隧道施工中减小喷射混凝土回弹率控制技术探讨

周钢锋

中铁一局集团有限公司广州分公司 广东广州 510000

由于隧道施工中，喷射混凝土回弹率过高会造成原材料的极大浪费、施工作业时间延长，增大施工成本，并且使施工现场空气中粉尘含量过高，造成施工环境污染。因此在施工管理过程中，减小喷射混凝土回弹率控制技术就显得尤为关键。

1 喷射混凝土的概念及作用

喷射混凝土作为新奥法施工的三大要素之一，是锚喷支护的重要组成部分。所谓喷射混凝土是指用喷射法施工的混凝土。喷射混凝土有“干拌”和“湿拌”两种施工法，一般采用“干拌”法。它是浆水泥、砂及最大公称粒径小于12mm的石子按一定比例拌合后，装入喷射机，用压缩空气将干混合料沿管路输送至喷头处,与水混合并以40-60m/s的高速喷射至作业面上。湿拌法则是将原材料预先加水拌和后喷射。喷射混凝土施工时，由于水泥颗粒与集料互相撞击，连续挤压，以及采用较小的水灰比，从而使混凝土具有足够的密实性、较高的强度和较好的耐久性。喷射混凝土之所以能在隧道工程中广泛应用，是由它的作用决定的，其主要作用是：（1）支撑围岩：喷层与围岩密贴和粘贴，并与围岩表面以抗力和剪力，从而是围岩处于三向受力的有力状态，防止围岩强度恶化；此外，喷层本身的抗冲切能力阻止不稳定块体的滑塌；（2）“卸载”作用：喷层属柔性，能有控制地使围岩在不出现有害变形地前提下，进行一定程度地变形，从而使围岩“卸载”，同时喷层中地弯曲应力减小，有利于混凝土承载力地发挥；（3）填平补强围岩：喷射混凝土可射入围岩张开地裂隙，填充表面凹穴，使裂隙分割地岩层面粘联在一起，保护岩块间地咬和、镶嵌作用，提高其间地粘结力、摩阻力，有利于围岩松动，并避免或缓和围岩应力集中；（4）覆盖围岩表面：喷层直接粘贴岩面，形成风化和止水地保护层，并阻止理裂隙中充填物流失；（5）阻止围岩松动：喷层能紧跟掘进进程后及时进行支护，早期强度较高，因而能及时向围岩提供抗力，阻止围岩松动；（6）分配外力：通过喷层把外力传给锚杆、钢拱架等，使支护结构受力均匀分担。

2 喷射混凝土回弹率产生的原因

2.1 喷射距离不符合规范要求

在喷射混凝土施工时，喷射工人没有经过专业培训，对喷射距离不清楚。随便找个位置进行喷射施工，结果导致两种结果。第一种结果：喷射距离太近，喷射抢风压太大，喷射混凝土在作业面的反力作用下，大部分回弹下来；另一种结果：喷射距离太远，喷射抢风压太小，喷射混凝土因为压力太小，无法粘贴在作业面上。由此可见，喷射距离在喷射混凝土施工中起着重要的作用，也是喷射混凝土回弹率产生的原因之一[1]。

2.2 喷射的角度不符合规范要求

在生活中，每个人都在照像，摄影师的角度不同，照片的效果就不同。喷射混凝土也是同样的道理。喷射混凝土施工时，喷射角度如果不符合要求，则会导致喷射混凝土回弹率加大。因此，喷射角度也是回弹率产生的原因之一。

2.3 喷射工人技术不熟练

在喷射混凝土施工时，如果喷射工人技术不熟练，他对喷射的距离、角度、顺序都不熟练，不清楚。不规范的操作会造成不规范的结果。喷射工操作技术不熟练也是造成喷射混凝土回弹率产生的原因之一。

2.4 喷射混凝土性能不满足要求

喷射混凝土性能是决定喷射混凝土施工的重要因素。以湿喷法为例，如果坍落度太大，会造成混凝土离析，掺加规定的速凝剂后，会造成回弹率大大增加；如果坍落度太小，会造成无法施工。因此，喷射混凝土拌和物性能也是产生回弹率的原因之一[2]。

3 减少喷射混凝土回弹率的措施

3.1 严格控制喷射距离

在喷射混凝土施工时，为保证最小的回弹率和最高的强度，必须严格控制喷嘴与受喷面的最佳距离。根据喷射方式不同，选择合适的喷射距离。采用干喷方式，人工喷射距离宜为0.8-1.2m；采用湿喷方式，人工喷射距离宜为1.0-1.5m，机械式喷射距离宜为1.0-2.0m。只有严格控制喷射距离，才能减小喷射混凝土回弹率。

3.2 严格控制喷射角度

在喷射混凝土施工前，先进行试喷，确定喷射角度。根据规范要求，喷射混凝土施工时，喷嘴指向与受喷面应保持90度夹角。这样才能保证喷射混凝土的厚度、平整度、密实度，减小回弹率。因此，喷射混凝土施工时，必须严格控制喷射角度。

3.3 加强对喷射工人的技术培训

为了保证喷射混凝土施工质量，对新进场的喷射工人进行技术培训。通过培训让工人了解喷射混凝土施工工艺、施工顺序、相关参数。并且工程技术人员要进行书面的交底。在初期支护工序开始前，要对所有施工人员进行技术交底及技术培训。只有所有人员都能掌握操作技术要点、规范操作，喷射混凝土施工质量才能保证，喷射混凝土的回弹率才能减小。

3.4 加强对喷射混凝土性能指标控制

原材料质量决定喷射混凝土性能的质量。因此，我们要把好原材进场质量关。尤其要加强速凝剂与水泥适应性指标的检测，速凝剂与水泥适应性的好坏，严重影响喷射混凝土的质量。因此为了减小喷射混凝土回弹率，不但要对新进场速凝剂进行常规的检测，而且还要加强对速凝剂常规指标的复检工作[3]。只有这样，才能减小喷射混凝土回弹率，保证喷射混凝土施工质量，降低施工成本。

4 结语

综上所述，喷射混凝土回弹率的高低直接决定施工的成本。因此各施工单位为了企业的利益，要高度重视减小喷射混凝土回弹率的问题。本文中所阐述的观点，希望对同行在以后的工作中有所帮助。