隧道喷射混凝土施工的质量控制

赵威++昌晓宁

[摘 要]喷射混凝土是隧道工程中复合衬砌普遍采用的结构材料，它的质量好坏直接影响到整个隧道的结构受力、安全防护及耐久性。因此，对隧道中喷射混凝土施工质量的控制，有利于更好的满足隧道工程的技术特点。本文介绍了施工原材料的控制与喷射击混凝土配合比的设计要点及加强养护的措施，不断提高隧道的施工质量，才能更好地保证整个工程的质量，同时也能更好的促进交通运输行业的发展，也能更好的推动经济的发展。

[关键词]隧道工程；喷射混凝土；质量控制

中图分类号：U455.481 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0182-01

1 喷射混凝土的作用

喷射混凝土是使用混凝土喷射机，按一定的混合程序将掺有速凝剂的细石混凝土拌合料与高压水混合，以适当的压力高速喷射到岩面并迅速凝固成一层水泥石的支护结构，从而对围岩起到支护作用。喷射混凝土的作用可分成两个阶段；在水泥石形成过程中（初期阶段），我们可以把喷射混凝土看作是柔性支护结构，为水泥充分水化及围岩变形应力的释放提供空间和时间；当喷射混凝土达到一定强度后，把钢拱架、系统锚杆及喷射混凝土组成的支护体系看作刚性结构，用来控制围岩变形，达到保护和发挥围岩自承能力的效果。

2 喷射混凝土施工质量控制

喷射混凝土支护是隧道新奥法施工的重要工序，同时它也是复合式衬砌的第一道防水屏障，其施工质量好坏对整个隧道施工安全和质量都具有重要的意义。由于干喷具有粉尘大、回弹量大等缺点，隧道喷射混凝土支护宜采用湿喷技术，湿喷具有混凝土均匀性好、粉尘少、回弹率小等许多优点，使用该种方法能够显著提高隧道锚喷支护质量。然而在隧道施工过程中，喷射混凝土强度偏低的问题仍十分普遍，根据相关研究发现，影响喷射混凝土强度的因素主要包括；喷射混凝土养护不规范；喷射方法选择不合理；回弹料没得到有效控制；喷射机具性能还不够高；喷射工业务能力偏低；原材料质量出现问题等。为了提高喷射混凝土施工质量和确保隧道工程建设质量，通常按照以下几个方面加以控制。

2.1 喷射混凝土强度控制

喷射混凝土的强度是一个反映喷射混凝土支护质量全貌的指标。喷射混凝土强度包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度及粘结强度等。在具体检测中一般主要检测喷射混凝土的抗压强度，因为抗压强度是表示其物理力学性能和耐久性的一个综合指标。喷射混凝土的强度既受原材料质量的影响，也受施工工艺和养护条件等的影响。

2.1.1原材料选择

作为制备喷射混凝土的原材料，具有一般性，又具有特殊性，其特殊的地方在于，既要满足喷射混凝土的施工工艺要求，又要符合隧道内结构的受力特点及各种掺合物之间的相容性。

2.1.2配合比设计

良好的骨料级配能提高混凝土结构的匀质性和各部位强度的均衡性。合理的配合比是保证喷射混凝土施工质量的前提。

2.1.3回弹量控制

相比干喷、湿喷及混合喷等喷射方式而言，湿喷能够很好的控制混凝土的回弹量，且降低了作业环境中的粉尘浓度，混凝土密实性好。如果做到以下几点，那么将会把喷射混凝土回弹量控制在合理范围内（边墙<15%，拱部<25%）。

（1）合理的配合比设计。在满足混凝土强度、耐久性前提下，混凝土的用水量不宜过小，碎石粒径不宜过大。

（2）稳定的风压、水压。风压过大会造成喷射速度过快，反弹量增加，但混凝土密实性较高；风压过小，虽然可以减少回弹量，但混凝土密实性较差，影响混凝土强度和抗渗性等。

（3）合适的喷射角度、距离及一次喷射厚度。这三点与喷射手的操作和经验密不可分。

2.1.4养护

喷射混凝土施工后不久，混凝土内部开始水化反应，水分开始蒸发散失，散失的速度与其周围空气的温度和相对湿度以及风速有关。为使水化作用充分进行，一般在喷射混凝土终凝2h后进行洒水养护，不少于14d，洒水频率应根据现场环境诸多因素做适当调整。由于经常放炮和通风不良导致隧道内的温度较高，喷射混凝土周围的空气相对来说比较干燥，加上混凝土的水化热引起的混凝土内部温度较高，将使其表面水分很快就蒸发掉，进而引起水泥石“毛细管”中水分继续蒸发。喷射混凝土中水泥与水接触的时间短且范围有限，与普通的混凝土相比水泥水化的程度更低。喷射混凝土的养护应保证喷射混凝土面潮湿，隧道内对于侧墙喷射混凝土可以采取覆盖草袋、水泥袋、麻布片等，在其上浇水养护，保证覆盖物湿润即可。对于拱顶喷射混凝土可以采取定时喷射高压水雾的方法，保证喷射混凝土面湿润即可，不会影响洞内的文明施工，还可以起到降尘的作用。

2.2 喷射混凝土厚度的控制

（1）喷射混凝土的厚度应达到设计厚度和规范允许的误差范围。从施工现场的情况看，个别隧道存在喷射混凝土普遍偏薄的现象，这是有风险的。因为初期支护将会和围岩共同控制围岩变形的释放，保证下道工序施工安全和隧道结构的稳定，是主要受力者。若喷射混凝土出现裂缝，原则上也应及时进行补喷和采取其他补强措施，以控制围岩变形在适度范畴，而不是任其释放。

（2）在有钢拱架作为初期支护的情况下，住在出现钢拱架处喷层厚，两钢拱架间喷层薄，形成纵向波浪型。这种情况将会产生如下后果：①在围岩变形较大或局部存在松动围岩时，可能由于喷层厚度不够，无法提供足够抗力而导致喷层出现裂缝甚至掉块；②在铺设防水板后浇筑二次衬砌混凝土时，容易将防水板挤破，也可能在初期支护和二次衬砌间形成空洞区。要解决这个问题，重点应放在喷射过程中，要求喷射手在全断面螺旋喷射完成后及时对钢拱架间行补喷。

（3）对局部喷射混凝土过厚的情况，在挂防水板前一定要将突出部分混凝土剔除。因为这种情况有可能顶破防水板，更有可能在初期支护和二次衬砌之间形成点接触，造成局部应力集中而导致二次衬砌表面开裂。

2.3 喷射混凝土的技术水平

使用技术水平较高的喷射工，加强喷射混凝土施工时质量控制。喷射工不得随意更换，固定专人负责，技术人员要现场指导，指导喷射工的操作。喷射混凝土应分段分块喷射，分块大小不超过2m×2m，分段长度不超过6m，严格按先下后上、先墙后拱的顺序实施喷射。喷嘴与喷岩面要尽量垂直，喷射距离应控制在0.6-1.2m之间，使受喷面均匀密实，喷射距离过小或过大会增加回弹量。严格控制水灰比、水压、风压、分层喷射的间隔时间和一次喷层厚度。检查喷射设备状况，保证水管不漏水，风管不漏风。此外，在正常的养护条件下，混凝土的强度会随着龄期的延长而不断增大，因此，要加强混凝土的后期养护，喷射混凝土终凝后约2小时进行养护，养护期要专人负责，定时洒水养护，从而确保隧道喷射混凝土的强度。

3 结束语

喷射混凝土在隧道施工中应用已经非常广泛，喷射混凝土的品质直接影响着结构受力、防护、耐久性等情况，所以对喷射混凝土施工，必须按品质控制系统的规定，通过各种措施强化品质意识，加强品质管理，制定操作规程，使喷射混凝土在隧道防护中发挥越来越重要的作用。

参考文献

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[2] 宋秀清.浅析隧道喷射混凝土施工质量控制[J].甘肃科技，2009.3.

[3] 王采成.客运专线隧道工程喷射混凝土施工质量控制的研究[J]，建材世界，2011.2.