高速公路隧道工程中湿喷混凝土的施工工艺

张 何

（四川川交路桥有限责任公司，四川 德阳 618300）

湿喷混凝土施工工艺具有高效率、高质量以及低成本等众多优势，现已被广泛应用到高速公路隧道工程项目中[1]。基于此，文章结合实际案例，分析湿喷混凝土施工工艺相关事项，旨在提升和促进该工艺在高速公路隧道工程中的应用水平。

1 案例概况

攀枝花至大理高速公路宝鼎2 号隧道位于四川省攀枝花仁和区境内，进口位于前进镇田堡村坪子湾组，出口位于太平乡大坝村大坝组；该隧道设计为双向分离式越岭隧道，左洞进全长8775m，右洞进全长8762m，设计路面标高1386.57～1492.32m，隧道最大埋深646m。

2 湿喷混凝土施工工艺相关分析

2.1 原理与特点

湿喷混凝土施工之前，先在混凝土中掺入一定比例的速凝剂，再利用喷射机喷射至本隧道的表面，从而加大对结构物体的保护。湿喷混凝土施工原理与一般的混凝土原理有很多不同之处，它不仅具有高效率、高质量以及低成本等众多优势，还能免去支模工序操作环节，施工速度更快、密实程度更好。

2.2 主要作用

湿喷混凝土施工工艺能够有效填充围岩和结构物体表面的孔隙，填平围岩凹面，提高围岩和结构物体整体的稳定性和安全性。另外，湿喷混凝土施工工艺也是用来支护本隧道的一种重要方式，它可以防止围岩局部出现掉块，减少围岩应力释放，加强对围岩软弱层保护力度，防止围岩风化，进而不断提高本隧道的承载能力和使用性能。

3 湿喷混凝土的施工工艺

3.1 前期准备工作

湿喷混凝土施工工艺的准备工作基本与普通的混凝土准备工作基本相同，即将所有的原材料通过JS1000 电动拌和机搅拌均匀，不同的是湿喷混凝土施工工艺在湿喷时于搅拌机的喷射口加入了一定比例的速凝剂，其目的是加快和促进混凝土的成型速度。相比于干喷式和潮喷式施工工艺，湿喷混凝土施工工艺速度更快，成型后的混凝土也更加紧实、耐性更久、抗渗透能力更好，这也是本工程项目选择湿喷混凝土施工工艺的一个重要原因。

在湿喷工作开始之前，施工人员认真检查被湿喷的岩面，只有在保证岩面不存在裂缝和没有破损的情况下才能组织湿喷工作，如果岩面存在裂缝或者破损等现象，先要对其彻底清洗与处理，待岩石表现的废渣和浮石全部被清理干净之后，才能保证湿喷混凝土与被湿喷岩面之间的粘结性。另外，为了保证湿喷混凝土施工过程中施工人员的安全性，防止湿喷混凝土出现反弹，使用高压风的方式对被湿喷的岩面清扫。

3.2 湿喷混凝土施工工艺关键环节

3.2.1 材料

（1）材料的选择。湿喷混凝土施工工艺在本工程项目中的应用，所使用到的材料主要包括水泥、砂、碎石和水等，其中水泥选用42.5R 水泥，但使用前应做强度复查试验；砂：中砂、细度模数﹥2.5；碎石选择坚硬的且粒径不大于15mm 的卵石扎制，并保证级配良好；合理的配合比是保证本工程项目喷射混凝土质量、降低回弹和减少粉尘的重要因素之一，但是由于喷射混凝土的工艺特点，针对不同的喷射部位和喷射环境，配合比会有不同的变化。因此，在具体的施工过程中通过试验的方法来确定最终的配合比，以此满足设计要求强度、防腐蚀和喷射施工工艺的基本要求[2]。

（2）材料的使用。材料的产地和运输、质量和规格、存放与保管以及使用全部按照规定完成，只有这样才能保证工程项目的施工进度。

（3）材料的进场。本工程项目所使用的材料根据工程项目的进度分期和分批次进场，做到不积压和不断货，保证工程项目顺利推进。但是，考虑到材料的供应情况、气候条件、施工高峰期等客观因素，外购的材料在当地购买，这样才能保证有充足的材料储备量。

3.2.2 拌和料的搅拌与运输

湿喷混凝土拌和在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内，泵送混凝土浇筑，插入式捣固棒配合附着式振捣器捣固，湿喷混凝土拌和、运输和喷射过程一并完成。

3.2.3 混合比

以m3为基本单位，混凝土的配比为水泥∶沙子∶石子∶水=1∶2.58∶3.21∶0.58；初次使用的水灰投料比例为1∶0.33，二次水灰投料比例为1∶0.14。

3.2.4 调整喷射机高压空气压强

在一般情况下，湿喷混凝土施工采用两次喷射，即初喷和复喷。初喷紧跟隧道开挖施作，用水或高压风将岩面粉尘和杂物冲洗干净；喷射3～5cm混凝土。复喷是在锚、网施作完成后喷射混凝土至设计厚度。需要注意的是，初喷时要严密观察喷射机高压空气压强的实际变化情况，且压强数值在0.5MPa 以上，喷射阶段还要检测喷射嘴高压空气压强，且压强数值在0.2MPa以上，唯有如此才能有效防止湿喷混凝土回弹。此外，随着喷射位置的不断变化，高压空气的距离也会随之变化，在此情况下要及时调整喷射机的高压空气压强，为湿喷混凝土施工质量奠定坚实基础[3]。

3.2.5 控制喷射量和液体速凝剂

当PZ-7 型湿喷机处在运行状态时，通过手轮方式控制混凝土的喷射量，调整后的混凝土喷射量通过显示屏的方式呈现。此外，在面板中设置液体速凝剂渗入口，速凝剂掺量准确，添加要均匀，不得随意增加或减少。

3.2.6 喷射混凝土

喷射混凝土作业采用分段、分片、分层依次完成，喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序、分层、往复喷射，后一层压在前一层的1/2。拌和料在20min 内喷射完毕，否则会影响工程项目的质量。

在具体的喷射过程中，严格控制喷头与被湿喷岩面的距离，最好控制在0.8～1.2m 之间，如图1 所示，并保证喷头与喷面垂直。在喷射钢筋网、支护钢架等部位时，稍微倾斜喷头的垂直方向；在喷射墙与拱等部位时，保证动作的连续性，并严格按照圆周规律，喷射后的一圈要能覆盖喷射前一圈的1/3；对喷射本隧道内部时，若要求成型后的混凝土厚度在5cm 以上，喷射分两次完成，第一次喷射后对被喷射部位彻底冲洗，才能进行第二次喷射作业。另外，严格控制喷射的风压、水压以及混凝土的回弹量。喷射后需经过2h 以上的终凝时间才能对其进行养护，且养护的时间保证在7 个工作日及以上。

图1 混凝土喷射示意图

如果在具体的喷射过程中被喷射围岩表面存在凹凸不平的现象，或者是不符合风压和水压的基本要求，应予以补喷；如果需要开挖已经完成喷射的混凝土，开挖时间控制在喷射工作后的4h 及以上。

3.2.7 喷射顺序

湿喷混凝土施工要有条不紊地进行，喷射的宽度以工程项目坑道的实际情况而确定，一般为1.5～2.0m。对于水平坑道，湿喷混凝土施工顺序为先墙后拱，并遵循自上而下的原则。对于岩面有较大凹洼时，应结合初喷予以找平，然后向上喷射。喷射时喷嘴呈旋转轨迹运动，一圈压半圈依次喷射。如需要提高工程项目的美观效果，可以在混凝土表面再喷射一层同一标号的水泥砂浆，此时的喷射顺序为自下而上，中间不得旋转和停留，以此保证混凝土表面的平整与光滑[4]。

3.2.8 喷射操作

对于喷湿机的使用，严格按照相关规定操作，否则容易发生赌管、反风等问题。湿喷机的开、停顺序如下：（1）开启时，先开风后给水，最后开电供料；（2）停止时，先停料再停电，最后关水和停电；（3）根据湿喷机输送距离的变化情况及时调整风压、喷嘴操作，先给水再供料；（4）具体的喷射过程中严密观察围岩表面、混凝土回弹以及粉尘等情况，及时调整水灰比例。

3.2.9 养护

湿喷混凝土养护需满足以下几个方面的要求：（1）混凝土喷射凝固2h后，通过养护台架对其湿润养护，养护时间不得小于14 个工作日；（2）当隧道内的气温低于15℃时，严禁喷水养护。

4 湿喷混凝土施工工艺注意的事项

（1）湿喷方式。湿喷混凝土施工阶段，必须严格遵循“自上而下、喷射圆顺”等基本原则，采取针对性的措施处理围岩凹陷问题。

（2）分段施工。在本工程项目施工过程中，在混凝土初次喷射后严格控制预留截面，以200～300mm 为宜，通过高压水将截面清洗干净方可开展后续喷射工作。

（3）封层喷射。待上一层混凝土终凝效果达到设计要求时才能下一层混凝土喷射，如果混凝土的终凝时间超过1h 及以上，通过高压水清洗待喷射表面，这也是保证湿喷混凝土施工质量的关键所在[5]。

（4）边墙喷射。边墙喷射混凝土的厚度控制在7～15cm 之间，空气压强为0.3～0.5MPa；下拱位置混凝土厚度空间在5～10cm，空气压强在0.4～0.65MPa。另外，采用挖井拉槽开挖边墙时施作施工支护，确保围岩稳定和结构安全；边墙基础须置于稳固地基上，且要随挖随作不可暴露过久。

（5）喷射速度。严格控制喷射机的喷射速度，如果喷射机高压空气压强较大，可以适当提高喷射机的射速度，认真检查喷射机高压空气压强，综合分析喷嘴出料的实际情况，在此基础上不断调整喷射机的喷射速度。

（6）加强测量与监测。

5 结束语

综上所述，湿喷混凝土施工工艺对提高高速公路隧道工程施工质量具有极其重要的促进作用。在本工程项目中，所选择的是PZ-7 型湿喷机，该设备性能与状态良好，显著提升了本隧道的施工质量，减少了施工材料浪费的现象，获得了可观的经济效益与社会效益。未来时期内，湿喷混凝土施工工艺在高速公路隧道工程项目中的应用将会越来越普及，但依然需要相关学者和专家对其进行更加深入的研究与分析，以不断提高湿喷混凝土施工工艺在高速公路隧道工程项目中的应用水平。