關(guān)于隧道工程噴射混凝土施工質(zhì)量控制的探討

段 沖

中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司

關(guān)于隧道工程噴射混凝土施工質(zhì)量控制的探討

段 沖

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本文介紹了噴射混凝土的主要特點(diǎn)及作用，并對其施工技術(shù)進(jìn)行了簡述，重點(diǎn)探討了隧道工程噴射混凝土施工的質(zhì)量控制措施，以供參考。

隧道工程；噴射混凝土；施工；質(zhì)量控制

前言

隨著科技的進(jìn)步，交通運(yùn)輸業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，隧道建設(shè)作為我國的重點(diǎn)工程項(xiàng)目也受到了社會各界的廣泛關(guān)注。由于噴射混凝土作為一種新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，它將運(yùn)輸、澆筑、振搗等工序合而為一，施工靈活簡捷，具有強(qiáng)度增長快、粘結(jié)力強(qiáng)、密實(shí)性好的特點(diǎn)。因此，廣泛應(yīng)用于邊坡、隧道圍巖、基坑等加固工程的施工。

1 噴射混凝土的主要特點(diǎn)及作用

噴射混凝土具有操作簡單，易于控制等優(yōu)點(diǎn)，無論多么復(fù)雜的環(huán)境都可以實(shí)現(xiàn)快速作業(yè)，對于施工人員的技術(shù)要求也比較低。同時減少了混凝土作業(yè)的施工工序和材料，施工更加快捷、便利，有效保障了施工進(jìn)度。在性能方面，噴射混凝土與其他支護(hù)結(jié)構(gòu)形成了統(tǒng)一的整體，穩(wěn)定性更強(qiáng)，還具有良好的抗壓抗剪抗?jié)B性，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不易被破壞和變形，隧道的使用年限因而得到大幅度的提升。

2 噴射混凝土施工技術(shù)簡述

目前我國在進(jìn)行隧道建設(shè)中選擇復(fù)合支護(hù)中大部分選擇的是噴射普通混凝土或者噴射鋼纖維混凝土的施工方式，一般選擇的是干噴和濕噴兩種方式。噴射混凝土的優(yōu)勢非常明顯，主要有支護(hù)及時、質(zhì)量高、強(qiáng)度好、密實(shí)度高、操作簡單靈活等等，尤其在軟性土質(zhì)的圍巖地質(zhì)條件下，與鋼拱架、系統(tǒng)錨桿共同組成了聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，為施工帶來了巨大的便利。以新奧法分析來看，允許圍巖出現(xiàn)變形量，變形時通過圍巖自承能力以及支護(hù)結(jié)構(gòu)來控制圍巖的變形量，能夠緩解變形量。

3 隧道工程噴射混凝土施工的質(zhì)量控制

3.1 原材料的控制

(1)拌和用水控制。混凝土拌和用水基本都會使用生活用水，如果使用pH值小于4的酸性水、含硫酸鹽量(按SO4 2-計(jì)算)的總量超過1%以及含有影響水泥正常凝固的有害物質(zhì)等，都會造成混凝土整體性能下降。研究發(fā)現(xiàn)，硅酸鹽水泥在水化時的水灰比僅僅為0.22，因此，酸性水會造成后期水分的大量蒸發(fā)而造成孔隙率上升，此時混凝土的強(qiáng)度會大大降低，混凝土的孔隙率每降低1%，其整體強(qiáng)度會提升10%，基體孔隙率的產(chǎn)生主要是因?yàn)樵诎韬瓦^程中因?yàn)橛盟看蠖纬杀容^多的凝膠孔毛細(xì)孔，所以在噴射過程中必須要嚴(yán)格控制含水量。

(2)水泥控制。為了保證混凝土的凝固時間，同時與速凝劑很好的結(jié)合，水泥通常選擇強(qiáng)度高、抗?jié)B性好以及耐久性好的產(chǎn)品，一般會選擇42.5號以上的普通硅酸鹽水泥，其次會選擇礦渣硅酸鹽水泥以及火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥；地質(zhì)條件較復(fù)雜的隧道施工中一般使用的是早強(qiáng)水泥；使用前應(yīng)該進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)，同時避免在儲存過程中出現(xiàn)受潮和結(jié)塊現(xiàn)象，不同生產(chǎn)廠家、型號、規(guī)格的水泥不能混合使用。

(3)骨料控制。混凝土的強(qiáng)度一般與骨料強(qiáng)度有著密切關(guān)聯(lián)，同時還與水泥、骨料的粘結(jié)強(qiáng)度有關(guān)，如果骨料比較比較粗糙，其粘結(jié)強(qiáng)度就會比較高，所以使用碎石比卵石要好。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，一定尺寸內(nèi)的骨料粒徑越小，分布越均勻，其強(qiáng)度就會越高。骨料的粒徑減小，不僅僅會增加骨料與水泥漿的接觸面積，還會使拌和比較均勻，骨料周圍有害氣體減少，水膜減薄，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高混凝土強(qiáng)度的目的。

(4)外加劑控制。為了有效的降低水量、回彈率、粉塵率，并且使得噴射后的混凝土早凝早強(qiáng)，通常在混凝土中加入外加劑，其主要組成部分是速凝劑，性能要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且不會出現(xiàn)毒害作用。速凝劑加入前，首先應(yīng)該進(jìn)行水相溶性以及水泥凈漿速凝效果實(shí)驗(yàn)，初凝時間控制在5min以內(nèi)，終凝不能超過10min，其次必須保證干燥。添加劑的主要作用是加速混凝土的凝固，同時降低回彈量，早點(diǎn)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，因此，添加劑應(yīng)該保證其拌和均勻，通常其加入量保持在2%～4%，工程實(shí)踐中拱部可用2%～4%，邊墻可用2%，添加劑過多反而會影響整體強(qiáng)度，主要是因?yàn)樗倌齽╇m然提高了凝固速度，但是其也會組織水在水泥中擴(kuò)散，使得一部分水包裹在已經(jīng)凝固的水泥中，產(chǎn)生氣孔，另一部分水泥因?yàn)闆]有吸收充分水源而出現(xiàn)干縮現(xiàn)象，形成裂紋。

2.2 噴射混凝土的厚度控制措施

(1)嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)與實(shí)際差。工程實(shí)際中，有的隧道在進(jìn)行噴射混凝土施工時，容易出現(xiàn)偏薄的現(xiàn)象，這會工程安全造成嚴(yán)重影響。初期的支護(hù)一般是與圍巖共同完成的，控制其發(fā)生變形現(xiàn)象，保證下道工序正確實(shí)施以及隧道的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在噴射過程中如果出現(xiàn)裂縫，那么就應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)噴并且對開裂區(qū)域進(jìn)行加強(qiáng)處理，以避免圍巖出現(xiàn)較為嚴(yán)重的變形現(xiàn)象，并不僅僅是為了釋放。但是有比較大的一部分人認(rèn)為初期支護(hù)不足的情況下可以使用二次襯砌進(jìn)行混凝土補(bǔ)充，這種情況雖然能夠提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但是從新奧法施工原理以及結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行分析，確是不合理的。

(2)控制噴射過程。鋼拱架初期支護(hù)時，通常會出現(xiàn)鋼拱架處噴層厚，兩個拱架之間噴層薄，會造成整個噴射表面出現(xiàn)波浪形，要想解決這個問題，必須要嚴(yán)格控制噴射過程，噴射人員在完成噴射后，及時對鋼拱架進(jìn)行補(bǔ)噴，或者在掛防水板出對噴凝土表面進(jìn)行檢查，對于強(qiáng)度非常弱的區(qū)域應(yīng)該克服一切困難進(jìn)行補(bǔ)噴，如果二次襯砌混凝土澆筑完成后發(fā)現(xiàn)其不達(dá)標(biāo)，在進(jìn)行打孔(或預(yù)埋鋼管)注漿來處理空洞，不僅會造成人員的浪費(fèi)，施工難度會增加，同時還會造成防水板的破壞，形成漏水現(xiàn)象。

3.3 噴射混凝土應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)是保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)。一般來說，混凝土的強(qiáng)度伴隨著齡期的延長而逐漸增大，主要是因?yàn)槟z凝材料在使用過程中不斷水化，其與所處的環(huán)境溫度、濕度有關(guān)。因?yàn)榻?jīng)常放炮以及通風(fēng)而使得隧道內(nèi)部的溫度較高，噴射混凝土周圍的空氣濕度比較小，在加之混凝土水化熱造成的內(nèi)部溫度過高，使其表面水分蒸發(fā)過快，進(jìn)而使得混凝土內(nèi)部的含水量持續(xù)下降。

4 結(jié)束語

綜上所述，目前，噴射混凝土作為隧道施工中不可或缺的技術(shù)，噴射混凝土的施工質(zhì)量直接影響隧道初期支護(hù)的效果，所以要通過各種措施加強(qiáng)質(zhì)量管理，從而保證隧道建設(shè)的整體施工。

[1]曾旻，劉艷，楊文平，王超.隧道噴射混凝土施工質(zhì)量控制[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，11：147-151.

[2]寧英武.隧道工程噴射混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].交通世界(建養(yǎng).機(jī)械)，2012，07：242-243.