簡述噴射混凝土技術在隧道工程中的應用

摘 要：文章主要針對噴射混凝土在隧道的施工中遇到的一些技術性問題作了分析，包括回彈量以及厚度和監測問題，并結合了實際的工程對噴射混凝土的技術提高作了一些建議。

關鍵詞：隧道工程；噴射；混凝土；問題

國家在交通建設上的關注隨著近年來交通需求的增加而不斷的加深，對于交通基礎建設不斷的加大投入，尤其在隧道的建設上，無論從工程量還是技術含量上都有了很大程度的提高，據資料統計，截止到目前，鐵路隧道在我過的建設總量已經達到了5300多座，總長四千余公路，公路隧道已建成1800多座，總長七百五十余公里。隧道的建設之所以增長迅速不單單是交通的需要，同時也是人們的環保意識加深的一種體現。因此我國一躍成為了世界在隧道建設的工程量最多國家。這里主要體現在單孔隧道在長度記錄上不斷的刷新。技術含量不斷加大的同時，技術難度也在增加，隧道形式也開始多樣化，大斷面、小凈距以及多孔聯拱等等，尤其是在高寒以及高海拔的隧道建設發展最為迅速，技術和施工實踐上不斷的進步，同時在有關隧道的標準以及技術規范中也不斷的得到統一。

1 隧道施工的支護對噴射混凝土的應用

噴射混凝土以及噴射鋼纖維式混凝土是目前在隧道的施工中經常用到的，而潮噴以及濕噴是目前采用最為廣泛的兩種噴射方式。及時性好、同時具有高強度以及高密實性是噴射混凝土的優勢，而且較之于其他的材料以及施工方式，在操作上又簡便靈活，尤其是和鋼拱架以及錨桿相互配合制作的聯合支護對于軟弱圍巖的地質條件的支護效果極其明顯。一般的施工都是分為兩個階段，首先是制作初期，需要對隧道的建設進行初步的把握和考察，對于材料在結構以及力學特征上進行了解，噴射混凝土一般都視作柔性結構，這樣在圍巖進行變形的時候就可以有足夠的空間。其次，在混凝土產生了強度之后，就可以將支護體系看成是一個剛性整體，起到一個對圍巖變形進行控制的所用，從而對圍巖的自承能力進行發揮和保護。當然，對于整個過程，應當對支護的整體在韌性上進行中試以及強調，這其實也發展的必然結果，因為鋼纖維混凝土在施工中的應用開始越來越廣。

2 關鍵技術

2.1 回彈量控制

在混凝土的噴射中以工人的健康以及環境保護為目的，一般都是采用的潮噴，這種方式的噴射回彈量較大，據統計會超過百分之三十，具有較大的損失量。隧道施工在經濟上的利潤主要就是初期支護以及開挖過程中產生的，而在初期支護中就是噴射混凝土的利潤大。技術改進以及管理的加強則可以對回彈量進行控制，坐著分析比較了多個隧道工程的實際建設以及施工隊伍的實際施工情況，認為可是將回彈量的范圍控制在15%-24%之間。

在施工中對于輸料管的風壓一般都是控制在十到十五，而在水壓的控制上則需要略高于風壓，這樣的目的就是可以使得高壓水可以從噴頭處的小孔噴射而出，并保證噴射速度，這樣才能夠將混合料攪拌均勻。此外，對于水灰比的控制在噴射聊的施工中是較為關鍵也是較難的一個環節，噴射混凝土的表面光滑程度就是噴射聊中水灰比判斷的一個標志，但是這種判斷方式僅僅是熟練的施工人員才可以看出。理論上來說，0.5以下，0.45以上的水灰比是對回彈量的控制以及混凝土質量最有利的。

2.1.1 對噴射距離以及角度進行控制。噴射距離為0.6-1.2m是混凝土在噴射時回彈量最小的范圍，超過或者不足回彈量都會增加。而施工噴射用的噴頭只有0.5-0.6m長，因此在噴射時施工人員因害怕骨料反彈，就無法將距離控制在合理的范圍內。這類問題其實可以通過一些很微小的調整就能夠解決，可以將噴頭進行加長，可使噴頭的長度加長至1.2-1.5m施工人員站在距離巖面2m處進行噴射，既可以解決回彈量的控制問題，又可以保證施工人員的健康。并且噴射過程中巖面和噴嘴應當保持垂直，稍稍以十度角偏向剛噴的部分，這樣更有利于回彈量的控制，保證了噴射效果以及噴射質量。

2.1.2 對風壓以及水灰比和水壓進行嚴格的控制。風壓過大就會使得噴射速度過快，骨料反彈兩就會加大，但是在密實性上往往就會性能良好。而風壓過小，隨著噴射力度的減弱回彈量會減小，但是密實度就會隨之變差，有時甚至無法達到設計的要求以及規定的范圍。根據實踐經驗的總結，輸料管的長度在20m時，風壓最適合在100到130N。

2.1.3 控制一次噴層厚度和分層噴射的間隔時間。

2.2 噴射混凝土厚度的控制

2.2.1 噴射混凝土的厚度應達到設計厚度和規范允許的誤差范圍。從施工現場的情況看，個別隧道存在噴射混凝土普遍偏薄的現象，這是有風險的。因為初期支護將會和圍巖共同控制同巖變形的釋放，保證下道工序施工安全和隧道結構的穩定，是主要受力者。

2.2.2 在有鋼拱架作為初期支護的情況下，往往出現鋼拱架處噴層厚，兩鋼拱架間噴層薄，形成縱向波浪型。要解決這個問題，重點應放在噴射過程中，要求噴射手在全斷面螺旋噴射完成后，及時對鋼拱架間進行補噴；或者在掛防水板前對噴射混凝土表面進行檢查，嚴重不夠的必須及時進行補噴，否則不僅費時費工，而且還會破壞防水板，造成漏水現象。

2.2.3 對局部噴射混凝土過厚的情況，在掛防水板前一定要將突出部分混凝土剔除。因為這種情況有可能頂破防水板，更有可能在初期支護和二次襯砌之間形成點接觸，造成局部應力集中而導致二次襯砌表面開裂。

2.3 噴射混凝土強度檢測

目前對噴射混凝土強度試驗的方法大多利用拌和料進行人工澆筑立方體試塊，部分直接向試模內噴射混凝土進行試塊制作。實際上，這兩種試塊的制作方法并不能反映噴射混凝土的真實情況，試驗結果也不能確切地反映現場噴射混凝土的強度。這種差異的原因在于現場噴射的混凝土受噴射力的作用影響大，且受噴面與試模面完全不同。

3 幾點建議

3.1 重視混凝土的噴射方式，積極推廣濕噴技術的運用

在濕噴過程中，事先可將包括水在內的各種材料正確計量，0.45～0.50的水灰比容易控制，從而容易達到減少回彈量和粉塵的目的。

3.2 加強噴射混凝土配合比的調整和控制，骨料盡量采用連續級配

施工應重點控制好骨料的級配，這除了要求工地實驗室定期定量檢測外，還要求加強骨料加工和采集，采取多種措施保證骨料的連續級配。譬如，骨料粉塵量過大時，就應該在加工場骨料出口安置抽風機，在材料源頭進行控制和處理。

3.3 盡量采用大板切割的試驗檢測方法對噴射混凝土強度進行檢測

大板切割即向木板或竹夾板上噴射13～15cm厚的混凝土并進行養護，待達到一定強度后切割取樣。這樣取得的試塊可以代表洞內噴射混凝土的實際情況，方法簡單，也不破壞支護結構。

4 結束語

在全國公路和鐵路迅速發展、路網等級不斷提高和環境保護意識日益加強的今天，隧道工程施工更要理論結合實際，各道工序步步為營，質量層層把關，消除隱患，保證施工順利進行和效益不斷增長。國家在交通建設上的關注隨著近年來交通需求的增加而不斷的加深，對于交通基礎建設不斷的加大投入，尤其在隧道的建設上，技術含量不斷加大的同時，技術難度也在增加，隧道形式也開始多樣化，大斷面、小凈距以及多孔聯拱等等，尤其是在高寒以及高海拔的隧道建設發展最為迅速，技術和施工實踐上不斷的進步，同時在有關隧道的標準以及技術規范中也不斷的得到統一。