高速公路隧道工程中濕噴混凝土的施工工藝

周海澤

摘要：濕噴混凝土施工工藝具有高效率、高質(zhì)量以及低成本等眾多優(yōu)勢，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到高速公路隧道工程項目中?；诖?，文章結(jié)合實際案例，分析濕噴混凝土施工工藝相關(guān)事項，旨在提升和促進(jìn)該工藝在高速公路隧道工程中的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：高速公路;隧道工程;濕噴混凝土;施工工藝

1隧道濕噴作業(yè)的優(yōu)勢

（1）洞內(nèi)環(huán)境質(zhì)量提升：采用濕噴機(jī)械進(jìn)行噴射，施工過程中產(chǎn)生的粉塵顆粒較少，機(jī)械噪聲降低，工人操作手可站在距噴射面10m以外的安全區(qū)域，通過“遙控器”操控機(jī)械臂噴射施工，與以往的干（潮）噴工藝方法相比，洞內(nèi)空氣質(zhì)量有很大改善，更綠色環(huán)保，有利于作業(yè)人員職業(yè)健康。（2）襯砌混凝土質(zhì)量提高：干噴工藝添加速凝劑為人工操作，機(jī)械手配備液態(tài)速凝劑自動計量儀，能精準(zhǔn)地添加外加劑，電子程序可對混凝土和速凝劑噴射量動態(tài)進(jìn)行同步控制，保障外加劑的標(biāo)準(zhǔn)添加量。（3）濕噴作業(yè)安全保障高：傳統(tǒng)干噴混凝土作業(yè)機(jī)手距離噴射面較近，危險性大。機(jī)械手作業(yè)可遠(yuǎn)離支護(hù)作業(yè)面（10m左右）遙控機(jī)械臂進(jìn)行噴射作業(yè)，避免掌子面坍塌、危石等對現(xiàn)場工人和機(jī)械造成的安全隱患。（4）提升噴射效率及降低材料浪費：傳統(tǒng)干（潮）噴設(shè)備噴射混凝土數(shù)量每臺約3～5m3/h;濕噴機(jī)作業(yè)效率每臺約10～25m3/h。機(jī)械手為車載式驅(qū)動，作業(yè)前的準(zhǔn)備時間短，可減少施作循環(huán)時間，提高整體作業(yè)效率。干噴回彈量一般為40%～55%，機(jī)械手濕噴回彈量一般為15%～20%，濕噴機(jī)施工對材料的浪費降低。

2高速公路隧道工程中濕噴混凝土的施工工藝

某高速公路2號隧道位于四川省攀枝花仁和區(qū)境內(nèi)，進(jìn)口位于前進(jìn)鎮(zhèn)田堡村坪子灣組，出口位于太平鄉(xiāng)大壩村大壩組;該隧道設(shè)計為雙向分離式越嶺隧道，左洞進(jìn)全長8775m，右洞進(jìn)全長8762m，設(shè)計路面標(biāo)高1386.57～1492.32m，隧道最大埋深646m。

2.1材料選擇與配合比設(shè)計優(yōu)化

在實際施工過程中，絕大多數(shù)施工單位的成本資金有限，根本不支持其進(jìn)行高性能濕噴混凝土的采購，因此大多數(shù)施工單位都會選擇使用普通噴射混凝土進(jìn)行高性能濕噴混凝土的仿制，而在這一過程中就需要充分掌握好配合比中各材料的選擇及用量。例如，選擇強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，就需要選擇細(xì)度模數(shù)為2.6的細(xì)骨料，粒徑為5～10mm的河砂、粉煤灰以及減水劑、速凝劑等，從而才能夠進(jìn)行普通噴射混凝土的配合比設(shè)計。通常情況下，在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計的過程中，施工人員應(yīng)進(jìn)行初步的混凝土試拌，這樣才能很好地觀測到所配好的混凝土強度，從而有效保障噴射混凝土的施工效果。如果在混凝土試拌過程中發(fā)現(xiàn)混凝土的強度較低，那么施工人員可以按照一定比例在混凝土中加入硅灰，這樣能夠在一定程度上提高混凝土的強度。硅灰是高性能噴灑混凝土中的一種重要摻合料，其本身就屬于一種高性能材料，因此在進(jìn)行高性能濕噴混凝土仿制的過程中，加入一定比例的硅灰和粉煤灰都能夠有效提高普通噴射混凝土的強度，從而有效保障最終的施工質(zhì)量與噴射效果。

2.2噴射速度

濕噴機(jī)械手噴射過程中力度和速度越大會形成的反彈力增大，混凝土噴射后反彈量相應(yīng)增加;當(dāng)力度和速度太小時，骨物料未及時到達(dá)目標(biāo)面就中途墜落，部分骨料到達(dá)目標(biāo)面而因沖量較小導(dǎo)致沖擊力不足，粗骨料不能沖擊并嵌入砂漿層而脫落，造成噴射混凝土常見的不密實缺陷。經(jīng)過前期試噴總結(jié)：15m/s的料速噴射速度可以使混凝土的反彈率穩(wěn)定在18%～20%，同時，保證濕噴機(jī)所需風(fēng)管壓力持續(xù)維持在正常范圍內(nèi)（0.3～0.5MPa）。

2.3調(diào)整噴射機(jī)高壓空氣壓強

在一般情況下，濕噴混凝土施工采用兩次噴射，即初噴和復(fù)噴。初噴緊跟隧道開挖施作，用水或高壓風(fēng)將巖面粉塵和雜物沖洗干凈;噴射3～5cm混凝土。復(fù)噴是在錨、網(wǎng)施作完成后噴射混凝土至設(shè)計厚度。需要注意的是，初噴時要嚴(yán)密觀察噴射機(jī)高壓空氣壓強的實際變化情況，且壓強數(shù)值在0.5MPa以上，噴射階段還要檢測噴射嘴高壓空氣壓強，且壓強數(shù)值在0.2MPa以上，唯有如此才能有效防止?jié)駠娀炷粱貜?。此外，隨著噴射位置的不斷變化，高壓空氣的距離也會隨之變化，在此情況下要及時調(diào)整噴射機(jī)的高壓空氣壓強，為濕噴混凝土施工質(zhì)量奠定堅實基礎(chǔ)。

2.4混凝土噴施工藝

在進(jìn)行實際高速公路隧道施工濕噴混凝土工作之前，施工人員應(yīng)對隧道的巖面進(jìn)行沖洗，沖洗的方式有兩種，即高壓風(fēng)槍以及高壓水槍。沖洗時，施工人員應(yīng)按照從上往下的順序進(jìn)行，先拱頂后側(cè)壁。實踐經(jīng)驗表明，在進(jìn)行濕噴混凝土之前，沖洗過后的巖面與混凝土結(jié)合得更為緊密。與巖面沖洗正好相反，濕噴混凝土?xí)r應(yīng)從隧道最低處開始，是一個由下往上的噴射原則，因為這樣能夠有效避免噴射出的混凝土回彈的雜質(zhì)對潔凈的巖面造成污染，從而對最終的噴射質(zhì)量造成影響。在實際濕噴混凝土的過程中施工人員應(yīng)保持一個固定不變的噴射距離（噴嘴與隧道巖面的距離為1m），且在噴射的過程中施工人員不僅要注意速凝劑以及混凝土成股狀流體噴出的關(guān)系，還需要注意風(fēng)壓以及速凝劑摻量的控制。如果風(fēng)壓過小，無法使混凝土與巖面黏結(jié)緊實;如果風(fēng)壓過大，則會使所噴射到巖面上的混凝土被后續(xù)強大的風(fēng)壓吹走或是將上一層所噴射的混凝土吹走。如果速凝劑摻量過大，就會導(dǎo)致所噴射的混凝土瞬間凝結(jié)，從而導(dǎo)致后噴的混凝土無法與前一層所噴射的混凝土相互滲透與鑲嵌。

2.5作業(yè)過程的堵管故障及處理

堵管時濕噴機(jī)械手作業(yè)過程中產(chǎn)生的故障是指機(jī)械設(shè)備完好的條件下發(fā)生混凝土不能繼續(xù)噴射的現(xiàn)象在正常情況下，噴射泵的設(shè)定壓力不會超過同壓峰值，噴射施工中泵送沖程的壓力值迅速上升，高峰值持續(xù)不退，并很快達(dá)到設(shè)定壓力，混凝土無法進(jìn)行泵送出料，說明機(jī)械泵管出現(xiàn)了堵塞。

堵管現(xiàn)象出現(xiàn)后，迅速要求機(jī)械工人反泵運轉(zhuǎn)，同時指揮其輔助工人沿輸送管路尋找堵塞部位?？梢允褂脤Ｓ霉ぞ卟樵兌氯c，如木槌敲打管道檢查，憑敲打時的手感和聲音判斷堵塞部位。

如果混凝土堵塞點離出料口末端不遠(yuǎn)時，僅需將堵塞段管件從機(jī)械臂上拆下，清除其中混凝土，再裝回原處，即可繼續(xù)作業(yè)。

如果堵塞部位離濕噴機(jī)手管道卸料末端較遠(yuǎn)，由于氣塞作用，即便堵塞部位被清理后裝回管路，同樣會造成重復(fù)堵塞現(xiàn)象，如遇此問題，應(yīng)將管道后面的堵塞混凝土用空壓機(jī)吹出再開始恢復(fù)接管作業(yè)。

2.6養(yǎng)護(hù)

濕噴混凝土養(yǎng)護(hù)需滿足以下幾個方面的要求：（1）混凝土噴射凝固2h后，通過養(yǎng)護(hù)臺架對其濕潤養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不得小于14個工作日;（2）當(dāng)隧道內(nèi)的氣溫低于15℃時，嚴(yán)禁噴水養(yǎng)護(hù)。

結(jié)論

總而言之，高速公路隧道施工中濕噴混凝土工藝的應(yīng)用有著十分積極的現(xiàn)實意義，不僅能夠有效降低混凝土粉塵對施工人員的身體傷害，還能夠顯著提高高速公路隧道的施工質(zhì)量與施工效率，相信未來濕噴混凝土工藝會得到更加廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，在建筑施工領(lǐng)域大放異彩。

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