浅谈隧道初期支护湿喷混凝土施工

李雪娜

摘 要：由于隧道施工时安全风险较高，为加强隧道施工质量管理，进一步规范各工序施工质量要求，提高隧道施工质量管理水平。在我国大型隧道施工中采用湿喷混凝土技术作为初期支护已经是一种趋势，隧道初期支护可以迅速封闭围岩，避免围岩因为长时间的裸露，受水、空气等影响发生风化、水化而发生坍塌。隧道初期支护是确保施工安全的关键。它能充分发挥围岩自身的承载能力。掌握和发展这一技术，需要我们在工程实践中不断地积累经验，认真总结，才能进一步加强对湿喷混凝土有进一步的认识。

关键词：隧道 支护 混凝土 湿喷

中图分类号：TU528 文献标志码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0101-01

隧道的初期支护工作一直是隧道施工的重点和难点。隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。

1 喷射混凝土支护

1.1 喷射机型号

隧道初期支护喷射混凝土施工采用岩缝TK-600型喷射机，该机是TK系列转子活塞式湿喷机。

1.2 原材料的配合比

混合料的配合比应准确，称量时允许偏差；水泥和速凝剂为±2%，砂与石料为±5%，必须采用强制式搅拌机，拌和要和、均匀，随拌随用。

1.3 喷射混凝土

在喷射砼之前，用水或高压风管将岩壁面的粉尘和杂物冲洗干净。开挖后立即对岩面喷射砼，以防岩体发生松驰。喷射中发现松动石块或遮挡喷射砼的物体时，及时清除。喷射混凝土前应做好排水措施，对渗漏水孔洞、缝隙应采取引排或堵水措施。在安装排水半管的地方，要防止喷射混凝土堵塞排水半管。喷射混凝土必须采用湿喷工艺，原材必须采用配合比所批材料，除速凝剂外其余材料应在拌和机内预拌，以便控制各种材料数量，保证拌合均匀？喷射混凝土前，应检查开挖断面尺寸，清除开挖面的松动岩块及在拱脚与墙脚处的岩屑等杂物，设置控制喷层厚度的标志。喷射混凝土时应按照施工工艺分段、分片，由下而上依次进行。一次喷射混凝土的最大厚度，拱部不得超过10 cm，边墙不得超过15 cm。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。喷射作业紧跟开挖作业面时，混凝土终凝到下一循环爆破作业时间不应小于3 h。混合物应随拌随喷，严格控制风压、水压，以及与受喷面距离、角度，喷头移动方式，减小回弹量，喷射混凝土回弹物不得重新用于喷射混？喷射混凝土所用速凝剂必须随用随加，必须严格控制用量，现场要有计量工具，不得随意添加，可在喷浆机二次拌合时经计算称量加入。

1.4 回弹量调整

回弹率采用预控制，拱部不超过40%，边墙不超过30%，挂钢筋网后，回弹率限制可放宽5%，采用经过验证的新技术，减少回弹率，回弹物不得重新用作喷射砼材料。喷射过程中由于岩面、钢筋或骨料相互碰撞而从受喷面上弹落下来的拌合物成为回弹量，其根据喷射位置、空气压力、水泥用量、水灰比及骨料最大粒径和级配等决定，喷射初期回弹量较大，当其形成塑性层后则粗骨料易嵌入回弹量则会减少，因此应调整喷射厚度来控制回弹量；同时由于回弹料中水泥含量小且主要为粗骨料，因此其不宜用于重新使用而影响最终的喷射质量。实测表明，采用干法喷射混凝土时，一般边墙的回弹率为10%～20%，拱部位20%～35%，回弹量相当大，应设法减少回弹，将回弹物料回收利用。但回弹料不得重新用作喷射混凝土材料。

1.5 整平

喷射混凝土表面应无漏喷、离散、裂缝、钢筋外露等现象。对喷射层进行整平对提高结构强度及耐久性均有利，但对其进一步追加振动平整则会产生负面影响，即可损坏混凝土与钢筋间的粘结并易在混凝土内部产生裂缝，但依靠喷射自然形成的面层则过于粗糙并对后期二衬防水板的铺设产生影响，因此，施工中在喷射混凝土初凝后则用刮刀将多余混凝土刮掉，之后用喷浆或抹灰浆对其找平。

1.6 速凝剂的目的

加速喷射混凝土的凝结、硬化，提高早期强度；减少喷射混凝土的回弹量；防止因重力作用而引起喷射混凝土的流淌或脱落；增大一次喷射厚度，缩短分层喷射的时间间隔。

1.7 养护及其他事项

由喷射混凝土应及时进行养护，隧道内环境温度低于5 ℃不得洒水养护。冬季施工时，喷射作业区的温度不应低于5 ℃，在结冰的岩面上不得进行喷射混凝土作业。混凝土强度未达到6 ℃前不得受冻。

1.7.1 堵管问题处理

遇到堵管发生时，喷射机操作手应立即关闭马达，随后关闭风源，喷射手将软管拉直，然后用手锤敲击以寻找堵管处。当敲击钢管时发音浑浊，或敲击胶管时有发硬感觉处，即为堵管部位。找到堵管部位后，可将风压升到0.3～0.4 Mpa（不超过0.5 Mpa）并用锤击堵管部位，使其畅通。排出堵管时，喷嘴前方严禁站人，以免被喷伤。

1.7.2 对滴、渗水部位喷射

应在该部位围岩表面喷射混凝土时，其喷射混凝土的凝结时间应随喷射面渗水量的大小而进行调整。

钢架间的喷射混凝土喷射

为了确保初期支护安全、可靠，对于V类围岩通常都采用I20以上钢架进行支护，钢架间距通常在0.6 m左右。钢架背后设置20×20钢筋网片。这就提高了对喷射混凝土的要求。因此，宜采用低风压、近距离、变换喷射角度的方式进行。风压宜控制在 0.2～0.3 Mpa，距离在1 m左右。先调整角度将拱架背后喷密实，在喷实钢筋网背后，最后恢复正常湿喷方式喷实拱架之间间隙。否则在钢架和钢筋网表面会形成一个混凝土壳，而钢筋网背后、钢架背后易形成空洞。喷射混凝土厚度及背后是否有空洞采用地质雷达探测，探测存在的问题应及时进行处理。

2 结语

隧道施工初期支护湿式混凝土喷射工艺因其高效、环保、高能等优点而被广泛应用，但其在使用中仍存在一定问题（如：湿喷混凝土质量容易控制，喷射过程中的粉尘和回弹量很少。但对喷射机械要求较高，机械清洗和故障处理较麻烦。对于喷层较厚的软岩和渗水隧道，则不易使用湿喷）制约了湿喷技术的发展和应用，因此对其进行深入研究，不断优化其工艺是当前需要解决的实际问题。

参考文献

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