關于隧道工程噴射混凝土施工質量控制的探討

段 沖

中鐵二十局集團第二工程有限公司

關于隧道工程噴射混凝土施工質量控制的探討

段 沖

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本文介紹了噴射混凝土的主要特點及作用，并對其施工技術進行了簡述，重點探討了隧道工程噴射混凝土施工的質量控制措施，以供參考。

隧道工程；噴射混凝土；施工；質量控制

前言

隨著科技的進步，交通運輸業得到了迅猛的發展，隧道建設作為我國的重點工程項目也受到了社會各界的廣泛關注。由于噴射混凝土作為一種新型的支護結構，它將運輸、澆筑、振搗等工序合而為一，施工靈活簡捷，具有強度增長快、粘結力強、密實性好的特點。因此，廣泛應用于邊坡、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及作用

噴射混凝土具有操作簡單，易于控制等優點，無論多么復雜的環境都可以實現快速作業，對于施工人員的技術要求也比較低。同時減少了混凝土作業的施工工序和材料，施工更加快捷、便利，有效保障了施工進度。在性能方面，噴射混凝土與其他支護結構形成了統一的整體，穩定性更強，還具有良好的抗壓抗剪抗滲性，內部結構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簡述

目前我國在進行隧道建設中選擇復合支護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。噴射混凝土的優勢非常明顯，主要有支護及時、質量高、強度好、密實度高、操作簡單靈活等等，尤其在軟性土質的圍巖地質條件下，與鋼拱架、系統錨桿共同組成了聯合支護結構，為施工帶來了巨大的便利。以新奧法分析來看，允許圍巖出現變形量，變形時通過圍巖自承能力以及支護結構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-計算)的總量超過1%以及含有影響水泥正常凝固的有害物質等，都會造成混凝土整體性能下降。研究發現，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而造成孔隙率上升，此時混凝土的強度會大大降低，混凝土的孔隙率每降低1%，其整體強度會提升10%，基體孔隙率的產生主要是因為在拌和過程中因為用水量大而形成比較多的凝膠孔毛細孔，所以在噴射過程中必須要嚴格控制含水量。

(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合，水泥通常選擇強度高、抗滲性好以及耐久性好的產品，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硅酸鹽水泥；地質條件較復雜的隧道施工中一般使用的是早強水泥；使用前應該進行混凝土強度檢驗，同時避免在儲存過程中出現受潮和結塊現象，不同生產廠家、型號、規格的水泥不能混合使用。

(3)骨料控制。混凝土的強度一般與骨料強度有著密切關聯，同時還與水泥、骨料的粘結強度有關，如果骨料比較比較粗糙，其粘結強度就會比較高，所以使用碎石比卵石要好。大量實驗結果顯示，一定尺寸內的骨料粒徑越小，分布越均勻，其強度就會越高。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，進而實現提高混凝土強度的目的。

(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，通常在混凝土中加入外加劑，其主要組成部分是速凝劑，性能要達到設計標準要求，并且不會出現毒害作用。速凝劑加入前，首先應該進行水相溶性以及水泥凈漿速凝效果實驗，初凝時間控制在5min以內，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，早點達到設計強度，因此，添加劑應該保證其拌和均勻，通常其加入量保持在2%～4%，工程實踐中拱部可用2%～4%，邊墻可用2%，添加劑過多反而會影響整體強度，主要是因為速凝劑雖然提高了凝固速度，但是其也會組織水在水泥中擴散，使得一部分水包裹在已經凝固的水泥中，產生氣孔，另一部分水泥因為沒有吸收充分水源而出現干縮現象，形成裂紋。

2.2 噴射混凝土的厚度控制措施

(1)嚴格控制設計與實際差。工程實際中，有的隧道在進行噴射混凝土施工時，容易出現偏薄的現象，這會工程安全造成嚴重影響。初期的支護一般是與圍巖共同完成的，控制其發生變形現象，保證下道工序正確實施以及隧道的整體結構穩定性，在噴射過程中如果出現裂縫，那么就應該進行補噴并且對開裂區域進行加強處理，以避免圍巖出現較為嚴重的變形現象，并不僅僅是為了釋放。但是有比較大的一部分人認為初期支護不足的情況下可以使用二次襯砌進行混凝土補充，這種情況雖然能夠提高其結構強度，但是從新奧法施工原理以及結構受力情況進行分析，確是不合理的。

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

3.3 噴射混凝土應加強養護

養護是保證混凝土結構質量的主要環節。一般來說，混凝土的強度伴隨著齡期的延長而逐漸增大，主要是因為膠凝材料在使用過程中不斷水化，其與所處的環境溫度、濕度有關。因為經常放炮以及通風而使得隧道內部的溫度較高，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部溫度過高，使其表面水分蒸發過快，進而使得混凝土內部的含水量持續下降。

4 結束語

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，噴射混凝土的施工質量直接影響隧道初期支護的效果，所以要通過各種措施加強質量管理，從而保證隧道建設的整體施工。

[1]曾旻，劉艷，楊文平，王超.隧道噴射混凝土施工質量控制[J].交通標準化，2014，11：147-151.

[2]寧英武.隧道工程噴射混凝土施工技術及質量控制[J].交通世界(建養.機械)，2012，07：242-243.