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摘要：本文主要阐述了喷射混凝土技术的概况、原材料的选择和配合比的确定、湿喷混凝土的施工工艺及湿喷混凝土施工中应注意的事项，供参考。
关键词：隧道；湿喷技术；施工
喷射混凝土技术是新奥法隧道施工的关键技术。在喷射混凝土机的帮助下，在岩石或结构物表面喷射快凝混凝土，使岩石或结构物得到加强和保护。与干喷相比，具有减少回弹、减少粉尘、增加初喷层厚度、提高喷射混凝土质量、提高生产效率等优点。随着湿喷混凝土机械及相关材料、设备生产技术的不断进步，湿喷混凝土作为一种成熟的施工手段将得到广泛的应用。但目前，从我国隧道施工技术的总体水平来看，由于对喷射混凝土支护在实际工作中的重要性认识不足，喷射混凝土的发展滞后于其他隧道施工技术。喷射混凝土是目前隧道施工中的薄弱环节。湿喷混凝土施工的质量控制应严格控制各种混合料的用量，严格按照施工工艺进行施工和质量控制，做好有效的养护工作，实现结构支撑与结构防水功能的结合，最终达到它具有早期强度高、防水性能好、施工扬尘低、适应性广等优点。本文简要介绍了喷射混凝土技术在隧道施工中的应用，以供参考。
1喷射混凝土技术概况
1.1喷射混凝土技术原理及特点
掺速凝剂的混凝土通过喷射混凝土喷在岩石或结构物表面，使岩石或结构物得到加固和保护。喷射混凝土的密实度和完整性控制不同于普通混凝土的振动压实原理。喷射混凝土的密实度与高速喷射的喷射过程密切相关。喷射混凝土施工简单，无支护、浇筑、拆除技术，施工进度加快，喷射混凝土的密实度高于普通混凝土，强度和抗渗性较好。
1.2喷射混凝土的主要功能
（1）对露缝、裂隙进行填塞，提高围岩整体的强度和稳定性。
（2）混凝土是唯一能大面积、牢固接触围岩的支护方法。
（3）喷射混凝土的外力通过接触面的粘附力和剪切力分散在围岩上，防止局部块体坠落，在隧道壁附近形成支承环，从而控制围岩的应力释放。
（4）填充围岩凹面，防止应力集中，加强软弱层。土压力传递到钢支架和锚栓上。开挖后及时对墙体进行覆盖，防止围岩风化。
2原料的选择和配合比的测定
2.1原材料选择
2.1.1水泥
选用P.O425、P.O525普通硅酸盐水泥，其技术规格符合要求。
2.1.2砂
为保证喷射混凝土的强度，选用细度模数小于2.4、含泥量为2.6%的硬质洁净中砂或级配良好的机制砂。
2.1.3碎石
为防止喷混凝土时堵管，减少回弹，选用粒径5-20mm的机制碎石，要求粒径连续，保证级配均匀，耐久性好。
2.1.4混合水
工程中多采用饮用水作为搅拌用水，不采用PH值小于4的酸性水和硫酸盐含量（SO42-）大于1%的水，也不使用含有有害物质影响水泥正常凝结硬化的水。
2.1.5加速器
加速器对混凝土混合料的性能起着关键作用。当水灰比为0.4时，掺合料水泥浆初凝时间小于5分钟，终凝时间小于10分钟，产量为水泥用量的3%~6%。一般来说，4.5%是合适的。
2.2配合比确定
喷射混凝土的设计等级为C25。在配合比设计中，根据湿喷混凝土的工艺要求，必须考虑混凝土的可泵性和混凝土在喷射混凝土表面的粘附性。实验人员首先在实验室筛选出配合比，然后进行现场注射试验。通过试验确定掺量：灰骨比为1:4；水灰比为0.45-0.50；喷射混凝土的水泥含量为427kg/m3；加速器为19.2kg/m3。在施工中，根据砂石含水量及时调整施工配合比。
3湿喷混凝土施工技术
3.1施工准备
（1）检查喷涂表面轮廓尺寸，修整符合设计要求。如果有松动和断裂的零件，必须清理干净。
（2）有明显渗漏的区域，应提前做好防水排水处理。
（3）喷前用高压风、水冲洗岩石表面，对表面软弱破碎的岩石进行清理。冲洗时，从隧道拱顶开始，按从上到下的顺序清洗至侧壁底部。
（4）准备好脚手架或工作平台和铁防护罩。
（5）检查机械、管道、安全阀、压力表是否完好，并进行试运转。
（6）在拱顶、边墙或岩石表面做好喷层厚度的标记。
3.2湿喷作业技术要点
（1）混凝土搅拌时，按砂砾石水泥水顺序进料，搅拌机采用全自动计量强制式搅拌机。施工配料严格按配合比进行操作。加入复合泵送剂后，搅拌时间最多不超过4分钟，以免影响混凝土的搅拌质量。
（2）喷射混凝土时，从隧道底部喷射喷射混凝土，以S曲线从底部向顶部移动，以避免反弹材料污染冲洗过的岩石表面，影响喷射混凝土的质量；后一个喷射混凝土应在最后一次混凝土凝固后喷射，如果在第二次喷射超过1小时后再喷射。E、终凝时，混凝土表面应用风水冲洗干净，隧道从墙两侧底部向拱顶喷射。中心线位置封闭，完成环喷混凝土第一次试喷。
（3）喷射混凝土时应严格控制气压。如果风压太小，喷射力就会减弱，不能满足喷射混凝土粘结密度的要求，甚至不能满足设计和规范的要求；如果风压太大，喷射混凝土在接触岩石表面（或上部喷射混凝土）时会被强烈的冲击力吹走。层），两者都会增加集料的回弹，从而直接引起回弹的增加。一般情况下，启动风压大于或等于0.5兆帕开始运行，并根据喷头的流量调整风压。边墙风压控制在0.3～0.5兆帕，拱度控制在0.4～0.65兆帕。
（4）喷射混凝土时，应根据围岩类型和水文地质条件，确定适当的初始喷射混凝土层厚度：Ⅱ类围岩可分为三次，Ⅲ类围岩可分为两次，Ⅳ类围岩可分为E到2次。初喷混凝土层厚度可采用湿喷法确定为4～5cm，第二喷混凝土厚度可大于10cm。
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（5）在不喷钢筋网的情况下，喷头应尽可能垂直于岩石表面，成90度角，并偏离刚喷位置（倾斜角控制在10度以内），保持0.8-2米的距离，以保证混凝土的密实度。对于钢筋网喷面，喷油应略微倾斜，间距控制在0.6-1.0m范围内。
（6）喷头应按螺旋轨迹均匀运行，隔板截面一般不大于6米，自上而下按半圈，缓慢移动，每圈直径为15-20厘米；如喷头表面不平，应先将坑平整。
（7）喷射混凝土终凝1小时后，进行洒水养护，保持喷射混凝土表面湿润，养护时间不少于7天。
3.3湿喷混凝土施工方法
细集料应采用粗砂或中砂，应清洁，保证含泥量小于3%，小于0.075mm的颗粒含量小于20%，细度模数大于2.5。粗集料为卵石或砾石，以保证其级配符合要求。最大粒径小于15mm。如果加速器是碱性的，则严禁使用活性二氧化硅。应保证使用的水质符合相关工程用水标准的要求。严禁有害杂质影响水泥的正常硬化和凝结。应使用强度等级大于42.5兆帕的水泥。根据实际情况，加入质量合格的掺合料。喷射混凝土时应首选普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。当满足特殊要求时，应根据实际情况采用特殊水泥，如遇软弱围岩时采用早强水泥。应采取有效措施保证水泥不变质，并对水泥强度进行复验合格，终凝时间不超过10分钟，凝结时间不超过5分钟。根据水灰比和水泥品种，确定了最佳掺量。按设计比例，水、水泥、骨料混合均匀。搅拌好的混凝土混合料经湿喷器压入洒水车内，在洒水车内加入加速剂后进行喷洒。
具体施工方法如下：（1）喷涂作业技术要求。风压取决于干拌配合比、砂砾石含水量、级配、输送标高、距离、管道数量、弯曲半径等，为减少扬尘、降低回弹率、保证喷射混凝土质量，施工时应保证适当的风压大小和稳定的风压。喷射混凝土的混凝土。对于短距离输送，水平输送距离与风压的关系如下：输送管长度（m）*0.01=空载压力（kpa）*100，输送管长度（m）*0.013+1=工作压力（kpa）*100。当输送方向垂直时，与水平输送相比，风压应增加20-30kpa/10m。水压应比所用风压高50-100千帕。为了充分湿润干燥的混合物，喷头的水环处应形成水雾。喷洒作业区系统水压应大于400kpa。当压力不足时，可利用压力水箱增加水压。（2）控制喷射混凝土配合比。水胶比应控制在0.4～0.5之间，具体取决于混凝土喷射混凝土强度的试验；用水量应根据混凝土坍落度的要求确定；胶凝材料用量应根据水胶比和用水量的计算确定，但不得小于400m。g/m3；砂率应为45%-60%。方便性：喷射混凝土混合料应无离析、泌水和良好的粘结性；稀流喷射混凝土最适宜的坍落度为8-12cm，浓流喷射混凝土最适宜的坍落度为10-16cm。早期强度：根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23）对喷射混凝土早期强度进行检测时，喷射混凝土24小时抗压强度不小于10MPa。（4）喷射距离和角度。喷洒距离根据喷头的最大强度、最小回弹和出口压力确定。宜保证束浓度和喷射清晰可见，反弹小，喷嘴出口压力0.6-1.2米，具体喷射距离由喷射手根据具体情况选择。岩石表面与喷咀的夹角一般应为90度，但喷侧壁时，喷咀应略向下10度左右，使混凝土束喷在厚混凝土的顶部，使混凝土束喷在粘塑性混凝土上，以避免C的直接冲击。在岩石表面的集合体中搅拌，减少反弹量。（5）确定第一次注射的厚度。喷层与喷混凝土表面的粘结力和喷混凝土颗粒间的粘结力决定了初喷混凝土的厚度。过大的厚度会削弱混凝土颗粒之间的粘结力，过薄的厚度会增加回弹率，导致混凝土和岩石表面分离和大规模坍塌。适宜的一次喷射混凝土厚度为混凝土层最大厚度，无脱落、开裂现象。喷射位置决定分层喷射的厚度，如表1所示。分层射流的厚度通常是粗集料最大直径的两倍。如果主射流的厚度小于5厘米，则应相应减小所用石头的最大直径。（6）分层注射间隔时间。分层喷射的合理间隔时间取决于促凝剂的含量、水泥品种、水灰比、促凝剂类型和施工温度。（7）注入顺序。喷射施工按一定的顺序有序进行，喷射段的宽度取决于隧道的具体情况。一般应在1.5-2.0米处进行。对于水平隧道，喷射顺序应为先墙后拱，自下而上。如果岩石表面凹凸不平，则应先在喷洒凹坑处平整，然后向上喷洒。喷射时，喷嘴束应沿旋转轨迹移动，在一个圆内按半个圆，并沿纵向呈蛇形前进。如果工程需要美观，可在喷射混凝土表面喷一层同标号的水泥砂浆。此时，喷涂顺序应自上而下。喷淋管束以清扫方式移动，不能旋转或停留，使表面光滑光滑。当岩石松动或坍塌时，喷射作业应密切跟踪工作面。第一次喷涂应先拱墙，第二次喷涂应先拱墙。（8）喷射操作。对于不同的喷气发动机，应严格按照规定的操作方法进行操作，否则容易发生堵管和逆风。喷射器的启动和停止顺序如下：启动时，先打开空气，然后供水，最后通电；停止时，先停止进料，在切断电源前将罐内的储存材料喷洒出来，最后关闭水和空气。同时，应根据输送距离的变化随时调整气压和喷嘴的工作，在开始注射前供水；最后，在关闭水之前停止空气。喷洒时，应随时观察围岩、喷层表面、回弹和粉尘，及时调整水灰比。当喷嘴不意外时，喷嘴应指向前部和底部，以避免人员进入。处理管道堵塞时，工作气压不应超过0.4兆帕。（9）维护。喷射混凝土的养护应符合下列规定：喷射混凝土2小时后，采用养护平台进行湿养护。固化时间不得少于14天。对于黄土或其他土质隧道，应采用喷雾养护防止土壤下层过多的软化，当环境空气温度低于5℃时，隧道内不应进行喷水养护。
4湿喷混凝土施工注意事项
（1）混凝土湿喷器和进料管在喷射前必须用水泥浆润滑，喷射后管道内残留的混凝土必须用水冲洗。
（2）严格控制工作机的气压在0.15-0.2兆帕之间。
（3）严格控制水灰比，新喷混凝土表面应有暗光。
（4）在渗流区处理中，当水量不大时，喷射混凝土前用压缩空气吹扫，喷射混凝土的配合比和搅拌按正常施工程序进行；当水量较大时，应适当降低初期用水量。热凝，喷射混凝土含量（5%）应暂时由远到近逐渐增加。停水后，必须立即关闭加速器正常出力的喷射混凝土。
（5）在喷射过程中，喷射器应始终观察喷嘴状况。一旦管道堵塞，助理应立即联系操作人员，停止机器，关闭风，检查管道是否畅通。
（6）当局部喷射混凝土过厚时，挂防水板前必须将混凝土突出部分清除。由于这种情况会破坏防水板，更容易在初期支护和二次衬砌之间形成点接触，造成局部应力集中和二次衬砌表面开裂。
（7）从喷射混凝土到下一个循环的燃烧时间应通过试验确定，一般不少于4小时。烧成后，应检查混凝土。如果出现裂纹，应调整点火间隔时间或爆破参数。
（8）喷射混凝土的强度应在混凝土凝固后进行测试。为了接近喷射混凝土的实际情况，强度试验应采用切割钻芯法。如果取样的混凝土不能满足设计要求，应及时采取补救措施。
（9）喷射混凝土时，应注意观察从拱腰到拱顶的岩面，加强劳动保护，防止混凝土和岩面岩体在高压喷射混凝土的冲击下下落伤人。
结束语
综上所述，湿喷技术在隧道工程中的应用，解决了干喷混凝土的不足，取得了一定的施工经验。由于湿喷混凝土具有粉尘少、回弹低、生产率高、混凝土质量稳定可靠等特点，在保护施工人员健康、提高经济效益、保证工程质量等方面具有明显的优势。优势。喷射混凝土作为一种新的施工技术，随着湿喷机技术的进步，在隧道防护中发挥着越来越重要的作用。
参考文献
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[2]朱春阳.湿喷混凝土在隧道施工中的应用[J].西部探矿工程,2009(B03)
[3]张硕.谈隧道湿喷混凝土施工工艺[J].山西建筑,2009(8)
论文作者:任永记
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/11
标签：混凝土论文; 围岩论文; 隧道论文; 表面论文; 风压论文; 岩石论文; 厚度论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;