隧道噴射混凝土施工的質(zhì)量控制措施

王強

摘 要：現(xiàn)如今，工程技術(shù)發(fā)展日新月異，隧道工程的施工水平也有了突破性提升。隧道噴射混凝土技術(shù)作為一種基礎(chǔ)型施工技術(shù)，得到了廣泛的應用，其施工品質(zhì)直接關(guān)乎著整個隧道的質(zhì)量。本文針對當前隧道工程中混凝土施工中存在的問題進行了介紹，并對提高其施工質(zhì)量的措施進行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：隧道;噴射混凝土;施工;質(zhì)量

一、噴射混凝土技術(shù)的概述

噴射混凝土是采用噴射法來完成混凝土鋪設，主要分為干拌和濕拌兩種施工方式。干拌法是將符合粒徑標準的石子，混合漿水泥和砂料，按照規(guī)定比例進行攪拌混合，再通過噴射機空氣壓縮的原理將混合料途經(jīng)管道從噴頭處噴出，之后混合水高速噴射至作業(yè)面上。該種方法噴射速度較快，隨之產(chǎn)生的粉塵較多，回彈情況也較為嚴重，在具體施工時，具有一定程度的限制。濕拌法是將水與水泥、沙、石的混合料提前進行拌和，之后集料在管路輸送過程中相互擠壓和碰撞，從而增強混凝土的密度和強度，再實施噴射。混凝土濕拌法的優(yōu)勢，是它的噴射速度較低，產(chǎn)生的回彈現(xiàn)象也較輕，在施工效率上比干拌法更具優(yōu)勢。

二、隧道噴射混凝土施工中存在的質(zhì)量問題

（一）混凝土原料質(zhì)量不過關(guān)。因為隧道需要非常強的穩(wěn)定性和持久性，所以混凝土的原材料在選擇和使用上要嚴格把關(guān)。在選用水泥、砂石時，會有特定的規(guī)格設定，比如在干拌法時，對于石子的最大粒徑要求是小于25mm，更有助于保證隧道工程的支護。采購人員在選取材料時沒有遵循嚴謹?shù)倪x材標準，很容易導致混凝土過早凝結(jié)，增大回彈量，不利于混凝土強度的延展性。

（二）混凝土凝結(jié)度不夠，出現(xiàn)開裂、掉塊、離層等。施工材料或者施工技術(shù)的不達標，容易導致隧道的拱頂處或者其他施工面出現(xiàn)斷裂或者混凝土脫落。

（三）混凝土厚度不夠。混凝土的噴射厚度是否符合施工標準主要取決于噴射工人。在《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》中有明確規(guī)定，整個鋼筋架構(gòu)必須被混凝土全部覆蓋，不得有遺漏，而且噴射層厚度不得小于4cm。施工單位在噴射過程中經(jīng)常出現(xiàn)厚度不夠，形成“排骨架”，有個別的鋼架裸露在外，影響整個操作面的嚴密性和耐久性。

（四）混凝土配比不合理。集料與水的體積分配不合理可以直接影響混凝土的最終使用。不同的隧道工程，對于混凝土的配比設計有其特有的標準，來適應不同工程的實際要求。在實際施工中，很多實驗檢測人員和技術(shù)人員疏于對工程本身的了解和應變，一味沿用傳統(tǒng)的配比，使得混凝土的強度不夠，隧道受力面不能承受足夠的作用力，最終導致構(gòu)件破損，嚴重破壞隧道的基層建造。

（五）養(yǎng)護滯后、缺失。在噴射混凝土施工完成后，應該施以及時的養(yǎng)護。由于隧道的內(nèi)部環(huán)境潮濕，養(yǎng)護要求是（自然）潮濕養(yǎng)護。如果養(yǎng)護任務沒有及時跟上，混凝土中的水分會迅速揮發(fā)，導致混凝土急速收縮而出現(xiàn)裂紋，從而影響到噴射混凝土的強度。

三、隧道噴射混凝土施工質(zhì)量的有效控制措施

（一）嚴把原材料質(zhì)量關(guān)

1骨料

混凝土的骨料主要分為細骨料和粗骨料。細骨料也就是俗稱的砂料，在噴射混凝土作業(yè)過程中，要選擇那些堅硬耐用的中砂或者粗砂。砂料的細度模數(shù)一般要求應大于2.5，其中的含水比例也應控制在5%到7%之間。含水率過高或者過低都易堵塞管道。影響噴射結(jié)果。粗骨料就是俗稱的碎石或者卵石。碎石或者卵石添加在集料中可以起緊實密度、增加強度的作用。在實際施工過程中，碎石的粘結(jié)程度明顯優(yōu)于光滑的卵石。碎石的粒徑不宜超過15mm，因為超規(guī)格的骨料容易導致混凝土在噴射過程中發(fā)生管道堵塞。根據(jù)不同的工程項目，設定不同的骨料選取規(guī)格，因時制宜，因地制宜，減少懷疑彈量保證混凝土整體結(jié)構(gòu)的強度。

2攪拌水

在噴射混凝土施工過程中，無論是使用濕拌法還是干拌法都會用到水。為了保證混凝土的材質(zhì)和成分不被影響。攪拌水在選取過程中易選用日常飲用水。日常飲用水的酸堿度和軟硬度不會對混凝土之后的凝結(jié)和硬化產(chǎn)生過多的外在干預，反之，PH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量大于1%的水就會對混凝土產(chǎn)生影響。

3水泥

水泥是促進混凝土粘結(jié)的重要組成部分。隧道混凝土噴射施工不同于其他普通施工的其操作面多呈拱形，隧道外部承接不同壓力。所以在水泥用料選擇時應選擇那些強度比較高，抗?jié)B能力較強，經(jīng)久耐用的品牌。我國隧道工程中多選取優(yōu)質(zhì)的硅酸鹽水泥、礦渣水泥等等，在特殊地質(zhì)條件下，應寫選用強度較高的早強水泥。在集料摻合之前和之后，相關(guān)檢測人員應當選取作業(yè)面一處進行強度測驗。

4速凝劑

速凝劑的作用是降低混凝土的用水量和回彈量，加速混凝土的凝結(jié)和強度。基于速凝劑的本身性質(zhì)，施工單位在選取速凝劑時應當選擇那些符合質(zhì)量要求，對施工人員危害較小的外加劑。速凝劑在使用之前要進行配比實驗，符合標準的速凝劑初凝應控制在五分鐘之內(nèi)，終凝應控制在十分鐘之內(nèi)。

（二）優(yōu)化混凝土配比設計

混凝土的配比要根據(jù)具體的施工工程有特定的調(diào)整。其影響因素分別涉及原材料的性能，具體的施工環(huán)境和隧道項目的實踐要求。鑒于對隧道項目施工質(zhì)量的負責，必須要事先進行配合比實驗。具體檢測過程是針對現(xiàn)有的施工用料進行配合比設計，以最優(yōu)的性能選取最佳的配比。除此之外，當原材料的品牌和規(guī)格產(chǎn)生變化時，不可疏忽大意，要重新安排配合比檢測。

其中，影響混凝土配比的一大重要因素就是所處的隧道項目的施工環(huán)境。舉個例子，號稱中國最難修建的三條隧道之一的“風火山隧道”，位置處于青藏高原的“無人區(qū)”地帶，當?shù)氐刭|(zhì)中含有大量的凍土層，且動土分布區(qū)域不均勻，厚度也不一致，不但給施工帶來極大的麻煩，也極易發(fā)生塌方等危險。設計、實驗人員在惡劣的自然環(huán)境下不斷檢測、反復實驗，優(yōu)化混凝土配合比和建造方案，終于解決了凍土問題。而且由于高原氣候和隧道環(huán)境特殊，使得隧道內(nèi)施工氧氣量不夠充足。施工單位還要另辟一處建造供氧站，然后途徑專門供氧管道，才能保證隧道內(nèi)施工人員的氧氣供給。風火山隧道在2006年7月正式通車，成為世界上線路最長、海拔最高、穿越凍土里程最長的高原鐵路隧道。

（三）保證噴射混凝土厚度

隧道混凝土的噴射厚度控制主要有以下幾個要點。其一，整體厚度應該預先設定，并明確誤差范圍。噴射工人要做到熟練操作，保障厚度符合標準。其二，噴射施工后要進行厚度監(jiān)測，例如可以使用鑿孔法在操作面的多個點進行厚度檢查，要求檢查點數(shù)的60%以上大于最初設計厚度，最小厚度不得小于設計厚度的1/2，且不小于3cm。其三，對于結(jié)構(gòu)中的特殊區(qū)域在完成了全面噴射之后要進行必要的補噴，例如在鋼拱架之間的縫隙間隔，如果沒有足夠的混凝土填充和支撐，容易形成空洞區(qū)，進而發(fā)生斷裂或者掉塊事故。

（四）及時跟進養(yǎng)護工作

養(yǎng)護工作是整個混凝土噴射任務的最后階段。首先，應該提前預備好高壓水管，并鋪設在隧道中，每隔二十米要設置一個閥門，閥門可以用來安裝水管以備完成后續(xù)的噴水養(yǎng)護任務。養(yǎng)護任務多采取灑水養(yǎng)護方式，時間一般安排在噴射混凝土終凝兩小時后。在設置的閥門處，可以鏈接皮管，配合高壓水泵，進行養(yǎng)護。養(yǎng)護工作的頻率應該本著季節(jié)和氣候、環(huán)境的靈活調(diào)節(jié)，以保證混凝土的濕潤程度為主，一般情況是每天3到4次。養(yǎng)護用水應為潔凈的生活用水，以免影響混凝土的狀態(tài)。養(yǎng)護周期建議持續(xù)14天以上為佳，當環(huán)境溫度低于5℃時，不可使用噴水養(yǎng)護。

結(jié)束語

綜上所述，隧道工程中的噴射混凝土技術(shù)的質(zhì)量把控應該貫徹到每一個精準環(huán)節(jié)，在提高整個工程效率的同時，完善施工過程，在實踐中不斷發(fā)掘新的問題和不足，從嚴謹選材、科學配比、精化施工工藝、積極保障養(yǎng)護等方面，將整個噴射混凝土的施工質(zhì)量得到嚴格控制，提高整個隧道的承載力和耐久力，為隧道項目奠定堅實的基礎(chǔ)。