隧道濕噴砼配合比設計探討

閔 娟 羅發勝 曾永軍

（廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 511431）

1 工程背景簡介及基本資料

粵湘高速公路博羅至深圳段是廣東省高速公路網規劃中第四縱線的一段，也是泛珠三角區域合作中公路、水路交通規劃的一部分。

石鼓特長隧道是博深高速公路的控制性工程，對實現建成通車的工期目標有較大影響。左線隧道長4011米，右線隧道長3880米。為雙洞6車道，左、右線隧道分離布設。左線起止樁號ZK32+447～ZK36+458，長4011米，最大埋深534米，進出洞口高差64.47米；右線起止樁號YK32+459～YK36+339，長3880米，最大埋深504米，進出洞口高差61.17米。C20噴射砼共計32000m3，施工中采用潮噴工藝，為了更好地保證施工質量和加快施工進度，公司引進Sika-PM500PC型砼噴射機組進行濕噴施工。

2 濕噴C20砼參數選擇及初步配合比設計

2.1 參數選擇

膠骨比。噴射砼的膠骨比常為 1：4～1：4.5，水泥過少回彈量大，初期強度增長慢，水泥過多，不僅粉塵量增多，且收縮量增大，當水泥用量超過400kg/m3時，噴砼強度并不隨水泥用量的增大而提高。

砂率：以45%～55%為好；水灰比：適宜的水灰比值為0.42～0.5。偏離此范圍，不僅降低噴砼強度，也要增加回彈損失；速凝劑摻量：摻速凝劑后可增快早期強度，但會降低后期強度，摻量2%～4%時，28天強度降低達30%～40%。

C20砼的重度可取22kN/m3，彈性模量21GPa。

2.2 初步配合比設計

表1 三組C20噴射砼初步配合比設計

3 濕噴C20砼配合比調整

經試驗室現場試驗，應對表1三組C20噴射砼初步配合比進行調整，主要原因如下：a.調整砂率：砂率增大，用水量隨著增大，塌落度變小。b.調整水灰比：水灰比為0.4～0.5時，噴砼料達不到泵送要求的塌落度140～180mm。

表2 隧道濕噴砼配合比設計探討

4 濕噴C20砼配合比的確定

4.1 試塊制作

采用長×寬×高為45cm×35cm×12cm的鋼模，在Sika-PM500PC型砼噴射機組作業面附近，敞開一側朝下，以80°左右置于拱腳，噴頭移置鋼模1～2m處的位置，噴射料束以垂直噴面，由下而上，逐層向鋼模內噴滿，移置安全地方，用三角抹刀刮平混凝土表面。

4.2 試塊強度

噴射混凝土抗壓強度的標準試塊在大板上切割制取，試塊為邊長10cm的立方體，在標準養護條件下養護28天，用標準試驗方法測得的極限抗壓強度，并乘以0.95的系數。經標準試驗，得到三種濕噴C20砼試塊的強度如下表3所示。

表3 三組C20噴射砼試塊強度

4.3 強度評定

當同批試塊組數n<10時，可按f'ck≥1.15fc以及f'ckmin≥0.95fc進行評定。

1# 配合 比：f'ck=25.45≥1.15fc=23，f'ckmin=24.2≥0.95fc=19，符合要求。

2# 配合比：f'ck=22.42≤1.15fc=23，f'ckmin=21≥0.95fc=19，不符合要求。

3# 配合比：f'ck=19.8≤1.15fc=23，f'ckmin=18.6≤0.95fc=19，不符合要求。

fc—噴射混凝土立方體抗壓強度設計值（Mpa）；f'ck—同批噴射混凝土試塊抗壓強度的平均值（Mpa）；f'ckmin—同批噴射混凝土試塊抗壓強度的最小值（Mpa）。

因而，隧道濕噴C20砼推薦使用1#配合比。

5 結語

由于隧道濕噴砼和普通砼不一樣，配合比設計沒有具體的規范可以參照，只能借鑒一些經驗配合比，因而，噴射砼配合比設計存在許多爭議，也給施工技術人員帶來了很多困擾。針對目前濕噴砼研究方面不足的狀況，本文闡述了從參數選擇、初步配合比、配合比調整、試塊制作、標準試驗和試塊強度的評定，到配合比確定的整個過程，來探討濕噴C20砼配合比設計。在目前的使用過程中，混凝土的可泵性、流動性、可塑性和易密性等工作性能較好，Sika-PM500PC型砼噴射機組濕噴的外觀質量和實體的砼強度符合設計和規范要求。該配合比設計過程具有較強的操作性，同時也為同類隧道濕噴砼配合比設計提供一定的參考。

[1]中華人民共和國行業標準.公路隧道施工技術規范(JTG F60-2009).北京：人民交通出版社，2009.

[2]中華人民共和國國家標準.錨桿噴射混凝土支護技術規范(GB 50086-2001).北京：中國計劃出版社，2001.9

[3]周水興，何兆益等編著.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.5

[4]Sika-PM500PC型移動式砼噴射機組講義/普茨邁斯特機械有限公司譯編