淺談噴射混凝土的質量控制

索志明

（洋縣卡房水庫建設局 陜西 洋縣 723300）

1 前言

噴射混凝土在現代工程施工邊坡加固、洞室襯砌處理中越來越得到廣泛的應用。它具有投資少，生產效率高，施工簡單、方便，且易熟練掌握等特點，因而在現代工程設計、施工單位，噴射混凝土施工技術受到人們越來越多的青睞和應用。但是，如何保證噴射混凝土的結構強度，以及如何防止噴射混凝土噴層間產生裂縫，甚至掉皮脫落等質量問題卻是施工單位一直關心的重要話題。在寧夏沙坡頭北干渠延伸段隧洞工程施工過程中本人曾從事過監理工作，現就自己對該工程高邊坡和地下隧洞工程噴射混凝土施工有關質量控制，從施工方法和控制要點上談幾點自己的看法。

2 工程概況

寧夏沙坡頭北干渠延伸段隧洞工程隧道總長4.9km，該工程共4個標段，隧道軸線距地表13m～27m，隧洞比降為1/1000。該工程隧洞地質巖性比較復雜，其中Ⅰ、Ⅱ標以砂巖為主；Ⅲ標以砂巖、泥質砂巖、砂質泥巖為主；Ⅳ標以泥質砂巖、砂質泥巖及泥巖為主。工程地下水豐富，呈鹽堿性，工程使用水泥為高抗硫酸鹽水泥。該工程隧洞襯砌支護分兩步進行：初期支護和二次襯砌。其中，初期支護就采用了噴射混凝土加固施工技術。初期支護是在隧洞開挖成型后進行拱架支撐、網片安裝，然后進行混凝土噴護，起到臨時、短期固定圍巖，防止圍巖脫落下塌的作用。

3 噴射混凝土施工質量的控制

3.1 噴射距離的控制

混凝土的噴射距離是指噴槍噴射口與受噴面間的最佳距離。在噴射混凝土的施工過程中，噴射距離直接影響到噴射混凝土的強度質量。噴射距離太遠，噴射到坡面的混合料不密實，混凝土的內部容易形成空洞，粗細骨料分離嚴重；噴射距離太近，噴射到坡面的混合料過于集中，粗細骨料不能充分參合均勻，且粗骨料返彈嚴重。因而，在施工過程中，砼噴射距離不能太近也不能太遠，否則會影響混凝土的噴射效果，且距離太近，骨料返彈嚴重，浪費較大。只有在施工過程中，根據所使用的配料和水灰比的不同、坡面坡度等，經過多次反復地實驗，以使噴射到坡面的混合料和水充分拌和均勻，達到混凝土回彈率最小和強度最高來確定噴射混凝土的最佳噴射距離。

在實際施工過程中，噴射手需沿坡面做上下或左右不停的走動，且在不同的坡面噴射手的操作角度會不相同，混凝土的噴射距離會隨時發生變化。經驗證明，混凝土的噴射距離一般控制在0.8m～1.2m范圍內較為合適。寧夏沙坡頭北干渠延伸段隧洞工程洞口邊坡支護噴射距離1.0m～1.1m，洞內初期支護噴射距離1m左右。

3.2 噴射角的控制

混凝土的噴射角，即混凝土噴射方向與受噴面間的夾角。在噴射混凝土的施工過程中，混凝土的噴射角原則上要求垂直于坡面且稍微向剛噴射過的部位傾斜10°左右。由于某些部位會受腳手架或其他障礙物的影響，混凝土的噴射角也會隨障礙物稍有改變，但混凝土噴射角不能超出一定的角度范圍。具體而言，當混凝土的噴射線偏離坡面法線較大時，噴射出的砼混合料部分原材料就無法噴射吹打到坡面上，混合料中的粗細骨料不能很好地黏結在一起，粗骨料返彈滾落嚴重，混凝土回彈率增大。這樣，既造成了砼混合料材料的浪費，又使砼配合比不能有效去執行，進而保證不了混凝土的噴射強度。由此看來，控制混凝土的噴射角在噴射混凝土施工中具有十分重要的作用。

在寧夏沙坡頭隧洞工程施工中，洞內外及高邊坡支護噴射混凝土施工的噴射角基本控制在65°～90°范圍以內。實踐證明，這個角度范圍比較經濟合理。

3.3 水灰比的控制

水灰比的大小對噴射混凝土的強度尤為重要。水灰比過大，混凝土噴料易滑移、脫落，凝結后表面容易起皺、拉毛；水灰比太小，噴料粉塵多，骨料回彈率高，混合料黏結性差，易自動脫落。由于噴射混凝土的用水量不能準確計算，往往在施工中砼用水量的大小主要由噴射手憑經驗現場確定，因而噴射手的噴射經驗在噴射混凝土的施工中是非常重要的。在干式噴射混凝土施工中，由于砂石料、水及水泥屬于現場參合攪拌，有經驗的噴射手常常憑自己的感覺，隨時觀察噴射到坡面的混合料與水的拌和黏結情況，根據拌和料顏色灰暗度、黏結程度隨時調整噴槍供水量的大小，以便使混凝土的和易性達到目標要求，從而保證混凝土的噴射質量。通過長期噴射的經驗證明，混合料的水灰比應控制在0.4～0.5之間為宜。另外，骨料在使用前8小時宜灑水使之充分濕潤，以促進骨料與水泥的充分黏合，骨料含水率以5%～7%為宜。

寧夏沙坡頭隧洞工程Ⅰ、Ⅱ標因以砂巖為主，且滲水量較大，施工時噴射混凝土水灰比相對較小，施工配合比強度相對較高；Ⅳ標以泥質砂巖、砂質泥巖及泥巖為主，噴射混凝土水灰比相對較大，施工配合比強度相對較低。

3.4 混凝土的噴射厚度

混凝土一次噴射厚度主要與噴射混凝土與受噴面之間的粘結力和受噴部位有關。每次噴射厚度太薄，骨料易回彈；每次噴射厚度太厚易出現噴層下墜，流淌，或與受噴面間出現空殼。經驗證明：加速凝劑混凝土，每次噴射厚度拱部50mm～70mm，邊墻 70mm～100mm；不加速凝劑混凝土，每次噴射厚度拱部30mm～50mm，邊墻60mm～70mm。

3.5 混凝土噴層的時間間隔及噴層間的處理

混凝土分層噴射一般分2～3層。分層噴射合理的時間間隔應根據水泥品種、速凝劑種類及參量、施工溫度和水灰比大小等因素，并結合混凝土終凝情況而定。在常溫下，采用紅星一型速凝劑，可在5min～10min進行下一次噴射；常用碳酸鈉速凝劑，最少要在30min之后才能進行下一次噴射。

在噴射混凝土施工過程中，因故中斷噴射作業，施工過程時有發生。而對于噴射作業停歇時間過長或混凝土表面已終凝的施工接縫我們該怎樣處理呢？筆者認為，可采用高壓水沖洗，并用同標號或大標號的砂漿進行噴護處理以繼續混凝土的噴射施工。重要部位或防滲要求較高的部位，可在采取人工鑿毛，高壓水沖洗及大標號砂漿噴護處理后再繼續噴射施工。對于噴層混凝土未終凝的停歇，在下一次噴射時，可用同標號或大標號的砂漿進行噴護處理再進行混凝土噴射施工；對于噴層混凝土已終凝而進行下一次噴射時，可采用高壓水將噴層混凝土表面的乳膜、浮塵等雜物沖洗干凈，然后再進行混凝土的噴射施工。這樣，既可以解決混凝土噴層之間的裂縫、掉塊脫落現象，又能保證混凝土的結構整體性。

4 優越性及局限性

噴射混凝土在現代工程邊坡加固、洞室襯砌處理中被廣泛應用。它具有生產效率高，施工簡單、方便，且易熟練掌握等特點。但由于噴射混凝土一次噴層一般都較薄（邊墻不超過10 cm，拱頂不超過7cm），故其只能用于臨時支護，起到臨時、短期固定圍巖，防止圍巖脫落下塌的作用。對于結構要求較高的大體積混凝土，一般還是使用模板，鋼模臺車加固澆筑施工較好。

另外，噴射混凝土施工配合比不易確定，施工中往往骨料反彈嚴重，材料損耗浪費較大。高邊坡及坡度太大的邊墻、隧道開挖施工噴射時往往需要錨桿及鋼筋網片聯合支護以確保圍巖穩定和施工安全。

5 應注意的問題

噴射混凝土由于本身用水量較小，為了保證混凝土在規定時間內達到設計要求，確保混凝土的強度和耐久性，防止混凝土產生裂縫和脫落，在每次噴射施工后應盡早進行灑水養護。通常，混凝土噴射完畢后12h應覆蓋、灑水養護。普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土，養護時間不得少于7d，對摻用速凝劑、礦物摻合料等有抗滲性要求的混凝土，不得少于14d。

6 結語

噴射混凝土施工簡單、方便，易于熟練掌握，是現代工程設計與施工發展的方向。通過寧夏沙坡頭北干渠延伸段隧洞工程施工的應用來看，它確實為工程的開挖支護鞏固圍巖穩定創造了條件，為工程二次襯砌緩和了時間，為洞內作業人員創造了安全環境。通過該工程施工本人雖然總結了一些施工經驗，但它的技術研究和設備改進還有待于我們繼續去探索。陜西水利