隧道濕噴混凝土配合比應(yīng)用技術(shù)研究

山西路橋第二工程有限公司 山西臨汾 041000

隧道濕噴混凝土施工是隧道施工的最要組成部分，隧道混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)優(yōu)劣直接關(guān)系到隧道安全、質(zhì)量。

1 工程概況

南干渠隧道位于山西省隰縣午城鎮(zhèn)西南側(cè)約300m 處，設(shè)計(jì)為左右分離式，左右線均屬雙向四車(chē)道高速公路中隧道，總體走向呈東-西向，左線走向261°，右線走向286°-257°。左線洞體長(zhǎng)201.0m，隧道進(jìn)口里程樁號(hào)ZK49+694，地面高程826.91m，底板設(shè)計(jì)高程818.52m，出口里程樁號(hào)ZK50+193，地面高程833.21m，底板設(shè)計(jì)高程823.12m，洞體最大埋深103.28m，位于ZK49+897 處。右線洞體全長(zhǎng)454.0m，隧道進(jìn)口里程樁號(hào)K49+764，地面高程830.50m，底板設(shè)計(jì)高程817.75m；出口里程樁號(hào)K50+218，地面高程838.23m，底板設(shè)計(jì)高程821.12m，洞體最大埋深105.80m，位于K49+930 處。

隧址區(qū)地勢(shì)總體上中部較高，南北兩側(cè)低，右線地表高程830.50-924.84m，相對(duì)高差94.34m：左線地表高程826.91-925.85m。相対高差98.94m 隧道進(jìn)口位于午城鎮(zhèn)西南約300m 一斜坡上。岸坡較陡，坡向東，坡角約30°；溝底未見(jiàn)基巖出露，洞口及以上溝壁部分為第四系中更新統(tǒng)離石黃土。隧道出口位于位于上胡城村東側(cè)約300m 溝谷東岸斜坡上，沖溝狹窄，呈“V”字型，溝岸較陡。坡向西。坡角約45°；溝底未見(jiàn)基巖出露，洞口及以上溝壁部分為第四系中更新統(tǒng)黃土。

隧址區(qū)地貌單元屬梁峁?fàn)铧S土丘陵區(qū)，頂部較平坦。塬面寬20-80m。長(zhǎng)約300m。隧址區(qū)內(nèi)植被稀少，以灌木叢為主。隧道進(jìn)出口為黃土斜坡、陡坎，區(qū)內(nèi)溝底局部出露三疊系和尚溝組砂質(zhì)泥巖：二是隧址區(qū)內(nèi)地層巖性變化不大，未見(jiàn)明顯地質(zhì)構(gòu)造；三是隧道圍巖組成相對(duì)簡(jiǎn)單，巖性以第四系上更新統(tǒng)馬蘭黃土、第四系中更新統(tǒng)離石黃土、新近系上新統(tǒng)粘土、礫巖及三疊系下統(tǒng)和尚溝組泥巖。

2 濕噴混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 南干渠隧道濕噴混凝土配合比設(shè)計(jì)

為使?jié)駠娀炷猎趶?qiáng)度、回彈、一次噴射厚度等方面達(dá)到理想的效果，解決南干渠隧道噴射支護(hù)技術(shù)難題，本研究結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)根據(jù)南干渠隧道噴射混凝土施工的特殊要求，作了三組對(duì)比試驗(yàn)。

表1 濕噴混凝土配合比統(tǒng)計(jì)表

2.2 南干渠隧道濕噴混凝土配合比試驗(yàn)研究

（1）抗壓強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)噴射混凝土鉆芯取樣和現(xiàn)場(chǎng)大版取樣強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在抗壓強(qiáng)度指標(biāo)上，配比C 明顯優(yōu)于A、B 兩種配比的混凝土。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2。

（2）回彈率情況。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各配比混凝土進(jìn)行回彈量收集稱(chēng)量，分別對(duì)拱頂和邊墻進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果C 配比的混凝土綜合回彈量降到10%以下，噴射工作效率大大提高，三種配合比下濕噴混凝土的回彈量統(tǒng)計(jì)情況如表3：

表2 噴射混凝土抗壓強(qiáng)度

表3 三種配合比現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)回彈率統(tǒng)計(jì)

3 混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

施工前，首先要檢查要噴涂的隧道開(kāi)挖剖面是否符合設(shè)計(jì)要求。測(cè)量人員應(yīng)測(cè)量已發(fā)射的圍巖的基本尺寸，對(duì)挖出的部分進(jìn)行補(bǔ)償，敲擊以找到頂部，除去浮石，并使用高壓水或高壓風(fēng)清洗巖石表面以及周?chē)膸r石。其次，檢查濕噴涂機(jī)是否正常工作。濕式噴涂機(jī)運(yùn)輸?shù)焦ぷ鞅砻婧螅銜?huì)通電以進(jìn)行無(wú)負(fù)荷運(yùn)行。檢查電源是否正確安裝，濕噴機(jī)管道是否安裝到位以及施工人員是否在位。

3.2 供風(fēng)

供氣必須將集中供氣的高壓空氣通過(guò)風(fēng)管傳遞到混凝土噴涂機(jī)。濕式噴涂機(jī)中的混凝土在壓縮空氣的推動(dòng)下被輸送到噴嘴部分，然后以較高的速度噴涂在噴涂表面上。在噴涂過(guò)程中，混凝土受到?jīng)_擊并壓實(shí)以形成致密混凝土。通常將風(fēng)壓控制在0.4-0.6MPA 的范圍內(nèi)，以避免由于過(guò)大的風(fēng)壓和厚的骨料撞擊周?chē)膸r石而反彈，或者厚的骨料不能沖入砂漿層而掉落。最佳的風(fēng)壓是混凝土的抗張強(qiáng)度低、易附著、表面濕潤(rùn)有光澤等。

3.3 混凝如制備及運(yùn)輸

混凝土制備在拌合站內(nèi)制備。水泥應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)為C25，粗集料宜選用符合要求的碎石，其粒徑為5-10mm，細(xì)骨料采用堅(jiān)硬耐久的機(jī)制砂。罐車(chē)在裝混凝土前應(yīng)反轉(zhuǎn)，將罐內(nèi)殘留水卸完，以免加大塌落度，降低混凝土強(qiáng)度。

3.4 濕噴作業(yè)

從隧道的底部一直向上噴射混凝土，以防止清洗后的巖石表面的彈跳材料受到污染。噴涂時(shí)，噴嘴距離巖石表面約1.0m，并嚴(yán)格按照風(fēng)壓要求進(jìn)行噴涂。混凝土分配管快速凝固劑，當(dāng)噴涂臂的方向改變方向時(shí)，不會(huì)在輸送管中引起急轉(zhuǎn)彎或其他困難現(xiàn)象，從而導(dǎo)致管堵塞或不均勻排放，和快速固化劑破損。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 噴頭移動(dòng)方式

在噴涂過(guò)程中，噴涂機(jī)應(yīng)根據(jù)周?chē)鷰r石的具體情況，以低速使用圖8，S 或螺旋線，以確保混凝土樁在離開(kāi)前達(dá)到一定厚度，然后逐漸膨脹，總之，要保證混凝土表面光滑、平整。

4.2 回彈量調(diào)整

噴涂的混凝土表面與鋼棒碰撞后，巖石表面即骨料顆粒，掉落的混凝土就是回收量，水泥量，鋼帶量，骨料大小，噴涂角度，濕式清漆機(jī)的氣味和水灰比等彈簧的回彈量會(huì)受到影響，通常在初次注射時(shí)，回彈量會(huì)很大，在形成塑料層后，由于植入了厚的骨料，回彈量會(huì)減少。

4.3 噴射機(jī)及距離

在噴涂過(guò)程中，噴嘴應(yīng)垂直于巖石表面。在側(cè)壁噴涂過(guò)程中，要在較厚的混凝土頂部噴涂混凝土，噴嘴最好向下傾斜約10 度，頂部噴涂應(yīng)基于直徑方向。如果噴涂表面被鋼棒或格柵覆蓋，則應(yīng)適當(dāng)切割噴涂頭，同時(shí)要防止角度太小而導(dǎo)致混凝土材料滾動(dòng)到噴涂表面上。噴涂并增加波浪形噴涂表面生成過(guò)程中的恢復(fù)量，根據(jù)最小返回量設(shè)計(jì)最高強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)噴涂距離。

4.4 速凝添加劑

將促進(jìn)劑添加到注入部位，并且添加劑的量控制在水泥量的約3-5%。加入過(guò)多的促進(jìn)劑會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度，而加入過(guò)多的促進(jìn)劑會(huì)導(dǎo)致噴涂的混凝土碎裂，導(dǎo)致過(guò)度開(kāi)裂。

5 結(jié)語(yǔ)

噴射混凝土施工的質(zhì)量控制應(yīng)控制各種原料和混凝土攪拌機(jī)的數(shù)量，并在完全符合施工過(guò)程的前提下進(jìn)行施工和質(zhì)量控制，并有效地保護(hù)所形成的混凝土。實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)支撐和結(jié)構(gòu)防水功能，并最終體現(xiàn)出較高的抗早期性，防水性能好，建筑粉塵少，適應(yīng)性廣的優(yōu)點(diǎn)。