公路隧道施工中噴射混凝土施工技術研究

李 超

(中鐵十六局集團第五工程有限公司，河北 唐山 063030)

噴射混凝土施工技術是借助特定設備將混凝土噴射至公路隧道的圍巖之上，便于能夠對隧道結構予以有效地保護和支撐。因此，在公路隧道施工中運用噴射混凝土施工技術顯得尤為重要，如何將噴射混凝土施工技術在公路隧道施工中予以有效開展也成為當下業內必須予以重視的內容。

1 重視準備工作，提供充分基礎

在噴射混凝土施工技術中，準備工作主要包括支護、清理以及材料三個方面內容。其中支護能夠對公路隧道中的圍巖予以有效保護，是后續施工的基本保障，而且，支護程度不同也會對噴射混凝土施工質量產生較大影響。例如，德陽中江至遂寧高速公路通家廟隧道工程長425.5m，洞口線間距約9～16m，洞身段線間距約16m，采用小凈距布線，隧道設計按照小凈距進行結構加強以及對中夾巖柱進行加固。同時隧道進口段上覆可塑狀粉質黏土，穩定性較差，洞身圍巖主要為中風化砂巖；強風化帶巖層破碎，節理，裂隙發育，巖體破碎，呈散體狀結構，穩定性差，還容易引發噴射厚度不足或超標等降低施工質量的情況。在噴射混凝土施工中，可用于施工的材料主要包含水泥、骨料以及速凝劑等。不同的材料在規格和質量方面也各有差異。速凝劑需要根據具體情況予以選擇，通常能夠在添加后保證初凝和終凝時間符合標準即可，即速凝劑的初凝時間小于5min，終凝時間小于10min。至于混凝土的攪拌與運輸在實際施工中也需要予以充分明確，通常情況下，混凝土的攪拌使用自動計量攪拌站完成，合理控制攪拌時間，還要對攪拌過程中的材料配比誤差予以控制，水泥、骨料的誤差要分別控制在1%以內和3%以內[1]。通過現場試驗，噴射混凝土的配合比按照表1中的數據進行施工，質量較好。

表1 噴射混凝土配合比

2 明確具體環節，開展有序施工

2.1 設備運用

運用設備前需要明確噴射混凝土設備使用的操作方法，即送風是噴射混凝土設備的首要操作，也是最重要的部分，只有設備開始送風，才能向設備內添加混凝土材料，至于速凝劑應當在材料達到設備噴射口處時才可添加，否則會讓混凝土提前凝固影響設備使用。在該環節中，操作人員需要注意對風壓予以合理地控制，通常情況下，噴射混凝土送風壓力為0.22～0.3MPa，如果未能在該范圍內，將會嚴重影響噴射質量，也就是風壓過大時，材料無法與圍巖表面進行合理地接觸，會在壓力的作用下產生回彈問題。反之，風壓無法將混凝土合理噴射出去，極易堵塞噴射口，導致無法完成正常施工。另一方面，設備進料過程中要注意保證操作的連貫性，避免因操作停頓促使噴射后的圍巖表面產生縫隙，若骨料粒級差別較大，可以加入過濾裝置，防止混入不規則材料影響施工質量。

2.2 噴射工藝

噴射工藝是噴射混凝土施工中的核心內容，主要包括噴射角度、距離、順序和方法等。噴射角度為設備噴射混凝土時，噴口必須與圍巖面保持垂直，才能保證施工質量。若噴射處存在支護設施時，需要根據實際情況調整噴射角度。噴射距離以噴射口為基準，與圍巖面的距離控制在80cm～120cm之間,至于噴射過程中要注意噴射方式應以水平方向環形旋轉作業，旋轉半徑需要控制在30cm左右，每次執行充分噴射時應控制好速度，確保噴射后材料能夠與圍巖表面形成良好接觸，不會產生掉落或滴落情況后方可重復執行。噴射順序也是噴射混凝土施工技術必須予以重視的方面，通常條件下需遵循先墻后拱、分段分片以及自上而下的原則，只有按照順序要求才能避免因重復噴射、漏噴等問題影響后續施工環節[2]。盡管噴射順序方面予以了明確的要求，但是由于不同工程的施工環境存在差異，噴射環節也必須要做出調整，比如采取分段分片原則施工時，分片噴射需要控制寬度在2m以內。施工過程中采取的主要噴射方法為分層噴射，至于每層噴射的厚度也存在較大差異，例如，在拱形公路隧道中，邊墻噴射厚度為5～7cm，拱部為是3～4cm。按照噴射施工混凝土配合進行施工，結果如圖1所示。

圖1 速凝劑添加量與噴入阻力和抗壓強度的關系

3 提高質量控制，保證施工質量

3.1 噴射間隔與養護

由于噴射混凝土施工過程中采取分層噴射的方式，開展下一層施工時必然會存在時間間隔問題，若該方面得不到有效地解決，會嚴重影響噴射施工質量。控制噴射間隔，需要以混凝土材料質量和配比為依據，比如，若選擇噴射碳酸鈉混凝劑成分的混凝土，必須要考慮其材料結構質量因素，延長噴射間隔至30min后才可噴射下一層，否則施工質量會嚴重降低。養護環節需要在材料完全凝固后方可開展，因為不同工程對混凝土材料中水泥、骨料等配比的要求存在差異，也會受施工環境的影響。所以，在混凝土進入終凝階段后必須要進行養護，才能減少噴射后產生裂痕問題的情況。

3.2 控制噴射厚度

噴射厚度在施工環節中極其重要，不僅能夠保證工程整體強度，也對公路隧道的整體質量產生影響。在實際噴射混凝土施工過程中，容易引發噴射厚度不均問題的情況下相對較多。比如，通家廟隧道洞身頂部山體植被較發育，自然坡度15～35°，地形起伏較大。自然坡體表層主要為殘坡積層，厚度較薄。隧道洞身段圍巖主要為中風化砂巖，中風化砂質泥巖夾砂巖；地下水主要為基巖裂隙水，受補給影響，水量較小，施工時以點滴狀出水為主，雨季可能淋雨狀出水；洞身圍巖為Ⅴ～Ⅳ級圍巖，圍巖自穩能力一般，隧道施工時破碎巖塊沿破裂面易產生、掉塊，洞壁巖體有剝離或掉塊現象，新生裂縫較多，拱部無支護時可產生小范圍坍塌，側壁有時會失去穩定。這種情況下危石未能被及時處理，導致圍巖表面不平整。或者施工時，破碎巖塊沿破裂面易產生掉塊、冒頂，頂板易沿層面剝落,側壁經常小坍塌，對于這類問題，應當以控制好混凝土材料質量為基礎，在施工時及時支護，建議遵循“早進洞，晚出洞”的原則，確保邊坡及仰坡的穩定。要求施工人員在噴射過程中能夠及時發現會引起噴射厚度問題的位置，并在正常噴射工序完成后及時進行補噴，若是存在突出位置要及時剔除該部分，避免凝固后影響整體質量[3]。

4 結 語

綜上所述，由于公路隧道施工會受到諸多因素限制，為了能夠為實際施工提供便利，重視噴射混凝土施工技術極為重要，還應當在實際施工中將重視準備工作、明確具體環節、提高質量控制予以合理運用，確保噴射混凝土施工技術能夠充分發揮作用，從根本上保證公路隧道施工質量。