隧道工程喷射混凝土施工技术及质量控制

隧道工程喷射混凝土施工技术及质量控制

文摘：喷射混凝土在隧道工程的应用较为广泛，它具有早强、密实和支护质量高等特点。本文通过隧道工程的喷射混凝土施工技术研究，对施工的质量控制措施进行具体介绍。

关健词：隧道工程；喷射混凝土；施工技术；质量控制

随着公路工程的增加，隧道工程也越来越多。现代科技的飞速发展，大量的新技术、新材料和新工艺在隧道工程中得到普遍应用，在隧道工程的衬砌施工中，喷射混凝土技术的应用已经较为广泛。由于喷射混凝土具有较高的密实度、强度、和防水性能，同时，它还能够有效的减少施工工序，施工操作方便灵活，所以喷射混凝土技术的应用前景较好。

1喷射混凝土技术的主要特点和应用

喷射混凝土技术在隧道工程中应用较为广泛，它主要是使用混凝土喷射机，将掺有快凝剂的混凝土按照一定的混合比例和程序进行拌和，然后经过高压喷嘴喷射到隧道围岩表面，使混凝土快速固结形成一种高密度、高强度的支护结构。喷射混凝土主要具有以下特点：喷射混凝土技术可以将输送、浇筑和振捣几道工序进行结合，它不需要立模，施工操作比较方便、快速，能够有效降低工程的成本，同时也能够在一定程度上缩短工期；由于喷射混凝土的凝结速度较快，所以它能够快速的发挥其承载作用，当喷射混凝土的强度达到一定标准后，可以使钢拱架、锚杆以及喷射混凝土共同形成一个钢性结构的支护体系，来共同控制围岩变形，进而达到保护围岩和发挥围岩自承能力的目的；喷射混凝土可以使隧道衬砌结构具有较好的抗压强度、抗疲劳弯曲强度、早期强度和抗渗透能力等；喷射混凝土的初期，其柔性特点，可以为围岩提供较好的释放机会。

喷射混凝土包括干喷、湿喷和混合喷射三种方法。在这几种喷射方式中，湿喷技术的施工优势较为明显，目前的应用率也正在稳步提高，但是由于湿式喷射混凝土的机械大多需要进口，所以施工成本较高，而且在操作方面也存在一定的繁琐问题，每次施工操作完成之后，都需要进行全面的清洗，所以湿式喷射混凝土技术通常在较大规模的隧道工程中应用形成的雾状水泥较大；干喷混凝土的适应性较强，它对施工场地的要求较低，成本较低，所以，在我国的中小规模隧道工程中应用较为广泛。但它的缺点是粉尘较大，环境污染较重，所以限制了它的

发展。目前改良的潮喷技术可有效减少粉未污染，施工工艺简单，操作比较灵活，所经适应性也较强。在实际的隧道工程中，具体采用何种喷射混凝土方式，应该结合工程规模、成本、施工条件等各方面原因进行选择。

2喷射混凝土施工工艺

2.1干式喷射混凝土的施工工艺

干材料在搅拌站混合以后，使用压缩空气输送到高压喷嘴处，在喷嘴处与水、液态原外加剂和快凝剂混合，然后通过高压将混合物喷射现来，通常喷射的压力在0.6Mpa~0.7Mpa。干喷的施工方法较为方便且流程简单，所需要的机械设备也比较少，只需要一台拌和机和干喷机。干喷施工的输送距离比较长，施工布置比较灵活，通常输送的距离可达到300m，垂直距离也可以达到180m远。通常可以提前在喷射机中加入速凝剂，然后将其搅拌均匀。干喷混凝土的施工方法工作环境较差，粉尘的回弹量较大，而且在喷射过程中，有脉冲现象所以喷料的均匀性比较差。拌和用的水在喷头处才能与干粉结合，所以它的水灰比准确性在控制上较难，操作人员的施工经验、技术水平和临场应变能力对喷射质量有着较强的影响，所以施工质量的控制受人为因素影响较大，设计配合比也会受到回弹因素的影响，使实际的混凝土配合比存在一定差距。

2.2湿式喷射混凝土施工工艺

湿式混凝土喷射施工中，除了快凝剂以外，所有的原材料都在拌和站进行拌合均匀，然后再通过混凝土泵送到喷嘴处，并喷嘴位置与快凝剂混合后一起喷射出来，喷射的空气压力在0.6Mpa~0.7Mpa。湿喷的混凝土喷射施工，对混合料的配合比控制较为容易，拌和也较为均匀，对水泥的水化非常有利，所以施工后的混凝土强度也较高。粉尘的回弹量较少，对施工环境没有影响。但是湿喷机的设备较为复杂，加入快凝剂也比较困难。能够实现的混合料输送距离和输送高度较小，对施工现场的工作面要求也较高，混合料在喷射过程中不能出现停机等现象，且喷射后也需要及时对设备进行清洗。

3喷射混凝土施工重点环节的质量控制

3.1原材料的质量控制

3.1.1水：喷射混凝土施工中所用到的拌和用水，应该为饮用水，它的酸碱值应该小于4。用水中不能含有影响水泥固结硫酸盐和其它有害物质。使用进要保证

水的纯净，和供水量充足。

3.1.2水泥：喷射混凝土所用的水泥应该具有较好的和易性，且具有较高的强度，应该首先选择硅酸盐水泥，其次是矿渣硅酸盐水泥。水泥在使用之前应该进行科学的试验鉴定，要保证水泥不存在受潮和硬块等问题。

3.1.3骨料：骨料的表面要粗糙、干净。骨料的粒径要均匀且在规定范围内。要保证骨料与水泥所粘结性，同时，为了使喷射混凝土具有较高的强度，骨料也要坚硬、耐磨。

3.1.4外加剂：外加剂主要就是快凝剂，可采用对人体伤害较小的、符合标准的外加剂。外加剂在使用之前，需要进行水溶试验。外加剂的掺入量要按照设计比进行，且掺入要均匀。

3.2施工的质量控制

3.2.1风压的控制：施工时喷射混凝土的输料管长度应该控制在规定范围以内，喷嘴与出料口的高差要控制在5m以内。要严格控制好风压的稳定性，这样可以效控制回弹量。

3.2.2喷射角度的控制：在受喷面较为平整时，喷嘴尽量与喷面垂直，如果受喷面比较不平，应该尽量与受喷面保持垂直的喷射角度。如果喷射混凝土的角度不垂直，会影响混凝土的密度，并加大回弹量，造成过多的浪费。

3.2.3喷射距离：为了保证混合料的充分拌和，可以在喷头上接出一段塑料管，也可以保护操作人员不被回弹料伤到。喷嘴与喷面的距离要控制好，如果距离较远会影响喷射混凝土的强度和密度，如果喷射混凝土较近，回弹量就会增加。3.2.4喷射方法：为降低喷射后的混凝土发生下滑和脱落问题，喷射工作可采取分段、分块或者分部进行的方式。可先边墙后拱角，最后拱顶的方式进行。在喷头要正对着受喷面均匀且缓慢的进行喷射，喷射要沿着顺时针的方向螺旋移动，使喷射面的混凝土保持均匀，也可控制好回弹量。

3.2.5喷射的厚度控制

喷射混凝土的厚度要严格按照设计的温度进行，可以将钢筋头焊接在钢拱架或者其它支护架上，来作为喷射混凝土厚度的标志物。在局部喷射部位，如果有混凝土过厚的问题，应该在挂防水板之前将混凝土剔除，以避免对防水板造成破坏。

3.3养生的质量控制

喷射混凝土施工完成之后，为了防止混凝土水化热而引起温度裂缝，影响混凝土的强度，应该及时进行养生。在混凝土终凝后2小时，便可采取洒水养生的方式，养护的时间不能小于14天，可根据混凝土表面的湿润情况来确定洒水的次数和洒水量。

4结论

喷射混凝土施工技术在隧道工程中应用较为广泛，要施工过程中，操作人员的技术水平和职业经验，对喷射质量影响较大。所以，除了要控制好混凝土材料和其它方面的质量之外，还要对操作人员的喷射操作进行严格的监督和管理，从根本上提高喷射混凝土的施工质量，进而保证隧道工程的衬砌质量。

文献引用:

[1]沈连春.隧道工程如何控制喷射混凝土施工质量［J］.科技资讯.2010年第11期.83

[2]王国炜，刘菊，孔祥利.隧道喷射混凝土施工技术与质量控制浅谈［J］.山西建筑.2010年10月第36卷第30期.347～348

[3]曾志刚，潘秋景.喷射混凝土的应用及发展前景［J］.建筑工程.42

宁英武，1980，11，06，陕西西安人、男、汉族、试验室主任、助理工程师，主研：试验检测方面