砂岩地质隧道湿喷混凝土施工工艺及控制要点探讨

赵兴华

（中交一公局第四工程有限公司，南宁530031）

1 引言

在隧道项目施工中，为进一步加快工程项目建设进度，提高隧道结构的稳定性，人们往往采用喷射混凝土的方式对其结构进行施工。湿喷混凝土能有效改善隧道施工环境，缩短工程项目建设工期，在隧道开挖的同时进行及时的支撑，保证了支撑混凝土的紧凑性和防水性能。此外，与传统的施工方式相比，其具有环境污染小，经济效益高的显著特征。然而，在一些砂岩地质等特殊工况下，湿喷混凝土施工存在较大难度，一旦施工技术把控不合理，会降低隧道支撑的稳定性，影响隧道后期的通行效率和安全。基于此，本文结合文圩隧道断层破碎带地段开挖支护施工，就砂岩地质隧道湿喷混凝土施工要点展开分析。

2 项目概况

文圩隧道为公路分离式特长隧道，其左幅全长2050m，右幅全长2070m，隧道最大埋深368m。工程设计中，隧道整体为双向四车道高速公路，设计速度为100km/h。其中，从出口端隧道左、右幅均为下坡，纵坡1.9%，为反坡施工。隧址区施工过程中，隧道内部地质条件较为复杂。具体而言，本项目属于砂岩地质隧道施工，在施工过程中，隧洞存在断层破碎带、突水、突泥、高压富水等问题，需要进行专项施工技术方案的有效编制。为提升工程项目建设质量，避免施工出现安全施工，采用随挖随护的方式进行砂岩地质隧道湿喷混凝土施工，节省了工程建设工期，提升了隧道喷护施工质量，确保了工程建设的经济效益。

3 砂岩地质隧道湿喷混凝土作业条件分析

3.1 地质条件

地质条件是影响砂岩地质隧道项目施工的主要因素。项目施工中，规范地进行砂岩地质条件勘察，可以为后期湿喷混凝土施工方案设计提供可靠的数据支撑。文圩隧道施工中，工程整体地质条件为砂岩地质，其中，道左翼为东北—西南走向，且存在压扭性断层，断层全长近30km，与隧道走向基本平行。此外，本项目隧道区岩石褶皱、小背斜、小断层等构造均处于发育阶段，产状变化较大[1]。

3.2 水文条件

从埋藏条件来看，本项目的地下水可分为松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙承压水2种。就松散岩类孔隙潜水而言，其主要是通过大气降雨垂直分散渗入补给，同时，基岩裂隙水也会对其进行侧向补给。接收补给后，此类岩层通过松散岩类孔隙进行泄流。从数量总体来看，此类水量有限且具有动态变化特征，其受积极作用明显。而在基岩裂隙承压水在汇聚过程中，受构造裂隙、风化裂隙、断层破碎等因素的影响，其本身需要承受一定的压力。

4 湿喷混凝土施工工艺原理

湿喷混凝土施工是基于传统混凝土工程而兴起的一种全新施工方式，其能依据工程建设目标，进行水泥、沙子、石头和水混合比例的合理设计，确保混凝土拌和质量的高效性，同时，在喷射施工中，通过喷射设备，施工人员可以将拌和好的混凝土泵送到喷嘴，然后通过压力空气补充的能量，使混凝土与待喷涂表面充分结合。在这一环节中，为提升混凝土与喷涂表面的结合效率，可在喷射混凝土中添加液体速凝混合物，以此保证混凝土的凝固效率和黏结性能。需注意的是，在湿喷施工中，应注重压缩空气与喷嘴处的雾化加速器的有效结合，进而使混凝土形成喷射到待喷涂的表面上。

5 砂岩地质隧道湿喷混凝土施工要点

5.1 注重湿喷混凝土施工准备

科学、全面的准备工作能确保砂岩地质隧道湿喷混凝土施工的高效开展。本项目施工中，主要对混凝土材料、设备、方案进行全方位的质量控制。确定项目采取湿喷机械臂喷混凝土施工后，管理人员首先应严格控制水泥、砂、石料、速凝剂等材料的质量。选择水泥材料时，项目选用42.5级普硅水泥，确保其与其他材料的充分混合；砂类材料采用机制砂，而石料采用质地坚硬的碎石，其最大粒径不大于10mm，同时，严格控制砂石含泥量，确保其干净无污染，适宜用于隧道内喷射混凝土。此外，在速凝剂选择中，要求速凝剂初凝时间不超过5min，终凝时间不超过10min。原材料准备充分后，采用强制式拌和和机拌和2种方式进行混凝土拌和，同时，在拌和过程中，应注重分次投料原则的准确把控。在施工设备选择中，采用铁建重工HPS3016湿喷机械臂湿喷混凝土，为混凝土湿喷施工创造良好条件。最后，进行具体施工方案的严格设计，确保湿喷施工与开挖施工、支护施工的衔接，同时，对施工人员进行培训，要求其能规范化的控制施工机械设备，避免施工开始后操作不当引发进度及质量问题。

5.2 优化湿喷混凝土流程管理

要进一步提升砂岩地质隧道湿喷混凝土施工效率，保证项目建设质量，还应注重施工流程的有效把控。本项目施工中，湿喷混凝土施工严格按照、方案报批、施工准备、混凝土制备、混凝土运输、湿喷机启动、初喷、复喷、质量检查、项目竣工的流程进行施工[2]。

5.3 湿喷混凝土喷射质量管理

砂岩地质隧道湿喷混凝土施工中，混凝土喷射厚度和表面平整度是其质量管理的2个要点。本项目建设中，要求80%以上的检验量需要满足设计厚度，并且在喷射混凝土最小厚度管理中，混凝土最小厚度不得低于设计厚度的2/3。此外，在混凝土表面平整度检查中，项目要求混凝土表面平整度的偏差值不得超过100mm。为满足这一质量管理要求，在施工中，施工人员采取以下管控手段：（1）在混凝土喷射前，在施工区域设置控制厚度的标识，确保喷射施工具有明的指示标志；（2）采用高压水冲洗受喷面，同时，在一些遇水易泥化的施工段，采用高压风进行岩面清洁，避免隧道基础岩面对喷射施工造成影响；（3）在施工过程中，进行细部要素的严格检测，如在喷射混凝土的用水管理中，采用p H值不小于4的清洁饮用水；同时，要求整个喷射过程连续进行，在喷射环境管理中，要求作业时的气温不得低于5℃；（4）喷射完成后，施工单位要进行严格的质量检查，本项目检查采用按压喷射面试件的无损检测方式，并使用自动横截面仪器或摄影图测量剖面的表面平整度，实现了工程建设质量的有效管理。

6 结语

文圩隧道断层破碎带地段开挖支护施工中，施工人员采用湿喷混凝土施工工艺进行隧道支护，保证了隧道支护的稳定性，提升了项目的建设质量。可见，湿喷混凝土施工工艺对砂岩地质隧道项目建设质量具有较大影响。实践过程中，人们只有系统掌握湿喷混凝土施工工艺的应用原理，然后在工程地质环境分析的基础上，规范化地进行湿喷混凝土工艺要点把控，才能有效提升湿喷混凝土施工工艺的应用水平，继而在保证隧道项目支护施工质量的同时，推动我国隧道工程的进一步发展。