高速公路隧道工程中濕噴混凝土的施工工藝

張 何

（四川川交路橋有限責任公司，四川 德陽 618300）

濕噴混凝土施工工藝具有高效率、高質量以及低成本等眾多優勢，現已被廣泛應用到高速公路隧道工程項目中[1]。基于此，文章結合實際案例，分析濕噴混凝土施工工藝相關事項，旨在提升和促進該工藝在高速公路隧道工程中的應用水平。

1 案例概況

攀枝花至大理高速公路寶鼎2 號隧道位于四川省攀枝花仁和區境內，進口位于前進鎮田堡村坪子灣組，出口位于太平鄉大壩村大壩組；該隧道設計為雙向分離式越嶺隧道，左洞進全長8775m，右洞進全長8762m，設計路面標高1386.57～1492.32m，隧道最大埋深646m。

2 濕噴混凝土施工工藝相關分析

2.1 原理與特點

濕噴混凝土施工之前，先在混凝土中摻入一定比例的速凝劑，再利用噴射機噴射至本隧道的表面，從而加大對結構物體的保護。濕噴混凝土施工原理與一般的混凝土原理有很多不同之處，它不僅具有高效率、高質量以及低成本等眾多優勢，還能免去支模工序操作環節，施工速度更快、密實程度更好。

2.2 主要作用

濕噴混凝土施工工藝能夠有效填充圍巖和結構物體表面的孔隙，填平圍巖凹面，提高圍巖和結構物體整體的穩定性和安全性。另外，濕噴混凝土施工工藝也是用來支護本隧道的一種重要方式，它可以防止圍巖局部出現掉塊，減少圍巖應力釋放，加強對圍巖軟弱層保護力度，防止圍巖風化，進而不斷提高本隧道的承載能力和使用性能。

3 濕噴混凝土的施工工藝

3.1 前期準備工作

濕噴混凝土施工工藝的準備工作基本與普通的混凝土準備工作基本相同，即將所有的原材料通過JS1000 電動拌和機攪拌均勻，不同的是濕噴混凝土施工工藝在濕噴時于攪拌機的噴射口加入了一定比例的速凝劑，其目的是加快和促進混凝土的成型速度。相比于干噴式和潮噴式施工工藝，濕噴混凝土施工工藝速度更快，成型后的混凝土也更加緊實、耐性更久、抗滲透能力更好，這也是本工程項目選擇濕噴混凝土施工工藝的一個重要原因。

在濕噴工作開始之前，施工人員認真檢查被濕噴的巖面，只有在保證巖面不存在裂縫和沒有破損的情況下才能組織濕噴工作，如果巖面存在裂縫或者破損等現象，先要對其徹底清洗與處理，待巖石表現的廢渣和浮石全部被清理干凈之后，才能保證濕噴混凝土與被濕噴巖面之間的粘結性。另外，為了保證濕噴混凝土施工過程中施工人員的安全性，防止濕噴混凝土出現反彈，使用高壓風的方式對被濕噴的巖面清掃。

3.2 濕噴混凝土施工工藝關鍵環節

3.2.1 材料

（1）材料的選擇。濕噴混凝土施工工藝在本工程項目中的應用，所使用到的材料主要包括水泥、砂、碎石和水等，其中水泥選用42.5R 水泥，但使用前應做強度復查試驗；砂：中砂、細度模數﹥2.5；碎石選擇堅硬的且粒徑不大于15mm 的卵石扎制，并保證級配良好；合理的配合比是保證本工程項目噴射混凝土質量、降低回彈和減少粉塵的重要因素之一，但是由于噴射混凝土的工藝特點，針對不同的噴射部位和噴射環境，配合比會有不同的變化。因此，在具體的施工過程中通過試驗的方法來確定最終的配合比，以此滿足設計要求強度、防腐蝕和噴射施工工藝的基本要求[2]。

（2）材料的使用。材料的產地和運輸、質量和規格、存放與保管以及使用全部按照規定完成，只有這樣才能保證工程項目的施工進度。

（3）材料的進場。本工程項目所使用的材料根據工程項目的進度分期和分批次進場，做到不積壓和不斷貨，保證工程項目順利推進。但是，考慮到材料的供應情況、氣候條件、施工高峰期等客觀因素，外購的材料在當地購買，這樣才能保證有充足的材料儲備量。

3.2.2 拌和料的攪拌與運輸

濕噴混凝土拌和在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土攪拌運輸車運至洞內，泵送混凝土澆筑，插入式搗固棒配合附著式振搗器搗固，濕噴混凝土拌和、運輸和噴射過程一并完成。

3.2.3 混合比

以m3為基本單位，混凝土的配比為水泥∶沙子∶石子∶水=1∶2.58∶3.21∶0.58；初次使用的水灰投料比例為1∶0.33，二次水灰投料比例為1∶0.14。

3.2.4 調整噴射機高壓空氣壓強

在一般情況下，濕噴混凝土施工采用兩次噴射，即初噴和復噴。初噴緊跟隧道開挖施作，用水或高壓風將巖面粉塵和雜物沖洗干凈；噴射3～5cm混凝土。復噴是在錨、網施作完成后噴射混凝土至設計厚度。需要注意的是，初噴時要嚴密觀察噴射機高壓空氣壓強的實際變化情況，且壓強數值在0.5MPa 以上，噴射階段還要檢測噴射嘴高壓空氣壓強，且壓強數值在0.2MPa以上，唯有如此才能有效防止濕噴混凝土回彈。此外，隨著噴射位置的不斷變化，高壓空氣的距離也會隨之變化，在此情況下要及時調整噴射機的高壓空氣壓強，為濕噴混凝土施工質量奠定堅實基礎[3]。

3.2.5 控制噴射量和液體速凝劑

當PZ-7 型濕噴機處在運行狀態時，通過手輪方式控制混凝土的噴射量，調整后的混凝土噴射量通過顯示屏的方式呈現。此外，在面板中設置液體速凝劑滲入口，速凝劑摻量準確，添加要均勻，不得隨意增加或減少。

3.2.6 噴射混凝土

噴射混凝土作業采用分段、分片、分層依次完成，噴射時先將低洼處大致噴平，再自下而上順序、分層、往復噴射，后一層壓在前一層的1/2。拌和料在20min 內噴射完畢，否則會影響工程項目的質量。

在具體的噴射過程中，嚴格控制噴頭與被濕噴巖面的距離，最好控制在0.8～1.2m 之間，如圖1 所示，并保證噴頭與噴面垂直。在噴射鋼筋網、支護鋼架等部位時，稍微傾斜噴頭的垂直方向；在噴射墻與拱等部位時，保證動作的連續性，并嚴格按照圓周規律，噴射后的一圈要能覆蓋噴射前一圈的1/3；對噴射本隧道內部時，若要求成型后的混凝土厚度在5cm 以上，噴射分兩次完成，第一次噴射后對被噴射部位徹底沖洗，才能進行第二次噴射作業。另外，嚴格控制噴射的風壓、水壓以及混凝土的回彈量。噴射后需經過2h 以上的終凝時間才能對其進行養護，且養護的時間保證在7 個工作日及以上。

圖1 混凝土噴射示意圖

如果在具體的噴射過程中被噴射圍巖表面存在凹凸不平的現象，或者是不符合風壓和水壓的基本要求，應予以補噴；如果需要開挖已經完成噴射的混凝土，開挖時間控制在噴射工作后的4h 及以上。

3.2.7 噴射順序

濕噴混凝土施工要有條不紊地進行，噴射的寬度以工程項目坑道的實際情況而確定，一般為1.5～2.0m。對于水平坑道，濕噴混凝土施工順序為先墻后拱，并遵循自上而下的原則。對于巖面有較大凹洼時，應結合初噴予以找平，然后向上噴射。噴射時噴嘴呈旋轉軌跡運動，一圈壓半圈依次噴射。如需要提高工程項目的美觀效果，可以在混凝土表面再噴射一層同一標號的水泥砂漿，此時的噴射順序為自下而上，中間不得旋轉和停留，以此保證混凝土表面的平整與光滑[4]。

3.2.8 噴射操作

對于噴濕機的使用，嚴格按照相關規定操作，否則容易發生賭管、反風等問題。濕噴機的開、停順序如下：（1）開啟時，先開風后給水，最后開電供料；（2）停止時，先停料再停電，最后關水和停電；（3）根據濕噴機輸送距離的變化情況及時調整風壓、噴嘴操作，先給水再供料；（4）具體的噴射過程中嚴密觀察圍巖表面、混凝土回彈以及粉塵等情況，及時調整水灰比例。

3.2.9 養護

濕噴混凝土養護需滿足以下幾個方面的要求：（1）混凝土噴射凝固2h后，通過養護臺架對其濕潤養護，養護時間不得小于14 個工作日；（2）當隧道內的氣溫低于15℃時，嚴禁噴水養護。

4 濕噴混凝土施工工藝注意的事項

（1）濕噴方式。濕噴混凝土施工階段，必須嚴格遵循“自上而下、噴射圓順”等基本原則，采取針對性的措施處理圍巖凹陷問題。

（2）分段施工。在本工程項目施工過程中，在混凝土初次噴射后嚴格控制預留截面，以200～300mm 為宜，通過高壓水將截面清洗干凈方可開展后續噴射工作。

（3）封層噴射。待上一層混凝土終凝效果達到設計要求時才能下一層混凝土噴射，如果混凝土的終凝時間超過1h 及以上，通過高壓水清洗待噴射表面，這也是保證濕噴混凝土施工質量的關鍵所在[5]。

（4）邊墻噴射。邊墻噴射混凝土的厚度控制在7～15cm 之間，空氣壓強為0.3～0.5MPa；下拱位置混凝土厚度空間在5～10cm，空氣壓強在0.4～0.65MPa。另外，采用挖井拉槽開挖邊墻時施作施工支護，確保圍巖穩定和結構安全；邊墻基礎須置于穩固地基上，且要隨挖隨作不可暴露過久。

（5）噴射速度。嚴格控制噴射機的噴射速度，如果噴射機高壓空氣壓強較大，可以適當提高噴射機的射速度，認真檢查噴射機高壓空氣壓強，綜合分析噴嘴出料的實際情況，在此基礎上不斷調整噴射機的噴射速度。

（6）加強測量與監測。

5 結束語

綜上所述，濕噴混凝土施工工藝對提高高速公路隧道工程施工質量具有極其重要的促進作用。在本工程項目中，所選擇的是PZ-7 型濕噴機，該設備性能與狀態良好，顯著提升了本隧道的施工質量，減少了施工材料浪費的現象，獲得了可觀的經濟效益與社會效益。未來時期內，濕噴混凝土施工工藝在高速公路隧道工程項目中的應用將會越來越普及，但依然需要相關學者和專家對其進行更加深入的研究與分析，以不斷提高濕噴混凝土施工工藝在高速公路隧道工程項目中的應用水平。