成小红
(山西省公路局吕梁分局，山西吕梁 033000)
随着公路事业的快速发展，公路隧道工程作为一个重要的交通设施组成部分也得到了快速的发展。隧道喷射混凝土是隧道初期支护的重要组成部分，是确保隧道整体质量及洞内施工安全的重要保障，如何做好喷射混凝土质量控制，本人根据临离高速两年来对隧道喷射混凝土施工质量控制的经验，做一些浅析。
喷射混凝土与普通混凝土浇筑相比有很多优点，喷射混凝土早期强度较高，达到一定强度后可以使锚杆、钢拱架、喷射混凝土等形成刚性围护结构，有效抵抗四周围岩的变形，有助于围岩自身承载能力的发挥。喷射混凝土的抗渗性能、早期强度、抗疲劳和抗压强度都有较大的提高。在施工工艺方面，喷射混凝土施工相当于混凝土的振捣、浇筑和运输等工序同步进行，不必进行模板支护，施工方法简单、快捷，施工速度快，能够大幅度降低工程造价，同时施工初期，喷射混凝土可以认为是柔性结构，在一定范围内可以适度释放围岩应变。不同喷射工艺方法的主要区别是投料程序不同，尤其是加水和速凝剂的时机不同。
喷射混凝土施工工艺有:干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种。
1)干喷:水泥、砂及最大粒径小于16 mm的石子按一定比例均匀拌和后，装入喷射机，用压缩空气将干混合料沿管路输送至喷头处，与水混合并以40 m/s～60 m/s的高速喷射至作业面上。
2)潮喷:是将骨料先预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和，从而降低上料、拌料和喷射时的粉尘。大量的水仍是在喷头处加入和喷出的，其喷射工艺流程和使用机械与干喷工艺基本相同，目前施工现场较多使用的是潮喷工艺。
3)湿喷:将原材料预先加水拌和后喷射。喷射混凝土施工时，水泥颗粒与集料互相撞击，连续挤压，以及采用较小的水灰比，从而使混凝土具有足够的密实性、较高的强度和较好的耐久性。
4)混合喷射:混合喷射是两种工艺相结合的喷射混凝土施工工艺，是将分次投料搅拌工艺与喷射工艺相结合，技术核心是水泥裹砂(或砂、石)造壳技术。优点是混合喷射工艺使用的主要机械设备与干喷工艺基本相同，混凝土的质量较干喷混凝土质量好，且粉尘和回弹率有大幅度降低。缺点是使用机械数量较多，工艺较复杂，机械清洗和故障处理很繁琐。因此混合喷射工艺一般只在喷射混凝土量大和大断面隧道工程中应用。
1 喷射混凝土施工工艺的选择
由于喷射混凝土强度受喷射工艺的限制，根据混凝土设计强度的要求，选择相应的喷射工艺，本项目采用潮喷工艺。
2 原材料的选择和要求
1)水泥选用与速凝剂相容性好，能速凝、快硬、具有强度高、抗渗性和耐久性好的普通硅酸盐水泥P.O42.5。
2)粗骨料:粗骨料采用0 mm～16 mm连续级配坚硬耐久的碎石，控制碎石的含泥量1.0%以内，泥块含量0.25%以内，针、片状颗粒15%以内，过筛并按质量配合比过称。
3)细骨料:我们采用当地细度模数大于2.5，坚硬耐久的中粗砂，将含泥量控制在3.0%以内，泥块含量控制在1.0%以内。
4)外加剂:采用液体速凝剂和引气型减水剂从而减少混凝土的用水量和提高抗渗、抗冻性能，使用具有合格证并经检验的产品。因外加剂存在着人体造成一定的危害可能，为了减少对施工人员危害，我们采用了危害性很小的外加剂，在添加外加剂之前，进行了外加剂与水的相溶性试验及水泥净浆速凝试验，对于速凝剂的试验，初凝时间不超过5 min。终凝时间不超过10 min，速凝剂干燥无受潮变质现象。
5)严格控制拌和用水，以饮用水作为拌合用水，pH值为5.5，含硫酸盐量小于1%，不含影响水泥正常凝结与硬化的有害物质。
6)坍落度的控制:喷射土的坍落度影响混凝土的流动性和粘聚性，喷射前对喷射混凝土的坍落度进行了检测，对不同坍落度的混凝土进行了现场试喷，在边墙部位进行测试，喷射不均匀，回弹量和粉尘较大，施工效果差;坍落度过大喷射较顺利，容易开裂，影响强度;经现场试验得出坍落度在10 cm。
3 喷射混凝土配合比的设计及要求
喷射混凝土需要根据其施工工艺来选择相适应的喷射混凝土的配合比。
1)水泥，为了强度及耐久性的要求，选用普通硅酸盐水泥42.5根据试验确定水泥用量375 kg/m3～400 kg/m3。水泥与砂石重量比一般为1∶4 ～1∶4.5。
2)砂率，选用中砂，细度模数为2.7，砂率采用45%～55%(根据喷射混凝土的骨料级配区间和砂、石的实际级配情况确定施工所采用的砂率)。
3)水灰比采用0.42～0.50(保证混凝土的强度和抗渗性能，同时减少回弹和粉尘)。
4)速凝剂和减水剂的添加符合有关技术规范、规程的要求，并通过试验确定，速凝剂掺量控制到6%以内。
4 混凝土的拌制及要求
计量上采用配料机配料，电子计量，严格按照施工配合比计量:1)称量的偏差控制在:水泥、外加剂和水均在±2%;砂、石均在±3%。2)采用容量小于400 L的强制式搅拌机，搅拌时间不少于120 s。3)混凝土拌合物应随拌随用，拌合物在运输过程中严防雨水等杂物混入，停放时间不超过30 min，否则在装入喷射机前应再次搅拌，以减少坍落度的损失，同时在混凝土拌合物装入喷射机前要过筛。
5 喷射前重点检查的项目
1)安全阀灵敏可靠;
2)电源线无破裂现象，接线牢靠;
3)各部密封件密封良好，对橡胶结合板和旋转板出现的明显沟槽及时修复;
4)压力表指针在上、下限之间，根据输送距离，调整上限压力的极限值;
5)喷枪水环(包括双水环)的孔眼畅通;
6)对喷射所使用的各种机械设备、配套的各种风、水管路、输料管路及电缆、线路和通风等系统进行了全面的检查和试运行，运转可靠;
7)检查速凝剂箱液面高度，调节计量泵使速凝剂添加比例符合混凝土配合比的设计;
8)检查压力控制器的动作压力与输送距离等有关参数相适应;
9)关闭风阀时，系统风压表显示值达到工作压力;
10)对受喷面有滴水、淋水，有明显出水点现象，要埋设导管排水，对导水效果不好的含水层，埋设盲沟排水。
6 喷射施工作业的控制及要求
投料:
第一次投料先将砂子预湿，含水量控制在6%～8%，将100 kg水泥∶砂(以干料计，按配合比设计的砂与水泥之比)，S×100 kg。投入搅拌机拌合2 min左右;第二次投料将石子(以干料计，按配合比设计的石子与水泥之比)G×100 kg，搅拌机拌合1.5 min～2 min，出料后迅速运至喷射机进料斗附近。
喷射工艺:
1)喷射作业分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6 m。喷射时按先墙后拱(拱部从拱脚开始，边墙从墙角开始)。
2)本工程为保证质量采用分层喷射，下一层喷射要在前一层混凝土终凝后方能进行喷射施工，如终凝超过1 h后再进行喷射时，先用风或水清洗喷层表面，使层与层之间紧密结合。
3)喷射作业紧跟开挖工作面，混凝土终凝到下一循环放炮时间的3 h以上。
4)喷射司机的操作遵守下列规定:
a.作业开始时，打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀送风→依次启动速凝剂计量泵、主电机和振动器→向料斗加料;停机时，待料斗中混凝土输完时，关主电机→关振动电机→关速凝剂计量泵→关主风阀→关速凝剂辅助风阀。b.向喷射机供料要均匀、连续适中，始终保持进料斗中有一定的贮料量，及时清除振动筛上粒径大于15 mm的粗集料和其他异物。c.喷射作业一旦堵管、中断，要立即停主电机和振动器，再关风，等管路疏通和清除故障后再开机;当喷嘴出料突然出现脉冲时，暂时关闭主电机和振动器(主风阀不关闭)，待管路畅通后再开机。d.喷射作业完毕，清洗气料混合仓、混凝土管道、速凝剂管道和料斗及喷射机表面。
5)喷射司机确认喷头具有良好的工作性能，保持喷头与受喷面垂直，保持0.8 m～2.0 m的距离;喷射应分段分片自下而上进行，喷嘴要保持均匀地呈螺旋形转动。
7 喷射混凝土的养护及要求
1)最后一次喷射的混凝土终凝2 h后，立即喷水养护，压力以防止冲坏喷射混凝土防护层表面为宜，每天至少喷水5次。养护时间14 d以上。
2)在养护过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象时，要分析原因，采取措施进行补修。
3)养护时保持混凝土表面略潮湿即可。
总之，为了确保隧道喷射混凝土的整体质量，施工人员要高度重视，认真对待。从对喷射混凝土的工艺选择开始，到对原材料的要求、喷射混凝土配合比的设计、混凝土的拌制、喷射作业的控制、喷射混凝土的养护等各个方面进行认真的选择与分析，制定好具体的方案及措施。严格用于施工中，才能确保隧道喷射混凝土的整体质量。
[1] 徐永杰，郭 伟，报金福，等.喷射混凝土在隧道支护中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2005，22(8):46-48.
[2] 张 硕.谈隧道湿喷混凝土施工工艺[J].山西建筑，2009，35(8):176-178.
[3] 黄平明，王 达.喷射混凝土在梁桥加固中的应用[J].长安大学学报(自然科学版)，2005，25(6):39-42.
[4] 杨 超.关于隧道工程喷射混凝土施工的探讨[J].中国高新技术企业，2009(3):41-42.
