公路隧道施工中喷射混凝土的质量控制浅析

金舸

摘   要：文章结合喷射混凝土性能特点，针对喷射混凝土在公路隧道施工中的质量控制进行分析研究，提出了有针对性的质量控制措施，对于提高工程建设施工质量具有一定的作用。

关键词：公路隧道施工;喷射混凝土;质量控制

日益提高的科技水平为交通运输业发展提供了有利机会，也使其在社会经济不断增长中逐渐成为一个支柱性产业，备受社会普遍关注。公路隧道施工因喷射混凝土具有的明显技术优势而在公路隧道施工中广泛应用，但施工效果对工程建设质量具有直接影响，应与实际相结合，制定合理措施控制喷射混凝土质量。

1    喷射混凝土性能特点

喷射混凝土技术是广泛应用于公路隧道施工中的一种技术，主要利用混凝土喷射机，结合混凝土施工要求，根据一定配合比对高压水与细石混凝土拌合料进行搅拌，利用喷嘴向岩层表面喷射，基于此加固处理岩层表面，形成支护结构，具有加固支护围岩的作用。作为新型支护结构的喷射混凝土，按照工程建设要求，对喷射混凝土厚度进行动态控制，并在支护中配合钢筋网和钢拱架，构建复合式支护结构。与工程实践经验相结合，在喷射混凝土技术应用中，主要在以下几方面表现出其优异性能：一是喷射混凝土具有较高的强度、抗渗性及粘结力，在应用中可使岩层中的裂隙明显改善，整体提高岩层结构安全、稳定性，在作业过程中与围岩保持协同性。二是喷射混凝土施工中将输送、浇筑及振捣混凝土等环节有机整合，提高施工活动的高效便捷性。复合式衬砌施工结构应用于软弱围岩隧道施工中，与整体式模筑混凝土衬砌结构相比较，不仅符合工程建设要求，还使工程造价明显降低，进而提高经济效益。三是喷射混凝土使结构承载力提高，10 min左右就能凝结，8 h达到2 MPa左右，与工程建设要求相符。四是喷射混凝土与模筑混凝土相比，物理性能明显提高，特别是混凝土抗渗性能和抗压强度，完全符合工程建设要求，使工程施工质量明显提高。

2    施工原材料质量控制

混凝土拌合用水在施工中最重要的是质量控制，确保控制拌合水中pH不超过4，硫酸盐含量比水量高1%，若水中存在对水泥凝结的影响物质应禁用，以免影响后续混凝土浇筑质量。

为保证喷射混凝土施工质量，应控制混凝土凝固时间，使速凝剂相容性得到保证，在对水泥种类选择过程中，主要考虑是否具有较高强度和抗渗性，首选超过425号的硅酸盐水泥。针对较复杂地质条件的喷射混凝土施工，应采用早强水泥，在施工前检验水泥质量和材料性能，特别是对水泥存放地点进行控制，以免潮湿、结块，使水泥质量得到保证。

控制喷射混凝土施工质量不仅在于骨料强度，还要关注水泥浆和骨料凝结强度方面，为提高混凝土黏结强度，应尽量采用具有粗糙表面的碎石骨料。经实践证明，越小的骨料粒径，混凝土具有越高的强度，不仅增加黏结面积，使拌合混合料更均匀，混凝土中降低有害气体含量，使混凝土材料提高质量和强度。

为使回弹率降低，使喷射混凝土尽快凝结，可适当加入速凝剂，不仅要达到质量要求，还要对环境和人体健康尽量减轻危害。速凝剂加入前，应进行前期相容性实验，初凝不超过5 min，终凝不超过10 min。为速凝剂存储管理提供保证，使其处于干燥、不潮湿环境，达到喷射混凝土回弹量要求，进而使施工质量提高。

3    喷射混凝土施工关键技术质量控制

3.1  控制喷射混凝土回弹量

喷射混凝土技术应用于公路隧道施工中，不仅工程建设质量应符合要求，还要对环境加强保护，确保施工人员健康，大部分采用潮喷方法，可超过30%回弹量，产生的资源损失程度有所差异。工程开挖和混凝土支护初期喷射是工程效益的主要来源，喷射混凝土回弹量降低的有效方式，对于提高经济效益具有重要作用。在分段分块喷射中，施工人员应将长度控制在6 m内，喷射施工严格按照先下后上顺序，尽量避免在重力作用下混凝土产生脱落。为降低混凝土回弹量，应将喷射距离控制在0.5～1.2 m之内，若喷射距离超出此范围可能使回弹量增加。为保证喷射质量，喷头应为0.6 m左右。使喷嘴和喷岩之间保持垂直，倾斜角不超过10°，这样不仅会使回弹量降低，还能使喷射效果提高，为后续施工创造有利条件。若过大风压容易导致喷射速度过快，使回弹量增加，但能确保混凝土性能密实。若较小的压力，不能保证混凝土密实性和施工要求。通常喷射混凝土水压应超过风压，而控制水灰比具有较高的难度，根据喷射混凝土表面光滑度对水灰比大小进行判定，在理论上最合理应控制在0.4～0.5，有利降低喷射混凝土回弹量，可使喷射混凝土施工质量得到保证。

3.2  控制喷射混凝土厚度

应控制喷射混凝土施工厚度处于可接受范围，尽可能避免达不到喷射混凝土厚度而導致的安全隐患。支护和围岩在施工前期对围岩变形情况有直接影响，对主要作用力的承受与隧道工程施工质量和结构稳定性具有关键性作用。若喷射混凝土产生裂缝，可采用补强措施解决，实现对围岩变形的有效控制，以免自由释放围岩结构。钢拱架处喷射混凝土在初期支护下具有较大厚度，而拱架之间具有较薄的喷层，纵向波浪形在后续使用中可能出现，对于围岩整体结构稳定性有直接影响，因喷层达不到厚度产生的裂缝，严重时将导致坍塌事故。因此，为使该问题得到妥善解决，应在喷射混凝土中，及时补喷处理钢拱架之间部位，使结构整体提高稳定性。

4    结语

综上所述，喷射混凝土施工效果对于工程建设质量具有直接影响，应与实际情况相结合，对原材料和关键技术采取有效的质量控制措施，提出有针对性的应对措施，进而提高喷射混凝土质量。

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