢固的噴射混凝土;（5）能滿足施工要求，輸料順暢，不發(fā)生堵管等。

（三）隧道噴射混凝土技術(shù)特點(diǎn)

噴射混凝土在隧道工程中被普遍運(yùn)用，是因?yàn)樗Y(jié)而成的結(jié)構(gòu)層對(duì)圍巖起了到支護(hù)的作用。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明隧道噴射混凝土具有如下特征：

（1）提高施工效率? 噴射混凝土施工工藝較簡(jiǎn)單，操作較方便，對(duì)勞動(dòng)力需求較小，勞動(dòng)強(qiáng)度小，機(jī)械化水平高，施工效率高。

（2）為圍巖變形提供了空間? 噴射混凝土施工初期，是柔性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，與圍巖一起變形，而不是一直抑制圍巖變形[9]。

四、結(jié)論及建議

隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略和擴(kuò)大內(nèi)需戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)加大了對(duì)交通在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。尤其在我國(guó)中西部山區(qū)，隧道工程的建設(shè)以前所未有的速度向前發(fā)展。在軟弱破碎圍巖段，采取如下施工原則和施工方式：

1）施工原則：早預(yù)告、先治水、管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、緊封鎖、勤量測(cè)，以防為主，平穩(wěn)前進(jìn)。在開(kāi)挖之前確切實(shí)了解軟弱破碎帶段圍巖的情況，當(dāng)中包含了寬度、填充物及地下水等地質(zhì)特征特性，使得更好的采取相應(yīng)的措施。2）施工方式：針對(duì)軟弱圍巖有可能會(huì)發(fā)生重大的變形，最好能夠采取增大預(yù)留變形量和噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)及可縮性的U型鋼拱架復(fù)合式襯砌的手段，采納在分部開(kāi)挖的方式，讓初期支護(hù)快速關(guān)閉，分2～3次來(lái)施工噴射混凝土，增強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，利用反饋信息指導(dǎo)施工。而濕噴混凝土施工故障的預(yù)防和處理也是極其重要，在施工中可以避免很多不必要的麻煩，且較少重大的損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]何曉燁.隧道噴射混凝土施工的質(zhì)量控制[J].中國(guó)高新技術(shù)業(yè).2008（09）

[2]王紅珺.關(guān)于隧道噴射混凝土施工中如何控制質(zhì)量的分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)， 2008（10）： 178-179.

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[5]朱云飛.試析隧道大體積混凝土施工質(zhì)量控制[J].科技資訊，2008（14）：57.

[6]紀(jì)為祥.壩陵河大橋西岸隧道錨錠施工技術(shù)研究[J]. 貴州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2011（04）

[7]朱廣兵.噴射混凝土研究進(jìn)展[J].混凝土.2011（04）

作者單位：重慶交通大學(xué)