湿式喷射混凝土技术在隧道施工中的应用

湿式喷射混凝土技术在隧道施工中的应用摘要本文介绍了湿式喷射混凝土技术在隧道施工中的应用，重点介绍了湿式喷射混凝土的材料选择、配比设计、配套防排水措施及现场试验中数据的采集与问题分析。

关键词湿式喷射混凝土隧道施工实际应用

一. 前言

重庆至遂宁高速公路大学城隧道全长3875米,该隧道为单向双洞汽车专用隧道。两洞轴线相距50米,隧道主要穿越Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩，其中主要以Ⅲ类围岩为主,约占全遂长度的45%，围岩风化较为严重，属于富水隧道。根据详勘报告显示，本隧道有1.8Km穿越高压富水带，其承压水静水压为1~1.5Mpa。原设计采用喷锚支护作为永久支护结构。然而由于担心喷射混凝土（干式、潮式）的质量稳定性差、变异系数大及众所周知的喷混凝土开裂、起皮等现象，使得传统的干潮喷法不能满足区间永久支护结构的需要。而国外进口湿喷机代价大，成本高成为喷锚支护结构施工的一大障碍。随着国内小型湿喷机的研制成功和湿喷技术在国内的推广应用，喷射混凝土质量稳定性大大提高、变异系数相应减少，同时也克服了喷混凝土易开裂、起皮的现象，同时也使湿喷混凝土造价大大降低。签于此，我们在开展隧道施工的同时，于2003年12月至2005年8月期间，圆满完成了3875米长的现场湿喷施工，同时进行了相关的技术研究，取得了良好的使用效果和研究效果。

二.机具设备

1、工作台架

结构合理的工作台架不仅为喷射作业提供便利的工作空间，且由于易于掌握喷射距离而能够大大地提高喷射混凝土质量。因此根据断面大小现场加工制作了可移动简易工作台架。台架长度设计为5m（一个喷射作业循环长度），方便前后移动台架，可节省拆卸台架占用的大量作业时间。

2、上料平台

上料平台高度在0.5m以上比较合适。

3、混凝土喷射机

选用的机型为DSP-Ⅱ型湿喷混凝土机

4、混合料搅拌机（常规强制式混凝土搅拌机，配有计量设备磅秤、台秤等）

5、空气压缩机（供风能力为：0.5MPa以上，供风量大于9m3/min）

6、坍落度筒、100mm×100mm抗压标准模具、抗渗模具、喷射大板底模及其它辅助工具

三、材料选择与配比的确定

1、材料选择

（1）水泥：腾辉牌普通硅酸盐水泥，标号32.5级。

（2）砂：中粗砂。河砂，细度模数大于2.51，含泥量小于1.8%，视比重2.65，密度1.52g/cm3，级配见表1。

（3）粗骨料：花岗岩碎石，5

16mm连续级配，其级配如表2所示。

~

现场用砂筛分结果表1

粗骨料级配表表2

（4）外加剂

①速凝剂：湿喷作业要求使用液体速凝剂，根据国内市场及应用情况，经过多方比较，初选了FSA型和YBS型两种液体速凝剂作为主选材料。按照国家现行规范标准，对于喷射混凝土进行了速凝剂的净浆适应性试验，其要求是初凝不超过5min，终凝不超过10min。2003年12月我们用现场水泥（腾汇牌32.5级）分别对FSA型和YBS型液体速凝剂进行了凝结时间净浆适应性试验，通过试验确定了FSA型液体速凝剂做为最终现场用料。

②防水剂：分别采用U型补偿收缩膨胀剂（内掺法：12%）和YB型高效防水剂（外掺法：8%）进行现场对比试验。

③减水剂：选用FDN-SPR高效减水剂，掺量在1%之间，其减水率可达25%以上，以调整喷射混凝土拌合物的坍落度值，更好地满足湿喷需要。

2、配合比的确定

按照湿喷机的技术要求，以1：2：2：0.5（水泥：砂：石：水）为基准配合比，分别对U型膨胀剂和YB型防水剂进行配比试验，采用FDN-SPR高效减水剂调节其坍落度，使其达到10~ 18m坍落度和不泌水、粘聚性好为目标。通过试验，U型膨胀剂掺入12%（内掺法，另掺入0.8%的减水剂），TJ-II型防水剂掺入4%均可达到湿喷技术要求，并具有较好的和易性与粘聚性。采用10×10×10标准模具做抗压试验，对其强度做初步分析可以发现525号水泥、EA-C型膨胀剂和TJ-II, 型防水剂均可满足C20强度标准，并决定作为现场试验用材。确定的配合比为：

配比一：水泥：砂：石：水：TJ-II型防水剂1:2:2:0.5:0.04

配比二：水泥：砂：石：水：EA-T型膨胀剂0.88:2:2:0.5:0.12；掺TJ-G高效减水剂0.8%

四现场试验

1、地质概况

根据地质详勘报告：当隧道掘进至雷口坡组、嘉陵江组及飞仙关组灰岩地层中的裂隙密集地段、岩溶发育地段可能发生大股涌水并夹带大量泥砂现象，水压可达1～1.5MPa。其中，对雷口坡组与须家河组、雷口坡组与嘉陵江组、嘉陵江组与飞仙关组、飞仙关组三段与飞仙关组二、四段接触界面以及断层破碎带等各岩组地层界面附近突水的危险。

而中梁山背斜呈典型的平顶陡翼背斜构造，除中部900米产状稍平缓外，两翼岩层陡峻；就国内目前的勘探技术，要彻底摸清所有含水层段落的水压、溶洞的发育情况、相互水力联系以及其中地下水的补给、径流排泄状况弄清楚几乎是不可能的。根据地质详勘报告：当隧道掘进至雷口坡组、嘉陵江组及飞仙关组灰岩地层中的裂隙密集地段、岩溶发育地段可能发生大股涌水并夹带大量泥砂现象，水压可达1～1.5MPa。其中，对雷口坡组与须家河组、雷口坡组与嘉陵江组、嘉陵江组与飞仙关组、飞仙关组三段与飞仙关组二、四段接触界面以及断层破碎带等各岩组地层界面附近突水的危险。

据勘察资料，须家河组煤系地层具有强结晶类腐蚀和强分解类腐蚀，雷口坡组和嘉陵江组二、四段具弱~中等结晶类腐蚀和弱~中等分解类腐蚀，对地下水具腐蚀性地段应采取相应的抗腐蚀水泥及提高水泥标号。根据隧道混凝土抗腐蚀性要求，对于隧道洞身有地下水腐蚀段情况提以下处理措施：

A、施工中逐段对隧道地下水进行取样分析，确认相应里程段落地下水腐蚀性及其类型，以便及时采取工程整治措施。

B、提高结构的抗渗抗裂能力，砼抗渗标号不低于S10，