关键词：岩土工程；喷射混凝土；施工
1喷射混凝土配合比的设计考量
1.1原材料使用选择
组成喷射混凝土的材料包括水泥、骨料、拌合水以及一定数量的外加剂等。对材料的选择直接影响着混凝土的性质。
首先，水泥的各项指标均须符合施工需要；骨料保存应干燥、干净无污染，掌握好细度模数等，在满足要求的同时，尽量采用较小粒径的石子，10mm以上的小于30%，最大不超过25mm；水和拌合料混合的位置，距离喷头出口应有一定距离，使水和混合料充分混合，才能更好防止出现大规模的粉尘和回弹，这个现象在锚网喷射支护中尤其明显。为控制碱骨料的反应，施工时要杜绝采用含二氧化硅的集料，使喷射混凝土能正常发挥其性能。
对外加剂的使用，要首先进行性能相容性试验。对于大多速凝剂而言，它的理想掺量在2.5%~4%。过去的速凝剂碱性较重，呈粉状，因而表现出粉尘量大、回弹不易控制的特点，影响其强度条件。近年来，对低碱甚至无碱速凝剂的研究逐渐深入和应用，它能有效防止上述问题，提升混凝土的稳定性，妥善解决速凝剂和混凝土的相容问题，也在一定程度上对控制经济成本齐了很大的作用。
1.2配合比的设计
有别于传统的混凝土，喷射式混凝土在配合比的设计上存在显著不同。需要严格按照约定的公式，考虑粘聚力等方面的指标，经过计算获得初始配合比，并进行试验获得试验配合比，最终根据现场骨料的含水率、天气潮湿度、坡面潮度等确定施工配合比，以适应喷射工艺和工程方面的需求。水泥用量是设计配合比过程中的一个重要指标，一般控制在365Kg/m3~400Kg/m3。超出或不足此用量均会影响混凝土的性能。在选择砂率时要结合工程的实际要求，以45%~60%最佳。影响混凝土强度的核心指标为水灰比，其数值多控制在0.4到0.5之间。具体操作时要注意喷射手的控制。
2混凝土喷射施工工艺及优缺点
2.1干法喷射混凝土施工工艺及优缺点
施工时，需按配合比例，将速凝剂、水泥及骨料拌和均匀，然后使干混合料在喷射软管内保持悬浮状态，并利用压缩空气将其送至喷射枪；高压水通过与喷射枪喷嘴结合，快速喷射至公路隧道工程围岩岩面。这种喷射工艺采用的喷射枪结构简单，操作便捷，且易于清洗，故障排除快，但混凝土喷射时有较大回弹量，喷嘴阀门难以控制，技术熟练度会影响施工质量。
2.2湿法喷射混凝土施工工艺及优缺点
按照一定比例，将水泥、水、骨料拌和均匀，然后将配合好的混凝土混合料由湿式喷射机压送至喷嘴处。通过将速凝剂添加于喷头处，并高速将其喷射至公路隧道围岩岩面结构。与干喷法相比，这种喷射方法混凝土回弹量少，质量易于控制，但喷射故障处理困难，机械设备清理不便。综上两种工艺特点及优、缺点对比，大多公路隧道施工中普遍采用湿法工艺进行混凝土喷射作业。
3性能研究
喷射混凝土的性能一直是学者和一线技术人员关注的焦点，针对当前出现的一些问题，应当及时予以完善。
当前喷射混凝土多使用粉状的碱性速凝剂，严重制约着后期的强度，因此可适当加入外掺料。比如在喷射混凝土中加入一定量的煤矸石。作为一种工业废弃物，其颗粒能够作为细骨料形成火山灰效应，进而提升混凝土强度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，也有利于废物的回收使用，促进环保事业发展。对于喷射混凝土经常出现的粉尘堆积、回弹不易控制等问题，可将磁化器放入供水管中，使用磁化水来拌制混凝土。实验表明，和一般的喷射混凝土比较，磁化水的喷射混凝土在强度上要高出约10%，同时粉尘的浓度也减少了五成以上。不过实际施工时混凝土必须在短时间内凝结，但拌和水需借助磁化器才能获得一定强度，所以想要确保施工能连续开展比较困难。此外，水经磁化后，水的分子结构也产生了变化，如此是否对混凝土的性质产生不利影响也需要进一步验证。
在提升混凝土抗裂程度方面，纤维可以作为一种良好的材料。加入复合纤维的喷射混凝土在防渗透、抗碳化上均明显优于一般混凝土。不过，钢纤维的成本较高，拌和过程较为复杂，技术难度大，因而需要更高配置的喷射机具。所以，施工时宜选用高效搅拌机来顺利开展施工。此外，使用聚丙烯纤维作为替换也是一种方法。它能进一步提升混凝土的抗渗性，在此基础上扩展其强度，增加持久性，同时在性价比方面也具有一定优势。
4喷射技术具体环节应用
4.1搅拌、装运混凝土
（1）搅拌混凝土主要通过自动计量搅拌站对混凝土进行操作，控制混凝土配料误差保持在合理范围内，即水泥、填加剂和水≤1%，砂、石≤3%，搅拌1个回合的时间一定不要低于1min。
（2）装运混凝土主要利用运输车来完成。
4.2湿喷设备的具体应用
（1）在开始使用湿喷设备时，首先要送风，接着才可以加料，当混凝土在喷口出现后再加入速凝剂。在操作过程一定要调整合理的风压。如果风压比较大，骨料与围岩相碰时就会发生反弹现象。如果风压较小，则会出现堵塞现象。在具体操作中，调整合理的风压主要依据保证少量混凝土发生反弹、围岩粘附效果好、混凝土表面光滑，风压通常情况下保持在0.22～0.3MPa范围内。
（2）暂停喷射操作，首先要想使速凝剂计量泵停止工作，就不要继续加料，把喷射的混凝土和速凝剂都清理掉后，就可以停风停机了。
4.3喷射技术的工艺流程
（1）在开始喷射混凝土工作的前期，是要确定挖掘断面净尺寸，清理垃圾和不必要的石头，然后开始欠挖工作，主要通过高压水或高压风来扫清围岩。规定喷射混凝土厚度的标准，仔细核查技术设备和风、水、电等配备情况，同时尝试进入工作状态。
（2）在喷射上料时，要保持连续操作，始终保持机筒里面的料是满的，在进料口安装一个孔隙大小合适的筛网，防止不符合孔径大小的骨料进入设备。
（3）喷射位置的先后顺序：在隧道里面，首先喷射墙，然后再拱，从上到下，分段喷射，设置3～4m为一段长度，分片宽度设置为2m。如果岩面出现凹洼现象，首先要填平凹洼位置。
（4）最合理的喷射长度和角度：喷射距离控制在0.6～1.5m范围内。喷射角度保持垂直是最合理的。
（5）喷射材料的运动方向：旋转呈现环状，向水平方向移动，环形的直径控制在30cm左右。在开始喷射第2行时，起点是在第1行起点的上面。
（6）旋转速度和每次喷射厚度：旋转一圈的时间控制在1～1.5s，每次喷射厚度以不出现坠落的情况或者符合所要求的标准厚度为宜，可以向前移动。
（7）主要通过标桩法来调节喷射厚度，标桩是长度为2mm铁丝，铁丝外露长度即为喷层厚度。
结语
本文探讨中涉及的喷射混凝土技术方法是现阶段技术应用的典型代表，在不同条件下可选择与之对应的技术。不过由于喷射技术正朝着高度机械化和综合化方向发展，因而这些方案还会不断被改进。
参考文献
[1]鲁鸿福，王丽梅.干法喷射混凝土技术在高边坡预应力锚索（杆）框架工程中的应用[J].探矿工程：岩土钻掘工程，2016，43（5）：76-80.
[2]张毅.喷射混凝土技术在水土保持边坡防护的应用措施研究[J].河南水利与南水北调，2016（9）：14-15.
论文作者:王会恒
论文发表刊物:《城镇建设》2019年17期
论文发表时间:2020/4/13
标签：混凝土论文; 骨料论文; 围岩论文; 喷射机论文; 技术论文; 风压论文; 厚度论文; 《城镇建设》2019年17期论文;