公路隧道施工中濕噴技術探究

高素國

(山西省公路工程監理技術咨詢有限公司，山西 太原 030000)

1 工程概況

某隧道項目位于我國北方地區，處于高原地帶，現場的地形地貌條件比較復雜，全年降雨量比較少，風力比較強，地表存在著較多的巖石裸露存在，植被數量較少，氧氣比較稀薄。現場施工單位對地質條件展開全面分析，最終選擇應用濕噴機械施工方式展開初期支護，施工建設工期為10個月，在初期支護中加強質量與效率的控制，落實各項技術參數的控制，從而滿足工程施工標準。

2 濕噴機械手設備選擇和材料制備

2.1 濕噴機械手設備選型

對于本次隧道項目建設施工來說，初期濕噴環節應用小型濕噴機械作業，完成噴射混凝土施工。但是從現場施工效果來看，該設備會給周邊的環境造成較大的影響，且人員的工作強度較高，且現場空氣比較稀薄，人員極易發生缺氧的情況，外加劑材料的使用量控制不嚴格，造成現場施工速度比較慢，無法達到工程施工的標準要求。根據現場需要，施工單位選擇應用濕噴機械手(csp-30鑫通混凝土噴漿車)展開施工，最高速度為15 m3/h，該設備系統組成較為復雜。

2.2 混凝土配合比

對于 噴射混凝土來說，設置配合比極為重要，應根據噴射速度、回彈率、厚度等方面確定，以滿足現場施工要求。根據設計工作強度展開分析，確定最佳水灰比參數，尤其是配合比設計中，混凝土的和易性、速凝劑的比例都要符合要求，將混凝土材料的塌落度限定在9～13 cm之間，以確保其粘聚性符合要求，回彈率不足15%，本次工程項目的噴射混凝土可見表1。

表1 噴射混凝土配合比

對于濕噴混凝土工程來說，配比需要使用水、泥沙、碎石、水泥等材料，本次項目現場施工時選取的水泥材料為42.5的普通硅酸鹽水泥，在試驗前進行強度性能檢測，符合要求才會投入使用。砂材料的細度模數超過2.5，碎石材料的硬度滿足要求，且粒徑在15 mm以內，確保材料的級配達到混凝土噴射施工的標準要求。在混凝土材料配制之前進行各種原材的質量和性能參數的檢測，每一項材料都符合要求才能制作，防止因為材料不合格而影響工程的質量。配合比的確定要根據回彈量控制，不會在噴射時出現過大粉塵的情況，但是因為噴射混凝土的工藝要求較高，不同位置、不同噴射環境都有較大的差異，所以應綜合分析現場的具體情況，選擇合適的混凝土配合比參數，并加強配合比控制，才能符合施工要求[2]。

2.3 速凝劑添加

隧道工程建設施工開始前，在混凝土材料的配制環節，加入必要的速凝劑可以產生很好的效果，再應用機械手把材料均勻的噴射到隧道結構表面，保證隧道表面保護性合格，提升整體結構性能，符合工藝方案的要求。濕噴混凝土在施工時，與傳統的混凝土結構表面施工存在著較大的不同，其施工優勢比較明顯，比如效率高、速度快、成本低等，綜合效益較為明顯，同時還能節約復雜模板支設的環節，噴射結束后密實度更高，穩定性更強，提高總體的施工水平，確保工程的效果和質量合格。

3 機械手濕噴工藝流程

3.1 前期準備工作

混凝土濕噴作業正式開始前，現場作業人員對巖體結構進行分析，分析濕潤度的情況，并在確保沒有發生嚴重開裂、材料損壞的基礎之下，再進行現場的濕噴混凝土作業施工，這是施工成功的關鍵性步驟。如果經過檢查確定現場存在比較嚴重的損壞問題，要及時采取清理性措施，巖體結構表面的廢渣、浮石都清理干凈，不會因為這些雜質的存在而影響工程材料的性能。在清理完成后，表面裸露巖體表面，經過噴射施工可以提升粘附性，整體性能也會更好，對于工程質量和效果提升是有益的。

3.2 濕噴工藝流程作業要點

濕噴機械手在進行混凝土的噴射施工中，材料的粒徑通常在1 cm以下，且混凝土材料的塌落度保持在9～13 cm之間。混凝土的噴射作業環節，加強風壓外接的工作，通常要將風壓控制在0.4～0.6 MPa之間，而風壓的選取和混凝土和易性的材料存在直接的關系，如果混凝土材料的和易性較高，所設置的風壓就會越小，這樣才能確保施工的質量符合標準。在噴射作業開始前，將機械手移動到現場指定位置上，利用設備自帶的高壓風進行表面的全面清理作業，將表面存在的浮渣、碎石等材料清理干凈，確保噴射工作完成后混凝土材料與巖石表面粘結性良好，達到較高粘附性的效果，不會有任何質量問題。

混凝土噴射現場作業中，機械手操作人員具備施工經驗，對于現場操作工藝有足夠的了解，對于設備的性能和施工方法掌握，確保機械手的噴頭與巖體結構表面達到垂直性。通常來說保證兩者的間距在0.8～1.2 m之間，且在噴射作業時應按照從下上到的順序進行，采用分層噴射施工方式，先噴射第一層，厚度為3～5 cm，然后再噴射第二層，經過兩層的噴射達到設計方案的厚度要求。組織現場技術人員進行深入分析，掌握不同噴射作業現場的差異，并做好現場噴射速率的調整工作，加入規定比例的速凝劑，邊墻部位噴射速率為18～20 m3/h，拱部則為15 m3/h，因此，邊墻結構位置混凝土中速凝劑加入比例為3%～5%之間，拱部則為7%。混凝土現場噴射要保持連續進行，如果因為某些因素的影響導致中間斷開，發生停機的情況，極易導致噴頭結構發生淤堵的問題，后續清理作業難度較高，對于整體現場施工也造成不利的影響。在混凝土噴射作業全部結束后，及時進行設備內部的清理作業，并做好設備保養處理工作，為后續噴射施工提供基礎。在結構成型后，檢測混凝土結構厚度超過5 cm，采取兩次噴射作業的方法，符合工程的技術標準[3]。

第一次噴射工作完成后，應進行噴射結構表面的清洗處理，符合要求后才能繼續進行后續的噴射施工。其次，現場噴射作業時，加強分體壓力、水體壓力、混凝土回彈量額的控制，通常在噴射完成后要經過2 h的終凝，再進行養護處理，通常養護時間不少于7 d。如果在現場噴射作業中，被噴射的結構表面存在著不平整的問題，凹凸問題較為嚴重的情況下，或者風壓、水壓無法滿足要求時，應及時補充噴射作業，以到達結構整體性的要求。對于噴射完成的結構位置上進行開挖施工時，需要在噴射結束的4 h后再開挖作業。

4 技術總結

濕噴混凝土現場施工環節，噴機正常運行的情況下，風力與風量分別為0.5 MPa和10 m3/min。混凝土濕噴過程嚴格控制，嚴格落實施工工藝方案的要求，采取分段分片的噴射方式，單次噴射的長度在2 m以內。濕噴作業現場，應落實噴射厚度控制，噴頭與作業面的距離為0.6～1.2 m以內。如果現場施工時出現了輕微傾斜的問題，及時進行噴頭的調節，使得噴頭和夾角保持5°～15°，且應用螺旋式噴射的方式完成施工。高速公路項目隧道作業現場，有些部位存在拱架，濕噴混凝土的環節在拱架的兩側進行施工，且覆蓋鋼架的結構，該方式可以使得拱架與施工結構巖層表面填充合格[4]。

現場施工中，為了使得噴射機長期處于正常工作條件，濕噴工作結束2 h后，應立即停止噴射供料作業，并將剩余混凝土清理干凈。要想提高清理效果，使用清水沖洗設備，不會發生堵塞、淤積等問題。濕噴混凝土作業非常復雜，要考慮到多個方面的因素和內容，通常將噴射混凝土厚度在8～10 cm為合格標準。

如果在首次濕噴時厚度和工程的標準有差異，可以選擇使用分層噴射的作業方式。在每一層噴射工作技術后，經過一小時的靜置，充分凝結后再進行下一層的噴灑施工。在現場施工環節，加大力度進行濕噴工藝方案的實施控制，支護結構的防水性、耐久性符合要求，以達到隧道工程的建設標準要求。選擇合適的濕噴機械設備，現場人員具備操作技術，積極組織開展維護和保養工作，設備處于最佳的運行狀態，改進施工工藝，滿足多種施工環境的需要，提高濕噴混凝土的施工質量和標準要求，對于公路隧道項目施工水平提高有積極作用。

5 濕噴機械手施工質量控制要點

5.1 噴射混凝土平整度控制

在濕噴混凝土走也中，通過分層噴射的方法開展現場施工，為了提高結構的附著性要求，必須保證濕噴混凝土的表面平整度合格，材料的密實度滿足要求，從而使得現場濕噴混凝土的效果達標，工程性能合格。經過分析現場施工條件，濕噴機械手在應用中，利用大臂和小臂的操作方法施工，確保大小臂可以相互協調旋轉，并且進行小臂位移速度控制，才能使得現場濕噴作業達到平整性要求。

5.2 混凝土強度與厚度

混凝土噴射現場施工環節，混凝土結構的強度控制極為重要，加強配合比設計、水灰比控制以及速凝劑加入比例控制為出發點，確保混凝土材料的性能合格，現場濕噴的效果符合要求。濕噴混凝土作業階段，噴射機械手充分利用混凝土泵與外加劑的加入設備進行控制，把預先制作完成的混凝土材料經過噴頭上加入速凝劑材料，確保不同部位上的噴射速度、速凝時間是符合的，確保噴射結束后混凝土成型效果合格，達到結構穩定性標準。利用現場檢驗分析，確保混凝土的抗壓強度達到設計標準。在混凝土的噴射施工中，利用現場預埋鋼筋頭分層噴射的方式，使得噴射結構的厚度達到規定的要求。噴射工作全部完成后，及時開展養護施工，在養護環節應做好如下兩點：第一，在噴射工作結束后，經過2 h的凝固再進行養護，通常使用養護臺架開展濕潤處理，一般養護的時間在14 d以上。第二，在隧道工程項目的作業現場，環境溫度在15 ℃以下，禁止使用噴水方式養護，一般需要在表面覆蓋物進行噴水養護處理，確保結構強度性能合格，對提高工程結構性能符合要求[5]。

6 結 語

綜上所述，公路隧道施工中濕噴技術應用有著明顯的優勢，通過加強現場施工控制，滿足公路隧道的運行標準。在濕噴技術應用現場，落實各項施工措施，施工效率、質量、成型穩定性提升比較明顯，還能提高材料的利用率，防止發生資源浪費的問題。因此，在濕噴施工技術應用現場，加強各個環節的管理和控制，明確施工工藝方案要求，提高工程項目的質量水平，促進經濟效益與社會效益的提升，為我國公路事業發展奠定基礎。