简述通省隧道湿式喷射混凝土技术的应用

简述通省隧道湿式喷射混凝土技术的应用
摘要:通省隧道是湖北省十房高速公路的控制性工程特长隧道，在施工中采用了先进的湿式喷射混凝土技术和设备。

本文介绍了湿喷混凝土施工技术在通省隧道隧道的应用。

关键词:通省隧道；湿式喷射混凝土；施工技术
abstract: through the tunnel is the controlling project of hubei province highway tunnel in room ten, adopted in the construction of advanced wet sprayed concrete technology and equipment. this paper introduces the wet spraying concrete technology applied in tunnel tunnel through.
key words: tunnel; wet spray concrete; construction technology
中图分类号： u45 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）1、引言
湿式喷射混凝土是隧道支护形式基本方法之一。

湿式喷射混凝土较干喷混凝土有粉尘小、回填率低、混凝土质量高、材料浪费量少等优点。

结合通省隧道围岩情况及业主对施工质量强制性要求，我标段通省隧道初期支护采用了湿式喷射混凝土支护，本文简单阐述了通省隧道施工中采用湿喷混凝土技术的应用。

2 、工程概况
通省隧道为双向四车道分离式隧道，以特长隧道形式穿越马蹄山至土城镇通省村，进口位于马蹄山村五条沟，出口位于土城镇通省
村。

左洞起止桩号为：zk110+090～zk116+990,长6900米，右洞起止桩号为：yk110+085～yk116+955，长6870米，隧道坡度为＋1.9%，净空为10.25×5.0m，隧道岩质主要为强～中风化武当群中薄片岩，围岩破碎，易泥化，自稳能力差等。

在k111+100处左右幅各有100多米长破碎带。

3 、湿式喷射混凝土材料选择及配合比确定
1.1原材料选择
选择原材料的原则是在满足湿喷质量要求的前提下，尽可能采购当地材料，以降低工程成本。

水泥：采用华新牌425号普通硅酸盐水泥。

砂：为保证喷射混凝土的强度，选用硬质洁净的草甸码头砂（中砂），细度模数2.6。

碎石：为防止喷射混凝土时堵管和减少回弹，选用粒径5～9.5mm 的碎石，要求连续粒级，保证级配均匀并坚硬耐久。

水：丹江口市马蹄山村自然井水
外加剂：施工中选用外加剂厂生产的山西铁力高效减水剂和液体速凝剂。

速凝剂能促使喷射混凝土迅速凝结硬化；高效减水剂可以有效地减少了混凝土的塌落度损失，改善混凝土的工作度，提高流动性，减少了喷射过程中堵管的可能性，因此外加剂对混凝土拌合物的性能起关键作用。

1.2配合比确定
湿式喷射混凝土设计等级为c25。

在进行配合比设计时，根据湿
喷混凝土工艺和质量要求，综合考虑混凝土的可泵性及在受喷面上的附着性。

实验人员首先在试验室进行配合比筛选，然后进行实地喷射试验。

经过多次试验比较筛选，最终确定最佳的配合比如下：水泥：砂：碎石：水=1.00:1.76:1.76:0.40。

外加剂掺量分别为：速凝剂4%，高效减水剂1%，每立方米水泥用量490kg。

施工中根据砂、碎石的含水率及时调整施工配合比。

4 、施工机械设备
2.1搅拌站
选用pld750l与pld1000l各1台强制式搅拌机为主机，电子自动计量，应用工控微机实行半自动化控制，生产率60m3/h。

2.2混凝土运输罐
混凝土运输罐容积为6m3，罐体在柴油内燃机带动下可以正转或反转，混凝土在运输过程中正转可以延缓混凝土的凝结时间，罐体反转则向混凝土泵料斗中卸料。

2.3混凝土喷射设备
混凝土喷射设备为成都tk500湿喷射机，湿喷机自配流量泵和仪表以控制液体速凝剂的用量，湿喷机出料能力为6m3/h。

混凝土喷射手在自制简易台架上进行喷射作业，混凝土通过湿喷机输送到喷嘴，再添加速凝剂和高压风把混凝土喷射到岩面上，完成喷射作业。

5、湿喷混凝土施工工艺
湿喷混凝土施工工艺框图
1.1混凝土喷射工艺
在喷射混凝土之前，用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净。

冲洗时从隧道拱顶开始，按从上到下的顺序清洗至侧壁底部。

试验表明，洁净湿润的岩面与混凝土粘结比较紧密。

喷射混凝土时从隧道最底处开始由下往上喷射，以避免回弹料污染已冲洗干净的岩面，影响喷射混凝土的质量。

喷射操作手的喷嘴到岩面的距离控制在0.8～1.2m，混凝土喷射质量取决于骨料的质量、级配、含水率、风压、速凝剂掺量及喷射手的熟练程度。

喷射手应注意观察风、速凝剂、混凝土成股状流体喷出的关系。

喷射混凝土时应严格控制风压，风压太小，无法满足喷射混凝土粘结密实要求；风压太大，喷射混凝土一触及岩面（或上一喷层）就会被后续的强大冲击力吹走，二者都会直接造成回弹的增加。

速凝剂掺量大时，混凝土瞬间凝结，后喷的混凝土无法渗透镶嵌到前一层混凝土中，就会被回弹，喷射时的粉尘也比平时大；速凝剂掺量小时，起不到加快混凝土凝结的作用。

速凝剂在喷射侧壁时比拱顶掺量应略少一些。

喷嘴尽量垂直岩面成90°角，以确保混凝土的密实效果，喷射时喷嘴与岩面的角度偏离直角愈多，喷混凝土材料回弹就相应的越多。

喷射混凝土时应根据围岩类别及水文地质情况，确定适宜的初喷层厚度，初喷层厚度过薄，粗骨料不易粘结牢固，会增加回弹量。

初喷层过厚，混凝土自身重量超过其内部凝聚力或超过混凝土与岩面的粘结力，就会造成初喷层过多的掉落或形成空壳。

1.2特殊情况下的混凝土喷射工艺
当无钢拱架支护，仅挂钢筋网的地段，喷射后混凝土层面有时呈波浪形，喷头垂直于岩面喷射则可使混凝土均匀分布，避免起伏。

设钢拱架的地段，因岩石破碎，混凝土喷射工作显得尤为重要。

喷射混凝土必须从填充拱架和岩面之间的空隙、岩面裂隙开始。

喷头沿拱架从拱脚向拱顶移动喷射。

钢拱架与围岩之间的空隙必须用喷射混凝土填充密实，对于钢拱架的两侧，必须进行一次或多次补喷，并将钢拱架用混凝土包裹严实，使其与喷射混凝土构成整体受力体系。

在有水地段，喷射混凝土与岩面的粘结力较差，混凝土垮落严重。

喷射前应先设法排除岩石表面的渗漏水，然后进行混凝土喷射作业。

6、湿喷混凝土施工要点：
1.1、拌料时严格按设计配合比拌和，配合比及拌和的均匀性每班检查不少于两次；
1.2、喷射混凝土前，认真检查隧道断面尺寸，对欠挖部分及所有开裂、破碎的岩石进行清理，清除浮石和虚碴，并用高压水或高压风冲洗岩面，达到清洁干净；
1.3、施喷时分段、分片由下而上进行。

台阶法开挖拱部喷砼，先拱脚、后拱顶，如岩面凹凸不平时，先喷凹处找平。

喷嘴缓慢呈螺旋形均匀移动，螺旋直径20～30cm，一圈压半圈，行与行之间搭接2～3cm，同时掌握风压、水压及喷射距离，减少混凝土的回弹量。

1.4、喷射混凝土分次进行，初喷厚度3～5cm，复喷每次5～6cm，
直至设计厚度，两次喷射时间间隔10～15min。

1.5、喷射混凝土终凝2小时后，进行喷水养护，养护时间不少于7天；
1.6、开挖时，下次爆破距喷射混凝土完成时间的间隔不少于4
小时；
1.7、涌水地段先用塑料管将水引出，并根据实际情况调整混凝土配合比，增加水泥用量，再喷射混凝土。

7 、施工中应着重注意的事项
（1）混凝土的拌和质量直接影响喷射效果，施工中应加强原材料检测及混凝土拌和质量的控制。

（2）喷射前必须用水泥浆润滑混凝土湿喷机和送料管，喷射结束后用水冲洗干净管路内残留的混凝土。

（3）喷射手应注意积累不同地质条件下湿喷混凝土施工经验，不断提高操作熟练程度和技术水平。

（4）工班长在喷射混凝土时要加强观察拱腰至拱顶受喷岩面情况，防止混凝土和岩面的石块在高压喷射混凝土的冲击下垮落伤人。

8 湿喷技术需要解决的问题
（1）积极混凝土湿喷设备的维修与保养，保持良好的机械设备。

（2）混凝土堵管后处理费时较多，应继续优化混凝土配合比，避免或减少混凝土堵管现象的发生。

（3）有水地段湿喷混凝土效果差，应继续改进完善湿喷混凝土
施工工艺，使其能够适应不同地质地段施工。

8 、结束语
湿喷混凝土技术在湖北十房高速公路通省隧道的应用，较好地解决了干喷混凝土存在的不足，虽然湿喷混凝土有粉尘少、回弹低、生产率高、混凝土质量稳定可靠，并且在保护施工人员的身体健康、提高经济效益、保证工程质量等方面都有明显的优势，但也存在一些的问题，比如料管堵管、有水地段湿喷效果差等问题。

隧道湿喷作为一种新的施工工艺，随着湿喷机具设备逐步更新完善，湿喷技术经验的不断提高，湿喷技术的应用将越来越广泛。