公路隧道初期支護施工中濕噴混凝土技術探討

摘 要：公路工程的隧道建設初期支護建設過程中所涉及的施工技術非常關鍵，要著重做好施工技術的選擇和質量控制工作，其中濕噴混凝土在其中有著重要的作用。基于此，對支護濕噴混凝土的施工進行了概述，進一步探討和分析濕噴混凝土在公路隧道初期支護中的應用，以期相關工作平穩有序地開展。

關鍵詞：公路隧道；初期支護施工；濕噴混凝土技術

中圖分類號：TU37" " " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2023）03-0026-03

0 引言

公路隧道初期支護施工中應用傳統的施工設計方法，難以確保隧道結構的整體質量水平，為后續的施工建設帶來了很大的安全隱患。在科學技術不斷發展的時代背景下，我國的施工技術有了很大的進步，其中，濕噴混凝土技術在維護公路隧道安全方面發揮著重要作用。應用該技術提高了公路隧道的整體施工技術，增強了隧道結構的安全性和穩定性。

1 支護濕噴混凝土的施工概述

濕噴混凝土是一種常見且高效的施工技術，其是將充分拌合好的混凝土料利用濕噴機械手輸送到噴咀，然后在噴咀處添加相對應的混合試劑，進一步提升其可塑性，通過高壓作用來實現混凝土的噴射作業。

與普通的干噴相比，這種混凝土形式的配合比含水量更大，可以使作業面粉塵濃度進一步降低，有效減少對相關作業人員的身體傷害。同時操作手可以利用遙控器操作噴射臂和噴槍的運動軌跡，使作業人員的安全性得到顯著提升。且混凝土的質量相對來說比較穩定，回彈量較少，有更高的生產效率。

隨著相關工藝的進一步完善，該技術的應用優勢更加明顯，因此應用范圍越來越廣泛。

2 隧道濕噴混凝土的施工要求

2.1 平整度要高

平整度是評價濕噴混凝土施工效果的重要指標。公路隧道開挖施工完成后，隧道巖壁表面往往凹凸不平，因此增加了濕噴混凝土的施工作業難度，難以保證噴射的平整度。隧道拱部受重力作用以及噴射作業均勻性的影響，通常平整度比較差，因此在實際施工過程中必須考慮施工平整度要求，并采取有效的控制措施[1]。

2.2 回彈率要好

回彈率是影響公路隧道濕噴混凝土施工的重要因素之一。在實際施工過程中影響回彈率的因素較多，噴射部位不同，回彈率就存在明顯差異，比如隧道拱部的回彈率就明顯高于巖壁部位。噴射作業進度也會影響回彈率，通常情況下，初始作業時的回彈率往往較大。混凝土水灰比也是影響回彈率的重要因素[2]。

因此在實際施工過程中必須綜合考慮多方面的因素，對濕噴混凝土的回彈率進行合理控制，建議在施工中采用“S”型掃噴或者分層復噴的方式。

2.3 和易性要好

濕噴混凝土需要通過噴射裝置將混凝土噴射在作業面上，因此混凝土必須具備一定的流動性，（或者說可泵性），否則就不能完成噴射作業。要確保濕噴混凝土在保持一定流動性的基礎上，不出現離析、泌水等情況，同時還要快速凝結，就應該合理控制混凝土的和易性。判斷混凝土的和易性主要有兩項指標，分別是擴展度與坍落度，而這兩項指標與濕噴混凝土所使用的速凝劑有關，因此在實際施工過程中，需要對速凝劑的添加量進行合理控制。

3 路隧道初期支護原則

為了在今后的公路隧道工作中取得更好的效果，必須堅持加強公路隧道初期支護的有效運行，這是完善公路系統的重要手段。根據以往的工作經驗和現行的工作標準，公路隧道初期支護的原則主要體現在以下兩個方面：①支護工作中，考慮到特殊情況和有限條件的影響，必須保持方案的充分完善。雖然公路隧道建設可以促進城市交通的改善，但從可持續性的角度來看，提高隧道建設的可靠性是必要的，才能取得更好的效果。②在公路隧道初期支護中，必須積極探討和保護一些突發事件。即使事故發生的概率很低，也不可忽視，因為一旦引發突發性安全事故，損失都會是非常嚴重的。

4 公路隧道初期支護施工中濕噴混凝土技術應用要點

4.1 公路隧道施工前的混凝土噴射準備工作

隧道內需要進行混凝土噴射的區域有限，因此，只有將監測工作提前做好，規劃好噴射區域范圍，同時根據區域自身的外表輪廓形狀以及平整程度，才能夠有的放矢，讓濕噴混凝土技術更加高效地發揮作用。如果測量的數據與初始設計方案出現一些數值上的偏差，那么一定要及時進行適當的調整。圍巖的穩定性需要格外注重，要及時清理圍巖的碎石并且及時解決圍巖質量松散的問題，才能有效避免后期出現滲水現象，進而延長圍巖的使用壽命，提升圍巖結構整體的穩定性[3]。

將防水措施提前落實到位，從一開始就進行全方位的防水工作，才能夠取得良好的防水效果。公路隧道的基本清理工作需要依靠設備進行輔助，高壓水槍強大的沖擊力可以用于人工無法涉及區域的清洗，能夠清理掉圍巖表面附著的小碎石和松軟的土層。完成初步的清潔工作后，使用設備檢查隧道內部并對其進行適當的養護和修理，保障后續施工環節的開展。

4.2 合理選擇原材料

砂子選擇的是連續級配河砂，條件允許的情況下也可以采用機制砂。粗骨料的具體粒徑需要控制在15 mm以內。水泥選擇硅酸鹽水泥，具體的強度等級應當控制在32.5R左右。在液體速凝劑的選擇方面，所采用的主要類型為JL-20。在多次實驗后準確判斷出水泥的基本用量，在3 min后需完成混凝土初凝，10 min后實現終凝。

4.3 混凝土的拌和與運輸

目前，大部分公路隧道工程施工單位在施工期間，都會將混凝土原材料的拌和等多項工作做好。一般利用自動計量強制式攪拌機，完成整個拌和工作，提高拌和質量，保證原材料的使用性能。在拌和過程中，需要正視鋼纖維的性質特殊，可將其與水混合攪拌，提升拌合料質量。濕噴混凝土運輸工作同樣是濕噴混凝土技術應用環節的重點，通過罐車在運輸時不斷地進行攪拌，防止拌合料出現離析等問題，保障拌合料的使用性能。

4.4 濕噴混凝土技術的主要配比

在公路隧道初期支護施工的過程中，應嚴格控制原材料方面的選擇以及具體的配置比例，以此確保工程的施工質量、施工效率以及成本等多方面因素能夠得到穩定控制。同時，在確保所用材料質量滿足規范需求的情況下，則應當盡量采取本地當中所用的材料，通過此方式進一步降低整體工程成本。為了避免在濕噴混凝土技術的應用過程中產生高回彈或堵管等嚴重問題，可以在碎石方面選擇顆粒直徑在5～19 mm的連續粒級機制碎石。

要選擇復合型泵送劑或是液體速凝劑，以此進一步促進混凝土的凝結，在優化混凝土基本易性的同時，降低堵管問題的發生幾率。而在確定好理論方面的配合比后，要根據實際情況選擇相應廠家當中的噴濕設備，并積極開展實地的噴射實驗。在經過反復的實驗后，將強度、初凝時間以及和易性等多方面內容作為控制指標，以此對最終的配合比進行確定。

4.5 施工機械設備的選擇

在混凝土的攪拌方面，應當深入考慮到整體公路隧道初期支護施工中的進度需求，選擇與之對應的攪拌機型號。主機優選強制式攪拌機，利用電子技術來進行自動化的計量，并采取工控微機來展開半自動化的工程控制，確保基本的生產效率以及生產質量，能夠有效滿足施工現場當中的基本施工需求。運輸車根據施工現場的噴射速度來進行選擇，應當選擇那些容積相對較小的運輸罐，盡量維持在6～10 m3左右。而噴濕設備就可以采用噴濕機械手或是車載式噴濕機，在這兩種設備需配備流量泵以及儀表，可以更加科學合理地控制速凝劑用量。

4.6 調整噴射機的高壓空氣壓強

在噴射混凝土技術應用的初級階段當中，應當實時關注高壓空氣壓強所產生的變化情況，初始的高壓空氣壓強數值則應當穩定控制在0.5 MPa以上。在具體噴射階段，則需要對噴嘴當中高壓空氣的壓強展開進一步檢測，把壓強數值穩定控制在0.2 MPa以上，只有這樣才能夠避免混凝土材料產生回彈的情況。由于具體的噴射位置呈現出一種動態變化的狀態，其內部的高壓空氣也會隨之產生變化，這就需要詳細檢查噴嘴的出料狀況，以此為基礎，對高壓空氣壓強進行科學合理的調整，以此保證濕噴混凝土技術的應用質量。

4.7 濕噴混凝土噴射施工操作

雖然濕噴混凝土技術操作簡易容易上手，但是也需要嚴格根據施工標準，并結合施工場地實際情況決定具體的應用方式。一定要高度重視前期的準備工作，積極掃清各種障礙物，保持整潔，以免影響到混凝土后續的粘結性表現，保障隧道施工的效果。

混凝土的噴射效果與設備的性能效果有很大的聯系，設備故障會直接影響到混凝土的噴射效果，導致噴射區域出錯或者是噴射厚度不精準等現象。在正式使用設備之前，做簡單的調試和試運轉，檢查運轉是否出現故障。對故障隱患進行多方面的排查工作，才能確保運行安全。

通過噴水設備將施工區域進行均勻地噴濕，確保濕潤程度大體一致，后續混凝土的噴射才能夠取得更好的效果。需要對混凝土噴射方向提前進行設定，采用科學的計量方法，將噴射的角度以及機器與受噴區域之間的距離計算出來，這是噴射效果的重要影響因素[4]。混凝土通過配比形成的一定范圍內的強度和組成物之間的密度，是所噴射的混凝土能夠較好黏性的主要原因之一。噴射角度盡量垂直，否則容易造成回彈，不僅浪費了材料，影響噴射效果，噴射區域內的混凝土的強度和密度的表現也不如預期。

提前做好噴射方案，通過計量得出最佳的噴射角度，并且在實際施工的過程中，嚴格按照規定的角度來執行，盡量維持一個垂直的狀態，如果需要傾斜也控制在10°以內，噴射距離需要保持在1m范圍內。不同的噴射方式會帶來不一樣的混凝土厚度體現，噴射量和所需時間也會因此發生變化。從兩側區域移動到中間主體部位，對頂部要進行點射、分射，以此來追求噴射的均勻和精準。采用S形噴射法，在噴射過程中保持一個均勻的移動速度進行移動，或者用螺旋上升的方式進行噴射。

4.8 提高養護管理力度

為了避免噴射完成的混凝土表面的水分蒸發，確保充分完成水化作用，避免因干燥而開裂，需要切實做好后期的養護工作。具體的養護方法是在隧道的高壓水管上按照20 m的間隔距離設置閥門，與水管相連用于灑水養護，在混凝土達到終凝2 h后開始進行灑水養護。在水管不能到達的部位，可以使用高壓水泵來養護，每天的灑水次數一般為3～4次。如果外界氣溫比較高，可以適當增加每天的灑水次數，以保障混凝土表面保持濕潤。在養護過程中使用的水也應該保持潔凈，避免污染混凝土，如果氣溫在5℃以下，禁止進行噴水或灑水養護。

5 濕噴混凝土技術在公路隧道施工中應用的注意事項

濕噴機在使用之前，內部要提前進行濕潤操作，最好是使用水泥漿進行濕潤，以免在后續的混凝土噴射過程中出現卡頓或分流的現象。這樣才能讓施工質量得到大幅提升，也能夠在很大程度上提升施工效率，減輕勞動強度。在噴濕機完成作業之后，要第一時間進行徹底清洗，不然管道內殘留的混凝土物質會自然干涸形成硬塊，以免增加清洗難度。

如果隧道內部部分區域出現滲水，需要暫時停止噴射混凝土的進程，先通過設備進行烘干或者是吹干，使其恢復到便于施工的干燥狀態，再繼續進行之前未完成的施工流程。而在簡單的處理過后，仍然不能控制住滲水的現象，可以適當減少用水量，縮短噴射施工的距離，并且在配置混凝土時，按照可以接受的比例加大速凝劑的含量配比，通過止水措施來解決滲水問題。要高度關注噴射口的狀態，預防發生堵塞的現象。管口堵塞極其容易發生事故，如果出口發生不暢的問題，就要及時停機檢查，把安全隱患排查出來，保障施工過程的安全性。

6 結語

目前，濕噴混凝土技術在公路隧道初期支護的建設工作當中得到了較為全面的應用，不僅能夠有效解決干噴混凝土當中存在的各類問題以及不足之處，還能穩步提升施工效率以及施工質量。因此，需要進一步提升對于濕噴混凝土技術的重視程度，對使用過程中的注意事項進行明確，在做好準備工作的基礎上，確保濕噴混凝土技術能夠在公路隧道初期支護的施工建設階段中有效發揮出實際作用。

參考文獻

[1] 張孝錢.公路隧道施工中濕噴混凝土工藝的實踐研究[J].工程技術研究，2021，6（6）149-150.

[2] 孫海東.公路隧道工程中濕噴混凝土的施工技術[J].黑龍江交通科技，2020，43（12）147-148.

[3] 陳新祖，張明華.濕噴混凝土技術在公路隧道施工中的應用[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2020（3）：145-146.

[4] 趙建祥.隧道工程中濕噴機械手噴射混凝土質量分析[J].交通世界，2020（31）：142-143.