隧道濕噴混凝土配合比應用技術研究

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計應用技術優劣直接關系到隧道安全、質量。

1 工程概況

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

隧址區地勢總體上中部較高，南北兩側低，右線地表高程830.50-924.84m，相對高差94.34m：左線地表高程826.91-925.85m。相対高差98.94m 隧道進口位于午城鎮西南約300m 一斜坡上。岸坡較陡，坡向東，坡角約30°；溝底未見基巖出露，洞口及以上溝壁部分為第四系中更新統離石黃土。隧道出口位于位于上胡城村東側約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°；溝底未見基巖出露，洞口及以上溝壁部分為第四系中更新統黃土。

隧址區地貌單元屬梁峁狀黃土丘陵區，頂部較平坦。塬面寬20-80m。長約300m。隧址區內植被稀少，以灌木叢為主。隧道進出口為黃土斜坡、陡坎，區內溝底局部出露三疊系和尚溝組砂質泥巖：二是隧址區內地層巖性變化不大，未見明顯地質構造；三是隧道圍巖組成相對簡單，巖性以第四系上更新統馬蘭黃土、第四系中更新統離石黃土、新近系上新統粘土、礫巖及三疊系下統和尚溝組泥巖。

2 濕噴混凝土配合比設計

2.1 南干渠隧道濕噴混凝土配合比設計

為使濕噴混凝土在強度、回彈、一次噴射厚度等方面達到理想的效果，解決南干渠隧道噴射支護技術難題，本研究結合實驗室試驗根據南干渠隧道噴射混凝土施工的特殊要求，作了三組對比試驗。

表1 濕噴混凝土配合比統計表

2.2 南干渠隧道濕噴混凝土配合比試驗研究

（1）抗壓強度。通過對現場噴射混凝土鉆芯取樣和現場大版取樣強度數據進行統計，在抗壓強度指標上，配比C 明顯優于A、B 兩種配比的混凝土。統計結果如表2。

（2）回彈率情況。通過現場對各配比混凝土進行回彈量收集稱量，分別對拱頂和邊墻進行統計，結果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計情況如表3：

表2 噴射混凝土抗壓強度

表3 三種配合比現場試驗回彈率統計

3 混凝土施工技術要點

3.1 施工準備

施工前，首先要檢查要噴涂的隧道開挖剖面是否符合設計要求。測量人員應測量已發射的圍巖的基本尺寸，對挖出的部分進行補償，敲擊以找到頂部，除去浮石，并使用高壓水或高壓風清洗巖石表面以及周圍的巖石。其次，檢查濕噴涂機是否正常工作。濕式噴涂機運輸到工作表面后，便會通電以進行無負荷運行。檢查電源是否正確安裝，濕噴機管道是否安裝到位以及施工人員是否在位。

3.2 供風

供氣必須將集中供氣的高壓空氣通過風管傳遞到混凝土噴涂機。濕式噴涂機中的混凝土在壓縮空氣的推動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。在噴涂過程中，混凝土受到沖擊并壓實以形成致密混凝土。通常將風壓控制在0.4-0.6MPA 的范圍內，以避免由于過大的風壓和厚的骨料撞擊周圍的巖石而反彈，或者厚的骨料不能沖入砂漿層而掉落。最佳的風壓是混凝土的抗張強度低、易附著、表面濕潤有光澤等。

3.3 混凝如制備及運輸

混凝土制備在拌合站內制備。水泥應優先選用硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥，強度等級為C25，粗集料宜選用符合要求的碎石，其粒徑為5-10mm，細骨料采用堅硬耐久的機制砂。罐車在裝混凝土前應反轉，將罐內殘留水卸完，以免加大塌落度，降低混凝土強度。

3.4 濕噴作業

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，噴嘴距離巖石表面約1.0m，并嚴格按照風壓要求進行噴涂。混凝土分配管快速凝固劑，當噴涂臂的方向改變方向時，不會在輸送管中引起急轉彎或其他困難現象，從而導致管堵塞或不均勻排放，和快速固化劑破損。

4 質量控制要點

4.1 噴頭移動方式

在噴涂過程中，噴涂機應根據周圍巖石的具體情況，以低速使用圖8，S 或螺旋線，以確保混凝土樁在離開前達到一定厚度，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，濕式清漆機的氣味和水灰比等彈簧的回彈量會受到影響，通常在初次注射時，回彈量會很大，在形成塑料層后，由于植入了厚的骨料，回彈量會減少。

4.3 噴射機及距離

在噴涂過程中，噴嘴應垂直于巖石表面。在側壁噴涂過程中，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，頂部噴涂應基于直徑方向。如果噴涂表面被鋼棒或格柵覆蓋，則應適當切割噴涂頭，同時要防止角度太小而導致混凝土材料滾動到噴涂表面上。噴涂并增加波浪形噴涂表面生成過程中的恢復量，根據最小返回量設計最高強度來設計噴涂距離。

4.4 速凝添加劑

將促進劑添加到注入部位，并且添加劑的量控制在水泥量的約3-5%。加入過多的促進劑會降低混凝土的強度，而加入過多的促進劑會導致噴涂的混凝土碎裂，導致過度開裂。

5 結語

噴射混凝土施工的質量控制應控制各種原料和混凝土攪拌機的數量，并在完全符合施工過程的前提下進行施工和質量控制，并有效地保護所形成的混凝土。實現其結構支撐和結構防水功能，并最終體現出較高的抗早期性，防水性能好，建筑粉塵少，適應性廣的優點。