砂巖地質(zhì)隧道濕噴混凝土施工工藝及控制要點(diǎn)探討

趙興華

（中交一公局第四工程有限公司，南寧530031）

1 引言

在隧道項(xiàng)目施工中，為進(jìn)一步加快工程項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度，提高隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，人們往往采用噴射混凝土的方式對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。濕噴混凝土能有效改善隧道施工環(huán)境，縮短工程項(xiàng)目建設(shè)工期，在隧道開(kāi)挖的同時(shí)進(jìn)行及時(shí)的支撐，保證了支撐混凝土的緊湊性和防水性能。此外，與傳統(tǒng)的施工方式相比，其具有環(huán)境污染小，經(jīng)濟(jì)效益高的顯著特征。然而，在一些砂巖地質(zhì)等特殊工況下，濕噴混凝土施工存在較大難度，一旦施工技術(shù)把控不合理，會(huì)降低隧道支撐的穩(wěn)定性，影響隧道后期的通行效率和安全。基于此，本文結(jié)合文圩隧道斷層破碎帶地段開(kāi)挖支護(hù)施工，就砂巖地質(zhì)隧道濕噴混凝土施工要點(diǎn)展開(kāi)分析。

2 項(xiàng)目概況

文圩隧道為公路分離式特長(zhǎng)隧道，其左幅全長(zhǎng)2050m，右幅全長(zhǎng)2070m，隧道最大埋深368m。工程設(shè)計(jì)中，隧道整體為雙向四車道高速公路，設(shè)計(jì)速度為100km/h。其中，從出口端隧道左、右幅均為下坡，縱坡1.9%，為反坡施工。隧址區(qū)施工過(guò)程中，隧道內(nèi)部地質(zhì)條件較為復(fù)雜。具體而言，本項(xiàng)目屬于砂巖地質(zhì)隧道施工，在施工過(guò)程中，隧洞存在斷層破碎帶、突水、突泥、高壓富水等問(wèn)題，需要進(jìn)行專項(xiàng)施工技術(shù)方案的有效編制。為提升工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量，避免施工出現(xiàn)安全施工，采用隨挖隨護(hù)的方式進(jìn)行砂巖地質(zhì)隧道濕噴混凝土施工，節(jié)省了工程建設(shè)工期，提升了隧道噴護(hù)施工質(zhì)量，確保了工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 砂巖地質(zhì)隧道濕噴混凝土作業(yè)條件分析

3.1 地質(zhì)條件

地質(zhì)條件是影響砂巖地質(zhì)隧道項(xiàng)目施工的主要因素。項(xiàng)目施工中，規(guī)范地進(jìn)行砂巖地質(zhì)條件勘察，可以為后期濕噴混凝土施工方案設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。文圩隧道施工中，工程整體地質(zhì)條件為砂巖地質(zhì)，其中，道左翼為東北—西南走向，且存在壓扭性斷層，斷層全長(zhǎng)近30km，與隧道走向基本平行。此外，本項(xiàng)目隧道區(qū)巖石褶皺、小背斜、小斷層等構(gòu)造均處于發(fā)育階段，產(chǎn)狀變化較大[1]。

3.2 水文條件

從埋藏條件來(lái)看，本項(xiàng)目的地下水可分為松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙承壓水2種。就松散巖類孔隙潛水而言，其主要是通過(guò)大氣降雨垂直分散滲入補(bǔ)給，同時(shí)，基巖裂隙水也會(huì)對(duì)其進(jìn)行側(cè)向補(bǔ)給。接收補(bǔ)給后，此類巖層通過(guò)松散巖類孔隙進(jìn)行泄流。從數(shù)量總體來(lái)看，此類水量有限且具有動(dòng)態(tài)變化特征，其受積極作用明顯。而在基巖裂隙承壓水在匯聚過(guò)程中，受構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙、斷層破碎等因素的影響，其本身需要承受一定的壓力。

4 濕噴混凝土施工工藝原理

濕噴混凝土施工是基于傳統(tǒng)混凝土工程而興起的一種全新施工方式，其能依據(jù)工程建設(shè)目標(biāo)，進(jìn)行水泥、沙子、石頭和水混合比例的合理設(shè)計(jì)，確保混凝土拌和質(zhì)量的高效性，同時(shí)，在噴射施工中，通過(guò)噴射設(shè)備，施工人員可以將拌和好的混凝土泵送到噴嘴，然后通過(guò)壓力空氣補(bǔ)充的能量，使混凝土與待噴涂表面充分結(jié)合。在這一環(huán)節(jié)中，為提升混凝土與噴涂表面的結(jié)合效率，可在噴射混凝土中添加液體速凝混合物，以此保證混凝土的凝固效率和黏結(jié)性能。需注意的是，在濕噴施工中，應(yīng)注重壓縮空氣與噴嘴處的霧化加速器的有效結(jié)合，進(jìn)而使混凝土形成噴射到待噴涂的表面上。

5 砂巖地質(zhì)隧道濕噴混凝土施工要點(diǎn)

5.1 注重濕噴混凝土施工準(zhǔn)備

科學(xué)、全面的準(zhǔn)備工作能確保砂巖地質(zhì)隧道濕噴混凝土施工的高效開(kāi)展。本項(xiàng)目施工中，主要對(duì)混凝土材料、設(shè)備、方案進(jìn)行全方位的質(zhì)量控制。確定項(xiàng)目采取濕噴機(jī)械臂噴混凝土施工后，管理人員首先應(yīng)嚴(yán)格控制水泥、砂、石料、速凝劑等材料的質(zhì)量。選擇水泥材料時(shí)，項(xiàng)目選用42.5級(jí)普硅水泥，確保其與其他材料的充分混合；砂類材料采用機(jī)制砂，而石料采用質(zhì)地堅(jiān)硬的碎石，其最大粒徑不大于10mm，同時(shí)，嚴(yán)格控制砂石含泥量，確保其干凈無(wú)污染，適宜用于隧道內(nèi)噴射混凝土。此外，在速凝劑選擇中，要求速凝劑初凝時(shí)間不超過(guò)5min，終凝時(shí)間不超過(guò)10min。原材料準(zhǔn)備充分后，采用強(qiáng)制式拌和和機(jī)拌和2種方式進(jìn)行混凝土拌和，同時(shí)，在拌和過(guò)程中，應(yīng)注重分次投料原則的準(zhǔn)確把控。在施工設(shè)備選擇中，采用鐵建重工HPS3016濕噴機(jī)械臂濕噴混凝土，為混凝土濕噴施工創(chuàng)造良好條件。最后，進(jìn)行具體施工方案的嚴(yán)格設(shè)計(jì)，確保濕噴施工與開(kāi)挖施工、支護(hù)施工的銜接，同時(shí)，對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，要求其能規(guī)范化的控制施工機(jī)械設(shè)備，避免施工開(kāi)始后操作不當(dāng)引發(fā)進(jìn)度及質(zhì)量問(wèn)題。

5.2 優(yōu)化濕噴混凝土流程管理

要進(jìn)一步提升砂巖地質(zhì)隧道濕噴混凝土施工效率，保證項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量，還應(yīng)注重施工流程的有效把控。本項(xiàng)目施工中，濕噴混凝土施工嚴(yán)格按照、方案報(bào)批、施工準(zhǔn)備、混凝土制備、混凝土運(yùn)輸、濕噴機(jī)啟動(dòng)、初噴、復(fù)噴、質(zhì)量檢查、項(xiàng)目竣工的流程進(jìn)行施工[2]。

5.3 濕噴混凝土噴射質(zhì)量管理

砂巖地質(zhì)隧道濕噴混凝土施工中，混凝土噴射厚度和表面平整度是其質(zhì)量管理的2個(gè)要點(diǎn)。本項(xiàng)目建設(shè)中，要求80%以上的檢驗(yàn)量需要滿足設(shè)計(jì)厚度，并且在噴射混凝土最小厚度管理中，混凝土最小厚度不得低于設(shè)計(jì)厚度的2/3。此外，在混凝土表面平整度檢查中，項(xiàng)目要求混凝土表面平整度的偏差值不得超過(guò)100mm。為滿足這一質(zhì)量管理要求，在施工中，施工人員采取以下管控手段：（1）在混凝土噴射前，在施工區(qū)域設(shè)置控制厚度的標(biāo)識(shí)，確保噴射施工具有明的指示標(biāo)志；（2）采用高壓水沖洗受噴面，同時(shí)，在一些遇水易泥化的施工段，采用高壓風(fēng)進(jìn)行巖面清潔，避免隧道基礎(chǔ)巖面對(duì)噴射施工造成影響；（3）在施工過(guò)程中，進(jìn)行細(xì)部要素的嚴(yán)格檢測(cè)，如在噴射混凝土的用水管理中，采用p H值不小于4的清潔飲用水；同時(shí)，要求整個(gè)噴射過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，在噴射環(huán)境管理中，要求作業(yè)時(shí)的氣溫不得低于5℃；（4）噴射完成后，施工單位要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，本項(xiàng)目檢查采用按壓噴射面試件的無(wú)損檢測(cè)方式，并使用自動(dòng)橫截面儀器或攝影圖測(cè)量剖面的表面平整度，實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)質(zhì)量的有效管理。

6 結(jié)語(yǔ)

文圩隧道斷層破碎帶地段開(kāi)挖支護(hù)施工中，施工人員采用濕噴混凝土施工工藝進(jìn)行隧道支護(hù)，保證了隧道支護(hù)的穩(wěn)定性，提升了項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。可見(jiàn)，濕噴混凝土施工工藝對(duì)砂巖地質(zhì)隧道項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量具有較大影響。實(shí)踐過(guò)程中，人們只有系統(tǒng)掌握濕噴混凝土施工工藝的應(yīng)用原理，然后在工程地質(zhì)環(huán)境分析的基礎(chǔ)上，規(guī)范化地進(jìn)行濕噴混凝土工藝要點(diǎn)把控，才能有效提升濕噴混凝土施工工藝的應(yīng)用水平，繼而在保證隧道項(xiàng)目支護(hù)施工質(zhì)量的同時(shí)，推動(dòng)我國(guó)隧道工程的進(jìn)一步發(fā)展。