隧道噴射混凝土常見質量問題及預防措施

【摘 要】對隧道噴射混凝土常見質量問題進行分析。結合G045線賽里木湖至果子溝口段公路改建工程藏營溝隧道施工過程中所采取的預防措施，為噴射混凝土施工提出了一些合理的建議和寶貴的經驗。

【關鍵詞】噴射混凝土；質量問題；預防措施

1 隧道概況

國道045線賽里木湖至果子溝口段公路改建工程項目是交通部的重點工程。由于該山區公路有多處隧道，藏營溝隧道就是其中一座。藏營溝隧道為雙聯拱隧道，屬于國道045線賽里木湖至果子溝口段公路改建工程第八合同段，位于伊犁州霍城縣境果子溝內既有公路及果子溝主河道的旁邊，隧道穿越一突出的山嘴處，距果子溝口約8千米。隧道進、出口均隔著果子溝主河道與既有公路相接。隧道設計起點為K601+530，設計終點為K601+664，全長134m。隧道所處山體覆蓋層為第四系殘坡積層，洞身穿越巖層為華力西期的花崗巖，穿越山體段最大埋深約44m。洞口及洞身穿越的地形較為陡峭，有利地表水的排泄，地下水量不大，基本無地下水。該地區屬溫帶內陸干旱山區山地氣候，四季分明，日溫差較大。

2 隧道初期支護設計概述

藏營溝隧道支護結構按新奧法原理設計，襯砌采用復合式襯砌，初期支護采用錨噴支護。二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土及模筑混凝土，初期支護與二次襯砌間設防水層。其設計基本思路是：充分發揮圍巖的自承能力，以隧道開挖后及時施作的初期支護，作為抑制圍巖變形。使其趨于穩定的主要手段；同時，通過及時噴射混凝土于開挖巖面之上，延緩圍巖的風化作用，改善圍巖的承載能力。但考慮錨桿鋼筋銹蝕，圍巖松弛區逐壓密，初期支護不穩定，防水等原因，施以二次襯砌以提高支護襯砌的安全度。施工過程中，掛網錨噴施工尤為重要，其中噴射混凝土的質量最為重要。噴射混凝土質量的好壞直接影響結構設計是否能起到上述作用。

3 隧道噴射混凝土常見質量問題及原因分析

3.1 常見質量問題

在噴射混凝土施工過程中，應避免出現質量問題，常見的質量問題及現象有以下四種：

混凝土開裂，混凝土剝落，混凝土離層，混凝土厚度不足四種原因。

3.2 原因分析

就噴射混凝土常見質量問題出現的原因進行分析，主要有以下幾種原因：

3.2.1 受噴面粉塵、雜物未清除或清除不徹底；

3.2.2 松動危石未清除，松動石塊存有較大空隙，而混凝土受遮擋無法噴入；

3.2.3 噴射混凝土所用材料不合格或混凝土配合比不合適；

如果噴射混凝土出現上述質量問題，將直接影響隧道的結構設計，會造成質量隱患和安全隱患，將帶來重大質量和安全事故。所以在施工過程中必須采取行之有效的措施，避免出現這些質量問題。

4 施工中采取的預防措施

針對噴射混凝土常見的一些質量問題，通過分析原因，為避免出現質量問題，在藏營溝隧道噴射混凝土施工過程中采用了以下一些預防措施：

4.1 噴射混凝土作業前對受噴面粉塵、雜物用高壓風或水徹底清除干凈，防止混凝土與受噴面結合不良。

4.2 噴射混凝土前對開挖面的浮石和墻角的巖渣，松動石塊、危石或遮擋物用人工徹底予以清除。

4.3 嚴格控制噴射混凝土所用各種材料質量：

首先，水泥優先選用普通硅酸鹽水泥，且標號不得低于42.5號，因其凝結時間較快，且與速凝劑有良好的兼容性。對于軟弱圍巖選用早強水泥，或在拌和時慘加早強劑，我們采用的是新疆水泥廠生產的天山P.O42.5水泥。砂采用硬質、潔凈的中粗砂，細度模數大于2.5，用前要過4.75mm篩，干噴法施工時，砂的含水量宜控制在5％-7％。應采用堅硬耐久的碎石或卵石，我們采用是卵石破碎的石料，最大粒徑控制在10mm左右，且級配良好，不致堵塞噴射管路，并可以減少回彈量。

拌合用水必須符合工程用水標準，不得含有影響水泥正常凝結與硬化的有害成分。采用的速凝劑必須是合格產品，并保證使用時不變質（一般速凝劑保質期為三個月），其摻量根據水泥品種、水灰比不同通過試驗確定，使配制的混凝土初凝時間不超過5min，終凝時間不超過10min。施工過程中嚴格控制速凝劑的摻量，摻量過低，會使噴射混凝土凝結時間延遲，早期易剝落；摻量過多，會直接影響噴射混凝土的28天抗壓強度。在施工中要做到拌和料隨拌隨用，多拌的干料要在2h之內用完，如果用不完的應予以清除，不得使用。

4.4 混凝土終凝2h后立即噴水養生，經常保持其表面潤濕，養生時間不得少于7天，最好養生14天左右。

4.5 因一般噴射混凝土施工需緊隨開挖進行，故其受開挖爆破震動、沖擊影響很大，混凝土需達到一定強度后才能抵御。為了避免下次爆破作業影響初期支護的質量，所以開挖爆破距噴射混凝土作業完成時間間隔不少于4h，施工中要嚴格控制。

4.6 噴射前在受噴面上埋沒厚度標志，按頻率要求認真檢查所噴射的混凝土的厚度：每10m檢查一個斷面，每斷面從拱頂中線起，每2m檢查一個點。平均厚度≥設計值，并有60%的 測點厚度≥設計厚度，最小厚度≥0.5倍設計厚度。

5 施工結果情況及總結

5.1 施工結果情況

藏營溝隧道施工過程中采取了以上的預防措施，噴射混凝土質量得到了很好的保證，沒有出現開裂、剝落及離層等問題；混凝土厚度也較均勻，大于設計值。經試驗檢測，噴射混凝土強度也滿足設計要求。同時，回彈率的控制滿足施工要求，減少了因回彈率過大而造成的經濟損失。總體上噴射混凝土取得了理想的效果，達到了結構設計所要求的作用，為接下來的二次襯砌施工打下了良好的基礎，工程質量得到了保證。

5.2 總結

5.2.1 噴射混凝土如出現開裂、剝落離層應先查明原因，如受噴面高低不平，裂縫處混凝土厚度過薄，鋼筋網所用鋼筋直徑過大，鋼筋保護層過小，受噴面后有較大裂隙、空洞，混凝土所用砂石材質不合格，水灰比不合適，圍巖壓力增大等。要針對原因采取根本處理措施后，再對開裂、剝落、離層進行返工。

5.2.2 混凝土厚度不足的必須補噴，直至達到設計要求為止。

5.2.3 在施工過程中，還應通過現場監控量測，超前地質預報等，隨時掌握圍巖和支護的動態。在綜合分析的基礎上，進行科學的預測和信息反饋，不斷完善和修正設計參數，以達到安全，可靠，經濟，合理的目的。

參考文獻

[1]JTJ042-94， 公路隧道施工技術規范

[2]JTJ041-2000， 公路橋涵施工技術規范

[3]GB50086-2001， 錨桿噴射混凝土支護技術規范