濕噴混凝土技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用

楊政武

(貴州路橋集團(tuán)第五分公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

1 工程概況

某雙向四車(chē)道高速公路施工全長(zhǎng)17.2 km，項(xiàng)目設(shè)計(jì)速度為80 km/h，是由道路工程、橋梁工程以及兩條隧道工程所組成的，其中，整體式路基路面寬24.5 m，計(jì)劃施工工期28個(gè)月，兩條隧道工程施工是本次施工重點(diǎn)和難點(diǎn)，兩條隧道工程長(zhǎng)度分別約為1 km和1.9 km。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)，隧道工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜，圍巖為Ⅳ級(jí)為主，巖體易破碎，成洞條件比較差，施工風(fēng)險(xiǎn)比較大。綜合考慮該高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在隧道工程初期支護(hù)施工中，采用濕噴混凝土施工技術(shù)。

2 濕噴混凝土技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用

2.1 選擇施工設(shè)備

在該高速公路隧道工程施工中，兩條隧洞的初期支護(hù)施工中采用噴射混凝土施工技術(shù)，施工機(jī)械設(shè)備為HPS3016S型機(jī)器手噴射機(jī)，理論輸送量30 m3/h，電機(jī)功率55 kW，柴油機(jī)功率75 kW，總機(jī)重量19.5 t。

2.2 混合料控制及配合比優(yōu)化

對(duì)于混凝土施工原材料，在細(xì)集料選擇方面，采用級(jí)配優(yōu)良、細(xì)度模數(shù)在2.5～3.2之間的機(jī)制砂和中粗砂，對(duì)于砂率，應(yīng)該控制在45%～55%之間，另外，混凝土混合料含水量應(yīng)該控制在5%～7%之間，混凝土粗集料選擇5～10 mm的碎石材料。在混凝土原材料中，水泥至關(guān)重要，在本工程施工中，水泥材料選擇與混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)相適應(yīng)的普通硅酸鹽水泥(P·O42.5)，在水泥材料選購(gòu)方面，必須保證各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合相關(guān)規(guī)定。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，需要經(jīng)過(guò)配合比試驗(yàn)確定混凝土配合比，并確定外加劑種類(lèi)和參量，即是4%～6%水泥的重量。在本工程施工中，綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，將混凝土塌落度數(shù)值控制在140～180 mm之間，如果塌落度比較小，則會(huì)造成堵管問(wèn)題，另外，如果塌落度比較大，則會(huì)造成混凝土澆筑回彈量比較大，甚至?xí)l(fā)生掉落問(wèn)題，同時(shí)，混凝土強(qiáng)度無(wú)法得到保障。

2.3 檢查噴射巖面

在進(jìn)行混凝土噴射施工前，首先需要對(duì)被噴處圍巖基本的尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，要求隧洞外邊表面相對(duì)順平，對(duì)于欠挖部位，應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)鑿，同時(shí)，還應(yīng)該注意清除浮石，對(duì)于巖面，采用高壓風(fēng)或者高壓水，對(duì)其表面雜物進(jìn)行全面清理。如果發(fā)現(xiàn)滲水、漏水問(wèn)題，則還應(yīng)該仔細(xì)查明水源，結(jié)合工程實(shí)際情況做好排水處理工作。在必要的情況下，要用機(jī)械鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔來(lái)給掌子面和周邊的圍巖進(jìn)行降排水。避免噴射的混凝土與圍巖之間的水會(huì)攔阻混凝土的粘度。

2.4 濕噴混凝土施工

(1)噴射角及距離。通常情況下，在混凝土施工中，巖面和噴嘴應(yīng)該保持垂直，在進(jìn)行邊墻混凝土噴射施工過(guò)程中，要求將混凝土材料噴射到頂端，首先，噴嘴要向下10°，然后進(jìn)行混凝土噴射施工；以直徑的方向來(lái)進(jìn)行噴射隧洞拱起部位，如果格柵或鋼筋網(wǎng)蓋住了作業(yè)面，則應(yīng)該將噴頭稍微輕微傾斜一定的角度，但是需要注意的是，調(diào)整角度應(yīng)該控制在70°以內(nèi)。在噴射混凝土施工過(guò)程中，噴嘴和作業(yè)面的角度不可以太小，這樣能夠有效避免混合料可能會(huì)在作業(yè)面上滾動(dòng)，從而形成波形的噴面，增加回彈量。因此，混凝土強(qiáng)度及回彈限值應(yīng)以基準(zhǔn)來(lái)對(duì)其噴射的間距進(jìn)行設(shè)定，一般應(yīng)該設(shè)定在0.6～1.2 m之間。

(2)混凝土噴射施工順序以及施工時(shí)間。在進(jìn)行混凝土噴射施工過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格依據(jù)“邊墻→拱腳→拱頂”施工順序進(jìn)行分段噴射。在分層噴射施工過(guò)程中，每層混凝土厚度應(yīng)該控制在60 mm以內(nèi)，同時(shí)，兩層混凝土噴射時(shí)間差應(yīng)該控制在15～20 min之間。在噴射之前，要對(duì)其找平施工面，噴頭需呈螺旋狀或S形來(lái)均勻進(jìn)行噴射，每一圈均壓至前一面至少半圈，而且旋轉(zhuǎn)的直徑最好不要超過(guò)300 mm，每一次噴射的距離需要根據(jù)其速凝的

結(jié)果進(jìn)行確定，以便讓噴出來(lái)面層能相對(duì)光滑和平順；在下一層混凝土噴射開(kāi)始前要保證上一層混凝土達(dá)到了相對(duì)強(qiáng)度，每一次噴射混凝土長(zhǎng)度最好在3～4 m。

(3)回彈量調(diào)整。在噴射過(guò)程中，會(huì)受到配筋、巖石或骨料之間的相互摩擦與相撞，從而使被噴射面上的物料掉落下來(lái)，稱為回彈量。由于受到混凝土噴射的地方、水灰比、水泥摻量、空氣壓及骨料的配比和最大粒徑等確定了其回彈量的大小。噴射混凝土的前期若回彈量相對(duì)大一些，在它變成塑性之后，粗骨料容易進(jìn)入時(shí)回彈量就會(huì)縮小，因此需通過(guò)改變噴射混凝土的厚度以改變其回彈量；再者因混凝土的回彈材料中多以粗骨料為主并且水泥的摻量較少，所以它不能再新利用，從而降低了其最后的混凝土噴射的效果和質(zhì)量。

(4)整平。噴射混凝土平整有利于增加混凝土的耐久性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)用濕噴混凝土施工技術(shù)，能夠有效解決傳統(tǒng)混凝土施工的難點(diǎn)，具有生產(chǎn)效率高、回彈率低、粉塵少、穩(wěn)定性較高等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

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