摘要：结合某一高速公路隧道工程项目，针对隧道内采用到湿喷混凝土施工工艺，分别对喷射混凝土技术概况、原材料的选择、配合比的确定、湿喷混凝土施工工艺等几方面进行详细介绍，希望对以后类似工程有借鉴作用。结论证实，喷射混凝土工艺在隧道施工中的应用较为广泛，但从目前工程实践情况表明，施工人员在实际施工中，无法正确认识到喷射混凝土在隧道支护工程中的重要地位，因此与其他施工技术相比，喷射混凝土技术具有较大的落后性，这使得在隧道支护结构施工中，喷射混凝土施工技术成为一个薄弱的环节。
关键词：隧道施工；湿喷混凝土技术；喷射混凝土
引言
喷射混凝土作为现代隧道工程施工中一种最常见、最基本的支护形式和方法之一，该工艺通过利用喷射设备，把混凝土喷射到结构物表面，从而起到了保护和加强结构物的作用。它可以很好地解决传统的干喷工艺中存在的粉尘大、回弹高、混凝土质量不稳定三大技术难题，而且操作简单灵活，施工效率高，提高了喷射混凝土质量，在隧道中得到广泛应用。从目前工程实践情况表明，施工人员在实际施工中，无法正确认识到喷射混凝土在隧道支护工程中的重要地位，因此与其他施工技术相比，喷射混凝土技术具有较大的落后性，这使得在隧道支护结构施工中，喷射混凝土施工技术成为一个薄弱的环节。
1概述喷射混凝土技术
1.1喷射混凝土工艺原理以及特点
喷射混凝土工艺原理就是在混凝土中加入速凝剂，通过利用喷射设备，把混凝土喷射到结构物表面，从而起到保护和加强结构物的作用。鉴于喷射混凝土需要把混凝土喷射出去，因此该类型的混凝土密实度与普通浇筑混凝土振捣密实不同，其密实度与喷射过程有直接联系。从工程应用效果表明，喷射混凝土由于施工便捷、工期短、密实度高、抗渗性能好等优势使其得到广泛应用。
1.2喷射混凝土的主要作用
①通过填充结构物表面的裂缝和节理，从而提高了结构物整体稳定性和强度。
②混凝土是唯一能够大面积和围岩牢固接触的一种支护方式。
③利用接触面的附着力和剪力，把作用在喷射混凝土上的外力分散在围岩上，防止出现局部掉块，并在隧道壁面附近形成一个承载环，对围岩的应力释放起到控制效果。
④填平了围岩的凹面，避免出现应力集中，让软弱层得到加强。把土压力传递到钢支撑和锚杆。为了防止围岩被风化，在开挖之后要及时对壁面进行覆盖。
2工程概况
本工程为某公路隧道施工建设项目。该工程的全长为243.33km，时速控制200km/h。隧道的施工段长度为3129km。该工程共需喷射混凝土量为14211m3，设计采用混凝土强度等级为C25。
3选择原材料及确定配合比
3.1选择原材料
①水泥。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本次工程选用P.0425、P.0525普通硅酸盐水泥，其技术指标要符合规定要求。②砂。需选用硬质、干净的中砂，其细度模数要小于2.4%，2.6%的含泥量，也可以选用级配良好的机制砂，以确保喷射混凝土的强度。③碎石。选用的机制碎石粒径要在5～20mm间，且要求连续粒级并保证级配均匀、坚硬、耐久，这样可以避免喷射混凝土时发生堵管和减少回弹。④拌和用水。在工程项目中用到的拌和用水一般为饮用水为主，需注意那些pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量超过水量1%的水以及含有影响水泥正常凝结和硬化的有害物质的水都是不能使用的。⑤速凝剂。为了有效提高混凝土的凝结速度，在其中加入速凝剂。把外加剂的掺入到水灰比为0.4的水泥浆中，其初凝时间小于5min，终凝时间则小于10min，产量为水泥用量的3%～6%，通常取4.5%为最佳。
3.2确定配合比
本次工程喷射混凝土设计等级为C25。工程师需要根据湿喷混凝土工艺要求进行设计配合比，而且还必须考虑到混凝土的可泵性以及混凝土在受喷面上的附着性。首先，工作人员要在试验室进行配合比的筛选，接着再进行实地喷射试验。经过试验，本次工程选用的混凝土配合比为1：4的灰骨比；0.45～0.50的水灰比；每立方喷射427kg混凝土水泥用量；每立方喷射19.2kg的混凝土掺速凝剂。在具体的喷射混凝土施工过程中，还需要根据具体情况对施工配合比进行调整，重点考虑的因素包括砂的含水率及碎石的含水率。
4湿喷混凝土施工工艺
4.1施工前的准备
①检查受喷面轮廓尺寸并对其进行修整，以便让它达到设计要求，另外要清除干净那些松散、破碎的部分。②对于那些容易渗水的地段，需要事先做好防排水处理。③对需喷射的岩面进行清洗。一般可以采用高压水枪清洗的方式，确保岩面干净，同时其上不存在破碎的岩石块。确认清洗干净之后，方可对岩面进行混凝土的喷射施工。④需要在喷射混凝土施工作业位置处设置脚手架和工作平台。⑤对机械、安全阀、管道以及压力表进行检查，确保它们的完好性，然后再进行试运行。⑥把设计好的喷层厚度标志标识到拱顶、边墙或者压面上。
4.2湿喷混凝土技术要点
①在进行混凝土的拌制施工时，需要按照一定的顺序进行各种材料的添加，一般先添加砂、之后按照碎石、水泥以及水的顺序进行各种材料的施加，用全自动计量强制式搅拌机进行搅拌，把配置好的配料加入复合泵剂后进行2～4min的搅拌，确保混凝土的拌和质量。②为了防止干净岩面受到回弹料的污染，需由下往上并以S曲线从隧道最底部移动进行喷射混凝土。等到前一次混凝土终凝后才能进行后一次喷射，如果再次喷射时间超过终凝后1h以上，就需对混凝土表面用风水进行清洗。③混凝土在进行喷射时，应当严格控制风压。从以往工程实践经验表明，对于风压过小，会对喷射力造成削弱，从而无法满足应有的混凝土粘贴密实度。对于风压过大时，则会造成刚喷射到结构物上的混凝土被吹走。以上两种情况均会造成骨料反弹变大，从而直接增加了回弹。通常开机操作的起始风压要求不能小于0.5Mpa，并且风压要结合喷头出料情况进行适当调整，边墙风压要控制在0.3～0.5间，而拱部则控制在0.4～0.65之间。④在喷射混凝土施工之前，需要预先确定适宜的初喷层厚度，一般情况下，需要考虑的因素包括围岩类别和水文地质情况。综合考虑本工程的具体情况，最终确定的初喷混凝土厚度为4～5cm。⑤在对无钢筋网进行喷射时，要尽量把喷嘴垂直于岩面90度角，另外还需要偏向刚喷射部分（且倾斜度不超过10度角之内），并且以0.8～2m的间距进行，这样有利于增加混凝土的密实度。⑥按照螺旋轨迹，把喷头均匀的分区段进行喷射，通常不能超过6m，按照从上而下顺序，并一圈压半圈，缓慢移动进行，每圈直径在15～20cm间；如果遇到喷面不平情况下，需要先对凹坑进行喷射、找平。⑦等到喷射混凝土终凝后的1h，就可以洒水进行养护，喷射面需保持湿润，并不少于7d的养护时间。
5结语
从以往工程实施效果表明，喷射混凝土工艺在隧道施工中的应用较为广泛，其施工便捷、施工效率高、提高了喷射混凝土质量。文章通过结合笔者工程实践经验，认为对于隧道采用喷射混凝土施工，应当首先选择好原材料、确定好配合比，然后从施工前的准备工作以及施工过程中的各施工环节控制入手，从而有效确保了喷射混凝土的施工质量。
参考文献
[1]谢朝叶.隧道施工中挂模湿喷混凝土技术的应用研究[J].黑龙江交通科技，2015（4）：163.
[2]李自夺.隧道施工中挂模湿喷混凝土技术[J].交通建设与管理，2014（14）：39-41.
论文作者:赵文杨
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/22
标签：混凝土论文; 隧道论文; 工程论文; 围岩论文; 风压论文; 密实论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;