隧道工程喷射混凝土技术研究范文

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摘要：以实际工程为例，分析了湿喷技术的优势，确定了喷射施工的原材料并设定了合理的配合比，在此基础上对隧道工程施工过程中湿喷混凝土施工技术进行了研究，简要探讨了施工过程中的注意事项，最终取得了良好的施工效果。

关键词：隧道施工；喷射混凝土；湿喷技术

1工程概况

风屯隧洞2#支洞进口位于牟定县风屯镇，与风屯隧洞主洞交点桩号为6+864.695。2#支洞布置为斜井，斜井倾角22º，支洞全长554.962m，高差196m，支洞断面尺寸为6.5m×6.0m（宽×高，城门洞型），2#支洞为有轨运输兼做永久检修洞；工程配套建设长3.386km的邓杨村进场道路（其中改扩建1.2km，新建2.186km），路面宽6.0m，泥结碎石路面，挖土方101157m3，挖石方25289m3，填土方32463m3，填石方111m3；本标段包含进场道路跨越河流、排水处设7处1.0m圆管涵共计72.5m；2处1×4m盖板涵共计40m；在公路跨越紫甸河处设1处1×20m简支空心板中桥，桥梁全长23.61m；在牟定县风屯乡邓杨村附近龙潭箐右侧新建堆渣容积为620000m3的龙潭箐渣场。隧道施工过程中，为充分发挥围岩的自身承载力，在隧洞开挖后，针对不同的围岩类别，及时按设计施做锚喷或锚、网喷及钢拱架初期支护。喷射混凝土采用湿喷技术，喷射料集中拌制，自动计量。严禁使用回弹料。喷射混凝土强度合格，支护厚度符合设计要求。

2湿喷技术的优势

湿喷技术的喷射速度相比于干喷技术更加快速，混凝土的质地更加严密，所以，湿喷技术应用更加广泛。相比于干喷技术制成的混凝土，湿喷技术的混凝具有更严密、耐用性持久特点。其主要原因包括以下3点：（1）具有合理的水灰比例。湿喷技术的混凝土用水量主要利用技术工具来进行精确的确定，在操作过程中，水灰比是随时都可以调整的；然而干喷技术的混凝土用水量主要经过人工来调节阀门，这样水灰比就属于不可控的情况或者控制不精确的情况。（2）控制所用速凝剂的量是精确合理的。湿喷技术主要利用计量泵来调整速凝剂的掺加量，然后并在喷嘴附近，利用快速射流使其搅拌均匀；干喷技术主要借助人为的经验，在填料处利用向上抛撒来调整，所用量不准确并且混合不充分。（3）在塑性混凝土内部，水泥处于浆体状态，在整个操作过程中，喷嘴处于水雾中的部分会在上面存在极少的水泥颗粒，其他部位没有粉尘。

3湿喷混凝土技术概述

3.1合理选用施工技术所用原材料

在施工过程中常用到的原材料包括：（1）水泥。主要利用的水泥质地是硅材质，水泥的质量标准要和现行的国家要求保持一致。（2）细骨料。主要质量标准是材料坚硬、配比合理的中砂，细度模数控制在2.5～3.0范围内，含泥量低于3%。（3）粗骨料：主要质量标准是材料坚硬、配比合理的碎石，粒级的大小5～16mm以内，含泥量≤1%。（4）速凝剂。主要选用液体聚羧酸速凝剂。所用速凝剂应该符合质量要求，即以标准加入量，和水泥浆混合凝固的时间分别是开始凝固在5min以内，最后的凝固时间在10min以内；混凝土抗压强度比≥0.75%。

3.2设定合理的配合比

应该依据湿喷混凝土技术标准，在对配合比设计时，一定要综合考虑混凝土的相关特性，即可泵性及混凝土的粘附性。工作人员的前期工作是选出合理的配合比，接着才开始操作具体的喷射试验。对多次试验得到的结果进行比较分析，形成合理的配合比如表1所示。

3.3喷射技术具体环节

3.3.1搅拌、装运混凝土（1）搅拌混凝土主要通过自动计量搅拌站对混凝土进行操作，控制混凝土配料误差保持在合理范围内，即水泥、填加剂和水≤1%，砂、石≤3%，搅拌1个回合的时间一定不要低于1min。（2）装运混凝土主要利用运输车来完成。

3.3.2湿喷设备的具体应用（1）在开始使用湿喷设备时，首先要送风，接着才可以加料，当混凝土在喷口出现后再加入速凝剂。在操作过程一定要调整合理的风压。如果风压比较大，骨料与围岩相碰时就会发生反弹现象。如果风压较小，则会出现堵塞现象。在具体操作中，调整合理的风压主要依据保证少量混凝土发生反弹、围岩粘附效果好、混凝土表面光滑，风压通常情况下保持在0.22～0.3MPa范围内。（2）暂停喷射操作，首先要想使速凝剂计量泵停止工作，就不要继续加料，把喷射的混凝土和速凝剂都清理掉后，就可以停风停机了。

3.3.3喷射技术的工艺流程（1）在开始喷射混凝土工作的前期，是要确定挖掘断面净尺寸，清理垃圾和不必要的石头，然后开始欠挖工作，主要通过高压水或高压风来扫清围岩。规定喷射混凝土厚度的标准，仔细核查技术设备和风、水、电等配备情况，同时尝试进入工作状态。（2）在喷射上料时，要保持连续操作，始终保持机筒里面的料是满的，在进料口安装一个孔隙大小合适的筛网，防止不符合孔径大小的骨料进入设备。（3）喷射位置的先后顺序：在隧道里面，首先喷射墙，然后再拱，从上到下，分段喷射，设置3～4m为一段长度，分片宽度设置为2m。如果岩面出现凹洼现象，首先要填平凹洼位置。（4）最合理的喷射长度和角度：喷射距离控制在0.6～1.5m范围内。喷射角度保持垂直是最合理的。（5）喷射材料的运动方向：旋转呈现环状，向水平方向移动，环形的直径控制在30cm左右。在开始喷射第2行时，起点是在第1行起点的上面。（6）旋转速度和每次喷射厚度：旋转一圈的时间控制在1～1.5s，每次喷射厚度以不出现坠落的情况或者符合所要求的标准厚度为宜，可以向前移动。（7）主要通过标桩法来调节喷射厚度，标桩是长度为2mm铁丝，铁丝外露长度即为喷层厚度。

3.3.4特殊的施工路段所用的喷射技术（1）圆滑的拱顶喷射，喷射的前期工作是在岩面上轻轻喷一层水泥砂浆，厚度为2cm，合理的增加速凝剂添加量，促进其在2～3min内完全凝固，10min过后，才可以开始喷射工作。（2）渗、滴水的位置喷射，喷射混凝土的正常凝固时间应依据渗水量的多少来规划，混凝土开始凝固时间和渗水量之间的关系如表2所示。（3）土砂质层喷射，前期工作是按照梅花形，安装固定桩，间隔50cm，钢筋作为固定桩，锤子将其锤到土层。（4）第一次喷射厚度是2cm，过程中要逐渐增加风压，促进粗骨料刻到土层里面，当第一场凝固后，然后随着固定桩旋转喷射，厚度符合要求为止。

3.3.5喷射工作过程中的质量控制（1）混监控凝土粘聚度：喷射混凝土核心环节就是粘聚度控制，因为喷射混凝土具有不同之处，所以要掌握好其粘聚度的临界点，主要使喷射混凝土与岩面保持良好的粘性、减少回弹量，需要混凝土和岩面之间的粘聚度良好，具有合理的凝固时间。则此粘力和凝固时间就是稠度临界点，即容易滑落的位置，如果越出此范围，就会发生回弹量增多、喷层出现滑落现象。（2）构建施工团队：在湿喷施工过程中，应该关注构建施工团队。要实现湿喷工作，一定要转变管理理念，针对湿喷技术构建对应的施工团队和施工模式。利用专业技术人员，定期培训，获得正规的上岗证。

3.3.6喷射技术施工过程中的注意事项（1）冬季速凝剂在装运、存储、利用环节应该注意防冻，在负的温度环境中，其会出现凝聚、冻结，此时用80℃水浴就会使其融化，并且其质量保持不变。（2）喷射前要清理危石，喷射工具要放到安全的位置，保证距离喷射部位最近，方便工作人员之间的联系，时刻控制好风压。（3）要随时核查喷射机出料弯头和管道接头。

4结语

综上所述，湿喷作为一种绿色环保、高性能、高效率的混凝土喷射方法，在隧道工程施工过程中得到了广泛的应用。本文以实际工程为例，对隧道工程湿喷混凝土施工工艺进行了分析和探讨，取得了良好的施工效果，值得类似工程借鉴和参考。

参考文献

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作者：刘宏宇 单位：中铁十二局集团第二工程有限公司