隧道噴射混凝土施工質量控制

　　噴射混凝土是借助壓力噴槍將摻有速凝劑的粗細骨料混凝土以適當壓力高速噴射隧道巖壁表面凝結而成的混凝土�；炷�土顆粒在高速噴射猛烈地沖擊下，被不斷地搗固和壓實，形成密實、力學性能良好的結構。噴射混凝土作為隧道建筑的關鍵工序之一，其施工質量直接影響著隧道結構受力性能、耐久性、安全性，對確保圍巖的穩(wěn)定起著至關重要作用。 

 

　　1.隧道噴射混凝土技術特點 

 

　　噴射混凝土在隧道工程中應用廣泛，其凝結形成的結構層對圍巖起到支護作用。以往的隧道實踐經(jīng)驗表明，隧道噴射混凝土施工技術具有以下特點： 

 

　�。�1）充填裂隙加固圍巖。噴射混凝土在噴筑過程中受到重復的壓力沖擊，充分地填充了圍巖裂隙和表面不平，加之其在速凝劑的作用下，強度增長迅速、早期強度高，能有效地與圍巖共同形成承載結構體系，提高了圍巖的抗?jié)B性能和承載能力。 

 

　�。�2）封閉圍巖防止風化。噴射混凝土完整地覆蓋在圍巖壁面，使圍巖壁面與水和空氣完全隔絕，極大地減少風化破壞。 

 

　�。�3）降低隧道工程造價。噴射混凝土施工將輸送、澆注、搗固幾道工序合而為一，無需模板和拱架，節(jié)省大量鋼木材料，降低造價。 

 

　�。�4）提高施工效率。噴射混凝土施工工藝簡單，操作便捷，對勞動力需求小，勞動強度小，機械化程度高，施工效率高。

 

　�。�5）為圍巖變形提供空間。噴射混凝土施工初期，為柔性支護結構，與圍巖共同變形，而不是完全抑制圍巖變形。 

 

　　2.隧道噴射混凝土施工常見的質量問題 

 

　　隧道噴射混凝土出現(xiàn)的質量問題主要有裂損、空洞、滲漏水、混凝土強度劣化、剝落、離層等。造成這些質量問題的原因主要有以下幾個方面：

 

　　（1）混凝土材料不符合要求。噴射混凝土選用水泥不當，會使其凝結速度過快影響混凝土噴筑或凝結速度過慢造成回彈量增大，也會影響噴射混凝土強度的增長。集料中的有害雜質將影響骨料的粘結和噴射混凝土的強度。 

 

　�。�2）混凝土配合比不合適。含砂量提高，水泥用量大，混凝土容易收縮開裂，降低強度。石子用量過多，空隙不易被砂填滿，則混凝土不夠密實，強度雖高但易產(chǎn)生離析且回彈量大。 

 

　�。�3）混凝土與圍巖粘結不良。受噴面粉塵、雜物未清除干凈，使混凝土與圍巖無法直接粘結，促使噴射混凝土從圍巖壁上剝落。 

 

　　（4）松動危石未清除。松動石塊背后存有較大空隙，而松動的石塊阻擋混凝土進入空隙，造成噴射混凝土背后空洞，進而造成裂損。 

 

　�。�5）養(yǎng)生不及時或時間不足。養(yǎng)護工作不當、不及或時間不足，混凝土水分散失過于迅速，將使混凝土急劇收縮產(chǎn)生裂紋。直接影響噴射混凝土襯砌的強度和耐久性，甚至危威脅整個工程結構的安全。 

 

　�。�6）受開挖作業(yè)沖擊和震動的影響。開挖爆破過早，噴射混凝土強度未達到要求，與圍巖粘結力不足以抵抗開挖作業(yè)帶來沖擊和震動的影響，造成混凝土塌落。 

 

　　（7）混凝土厚度不符要求。噴射混凝土厚度與裂縫形態(tài)密切相關。噴層越薄，裂縫越多；噴層越厚，柔性越低，剛裂縫越少，但裂縫寬度越大。 

 

　　3.隧道噴射混凝土施工的質量控制措施 

 

　　3.1噴射混凝土原材料質量控制 

 

　　原材料的質量直接影響噴射混凝土的工程質量。為確保射混凝土施工的質量，第一步就是保證原材料的質量與正確使用。 

 

　�。�1）水泥。我國隧道工程采用的噴射混凝土一般優(yōu)先采用325號以上普通硅酸鹽水泥，其次是礦渣硅酸鹽水泥和火山灰水泥。在有專門使用要求下采用特種水泥，其性能應符合現(xiàn)行國家水泥標準。對于過期或受潮水泥以及礬土水泥不可使用。 

 

　�。�2）細骨料。噴射混凝土用砂要求與普通混凝土一致。宜采用堅硬、耐久的中粗砂，其細度模數(shù)一般須大于2.5，其中粒徑小于0.075mm的顆粒不應超20%。砂的含泥量不可大于5%，含水量應控制在其質量的5%～7%之間。 

 

　　（3）粗骨料。噴射混凝土一般采用堅硬、耐久的卵石或碎石，含泥量應小于10%。石子的最大粒徑，一般不宜大于管內徑的1/3。由于卵石表面光滑，便于管內輸送，因此在條件可行時可優(yōu)先考慮。為降低回彈量，粒徑大于15mm的石子顆粒宜控制在20%以內。但對于噴射鋼纖維混凝土，石子粒徑應小于10mm。當使用堿性速凝劑時。為防止堿骨料反應，粗骨料不得含有活性二氧化硅。 

 

　�。�4）速凝劑。不同的速凝劑對不同水泥品種效果不同，使用前須進行試驗測試。速凝劑的用量也應通過試驗確定，一般為水泥質量的2%～4%。噴射混凝土在加入速凝劑后雖可顯著提高早期強度，但后期強度卻相應減低，且混凝土收縮加大。所以，在滿足施工要求情況下應嚴格控制速凝劑摻量，并注意拌合。 

 

　　（5）拌合水。噴射混凝土用水要求與普通混凝土相同，水中不得含有影響混凝土質量和性能的雜質。不得使用污水、PH值小于4的酸性水、含硫酸鹽量（以SO4計）超過水總量1%的水。 

 

　　3.2噴射混凝土施工工藝質量控制 

 

　　混凝土施工工藝在土木工程中越來越被重視，它對噴射混凝土的質量影響也不可小覷。其質量控制主要有以下幾個方面： 

 

　�。�1）施工準備。核實原材料的質量和儲備量是否符合要求；施工機械運轉是否正常，就位是否恰當；風、水、電供應狀態(tài)是否良好。檢查隧道輪廓面，及時處理超、欠挖和滴、漏水部位；清理松動巖塊和墻角棄碴；對巖面巖面進行沖洗；作噴射混凝土厚度標志；做好回彈物的回收和利用安排。 

 

　�。�2）風壓。初步選擇分壓，按公式：工作風壓=1+0.013×輸料管長度（m）確定。向上垂直輸送時風壓教水平輸送每增高10m加大20～30kPa。一般要求風源處風壓穩(wěn)定在0.4～0.65MPa，噴嘴處風壓穩(wěn)定在0.1～0.25MPa內。 

 

　　（3）水壓。輸料管處的風壓要低于噴嘴處水壓0.1～0.15MPa，并且噴水作業(yè)區(qū)的水壓應大于0.4MPa。這樣可保證高壓水在高速射出形成水霧，是干拌合料充分濕潤水化。

 

　�。�4）噴射角度和距離。噴嘴和受噴巖面的角度一般垂直或微向剛噴射過的混凝土部位傾斜（不大于10°），噴射拱部時應沿徑向進行。風壓適宜時，噴嘴與受噴巖面之間距離控制在0.8～1.2為宜。 

 

　�。�5）噴射順序。為減少噴射混凝土因重力作用引起的滑動或塌落，噴射應按照分段、分部、分塊、由下向上，先邊墻后拱墻、拱腰，最后拱頂?shù)脑瓌t進行。 

 

　　（6）一次噴射厚度。分層噴筑時，一次噴射厚度應根據(jù)噴射效率，粘聚力，回彈量的因素確定。一般摻有速凝劑混凝土一次噴射厚度邊墻為7～10mm，拱部為5～6mm，不摻速凝劑混凝土邊墻為5～7mm，拱部為3～4mm。 

　　（7）各層噴射間隔時間。各層噴射間隔時間與水泥、溫度、摻合料、速凝劑等因素有關。采用紅星一型速凝劑可在5～10min后進行下一次噴筑，采用碳酸鈉速凝劑要在30min后才可進行下一次噴筑。

 

　�。�8）養(yǎng)護。噴射混凝土終凝后2h起即應開始灑水養(yǎng)護，灑水次數(shù)以能保持混凝土足夠濕潤狀態(tài)為定，養(yǎng)護期不可少于14晝夜。 

 

　　　　噴射混凝土作業(yè)逐漸成為隧道工程不可或缺的工序之一，其質量直接影響著整個隧道的工程質量。所以對噴射混凝土施工，必須采取有效的質量控制措施，以保證隧道工程結構良好的工作性能，安全性和耐久性，使噴射混凝土在隧道工程中發(fā)揮越來越重要作用。