【摘 要】噴射混凝土常用于灌注隧道內(nèi)襯，是隧道新奧法施工技術(shù)的核心內(nèi)容之一。本文在介紹了噴射混凝土技術(shù)特點(diǎn)的同時(shí)，著重分析了隧道噴射混凝土施工常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題和質(zhì)量控制措施，供噴射混凝土施工參考借鑒。

　　【關(guān)鍵詞】隧道工程；噴射混凝土；質(zhì)量控制

　　0.引言
　　噴射混凝土是借助壓力噴槍將摻有速凝劑的粗細(xì)骨料混凝土以適當(dāng)壓力高速噴射隧道巖壁表面凝結(jié)而成的混凝土�；炷令w粒在高速噴射猛烈地沖擊下，被不斷地?fù)v固和壓實(shí)，形成密實(shí)、力學(xué)性能良好的結(jié)構(gòu)。噴射混凝土作為隧道建筑的關(guān)鍵工序之一，其施工質(zhì)量直接影響著隧道結(jié)構(gòu)受力性能、耐久性、安全性，對(duì)確保圍巖的穩(wěn)定起著至關(guān)重要作用。
　　1.隧道噴射混凝土技術(shù)特點(diǎn)
　　噴射混凝土在隧道工程中應(yīng)用廣泛，其凝結(jié)形成的結(jié)構(gòu)層對(duì)圍巖起到支護(hù)作用。以往的隧道實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，隧道噴射混凝土施工技術(shù)具有以下特點(diǎn)：
　�。�1）充填裂隙加固圍巖。噴射混凝土在噴筑過(guò)程中受到重復(fù)的壓力沖擊，充分地填充了圍巖裂隙和表面不平，加之其在速凝劑的作用下，強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速、早期強(qiáng)度高，能有效地與圍巖共同形成承載結(jié)構(gòu)體系，提高了圍巖的抗?jié)B性能和承載能力。
　　（2）封閉圍巖防止風(fēng)化。噴射混凝土完整地覆蓋在圍巖壁面，使圍巖壁面與水和空氣完全隔絕，極大地減少風(fēng)化破壞。
　　（3）降低隧道工程造價(jià)。噴射混凝土施工將輸送、澆注、搗固幾道工序合而為一，無(wú)需模板和拱架，節(jié)省大量鋼木材料，降低造價(jià)。
　　（4）提高施工效率。噴射混凝土施工工藝簡(jiǎn)單，操作便捷，對(duì)勞動(dòng)力需求小，勞動(dòng)強(qiáng)度小，機(jī)械化程度高，施工效率高。
　　（5）為圍巖變形提供空間。噴射混凝土施工初期，為柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，與圍巖共同變形，而不是完全抑制圍巖變形。
　　2.隧道噴射混凝土施工常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題
　　隧道噴射混凝土出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題主要有裂損、空洞、滲漏水、混凝土強(qiáng)度劣化、剝落、離層等。造成這些質(zhì)量問(wèn)題的原因主要有以下幾個(gè)方面：
　�。�1）混凝土材料不符合要求。噴射混凝土選用水泥不當(dāng)，會(huì)使其凝結(jié)速度過(guò)快影響混凝土噴筑或凝結(jié)速度過(guò)慢造成回彈量增大，也會(huì)影響噴射混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)。集料中的有害雜質(zhì)將影響骨料的粘結(jié)和噴射混凝土的強(qiáng)度。
　�。�2）混凝土配合比不合適。含砂量提高，水泥用量大，混凝土容易收縮開裂，降低強(qiáng)度。石子用量過(guò)多，空隙不易被砂填滿，則混凝土不夠密實(shí)，強(qiáng)度雖高但易產(chǎn)生離析且回彈量大。
　　（3）混凝土與圍巖粘結(jié)不良。受噴面粉塵、雜物未清除干凈，使混凝土與圍巖無(wú)法直接粘結(jié)，促使噴射混凝土從圍巖壁上剝落。
　　（4）松動(dòng)危石未清除。松動(dòng)石塊背后存有較大空隙，而松動(dòng)的石塊阻擋混凝土進(jìn)入空隙，造成噴射混凝土背后空洞，進(jìn)而造成裂損。
　�。�5）養(yǎng)生不及時(shí)或時(shí)間不足。養(yǎng)護(hù)工作不當(dāng)、不及或時(shí)間不足，混凝土水分散失過(guò)于迅速，將使混凝土急劇收縮產(chǎn)生裂紋。直接影響噴射混凝土襯砌的強(qiáng)度和耐久性，甚至危威脅整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的安全。
　�。�6）受開挖作業(yè)沖擊和震動(dòng)的影響。開挖爆破過(guò)早，噴射混凝土強(qiáng)度未達(dá)到要求，與圍巖粘結(jié)力不足以抵抗開挖作業(yè)帶來(lái)沖擊和震動(dòng)的影響，造成混凝土塌落。
　�。�7）混凝土厚度不符要求。噴射混凝土厚度與裂縫形態(tài)密切相關(guān)。噴層越薄，裂縫越多；噴層越厚，柔性越低，剛裂縫越少，但裂縫寬度越大。
　　3.隧道噴射混凝土施工的質(zhì)量控制措施
　　3.1噴射混凝土原材料質(zhì)量控制
　　原材料的質(zhì)量直接影響噴射混凝土的工程質(zhì)量。為確保射混凝土施工的質(zhì)量，第一步就是保證原材料的質(zhì)量與正確使用。
　�。�1）水泥。我國(guó)隧道工程采用的噴射混凝土一般優(yōu)先采用325號(hào)以上普通硅酸鹽水泥，其次是礦渣硅酸鹽水泥和火山灰水泥。在有專門使用要求下采用特種水泥，其性能應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家水泥標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于過(guò)期或受潮水泥以及礬土水泥不可使用。
　　（2）細(xì)骨料。噴射混凝土用砂要求與普通混凝土一致。宜采用堅(jiān)硬、耐久的中粗砂，其細(xì)度模數(shù)一般須大于2.5，其中粒徑小于0.075mm的顆粒不應(yīng)超20%。砂的含泥量不可大于5%，含水量應(yīng)控制在其質(zhì)量的5%～7%之間。
　�。�3）粗骨料。噴射混凝土一般采用堅(jiān)硬、耐久的卵石或碎石，含泥量應(yīng)小于10%。石子的最大粒徑，一般不宜大于管內(nèi)徑的1/3。由于卵石表面光滑，便于管內(nèi)輸送，因此在條件可行時(shí)可優(yōu)先考慮。為降低回彈量，粒徑大于15mm的石子顆粒宜控制在20%以內(nèi)。但對(duì)于噴射鋼纖維混凝土，石子粒徑應(yīng)小于10mm。當(dāng)使用堿性速凝劑時(shí)。為防止堿骨料反應(yīng)，粗骨料不得含有活性二氧化硅。
　�。�4）速凝劑。不同的速凝劑對(duì)不同水泥品種效果不同，使用前須進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。速凝劑的用量也應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，一般為水泥質(zhì)量的2%～4%。噴射混凝土在加入速凝劑后雖可顯著提高早期強(qiáng)度，但后期強(qiáng)度卻相應(yīng)減低，且混凝土收縮加大。所以，在滿足施工要求情況下應(yīng)嚴(yán)格控制速凝劑摻量，并注意拌合。
　�。�5）拌合水。噴射混凝土用水要求與普通混凝土相同，水中不得含有影響混凝土質(zhì)量和性能的雜質(zhì)。不得使用污水、PH值小于4的酸性水、含硫酸鹽量（以SO4計(jì)）超過(guò)水總量1%的水。
　　3.2噴射混凝土施工工藝質(zhì)量控制
　　混凝土施工工藝在土木工程中越來(lái)越被重視，它對(duì)噴射混凝土的質(zhì)量影響也不可小覷。其質(zhì)量控制主要有以下幾個(gè)方面：
　　（1）施工準(zhǔn)備。核實(shí)原材料的質(zhì)量和儲(chǔ)備量是否符合要求；施工機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，就位是否恰當(dāng)；風(fēng)、水、電供應(yīng)狀態(tài)是否良好。檢查隧道輪廓面，及時(shí)處理超、欠挖和滴、漏水部位；清理松動(dòng)巖塊和墻角棄碴；對(duì)巖面巖面進(jìn)行沖洗；作噴射混凝土厚度標(biāo)志；做好回彈物的回收和利用安排。
　　（2）風(fēng)壓。初步選擇分壓，按公式：工作風(fēng)壓=1+0.013×輸料管長(zhǎng)度（m）確定。向上垂直輸送時(shí)風(fēng)壓教水平輸送每增高10m加大20～30kPa。一般要求風(fēng)源處風(fēng)壓穩(wěn)定在0.4～0.65MPa，噴嘴處風(fēng)壓穩(wěn)定在0.1～0.25MPa內(nèi)。
　�。�3）水壓。輸料管處的風(fēng)壓要低于噴嘴處水壓0.1～0.15MPa，并且噴水作業(yè)區(qū)的水壓應(yīng)大于0.4MPa。這樣可保證高壓水在高速射出形成水霧，是干拌合料充分濕潤(rùn)水化。
　�。�4）噴射角度和距離。噴嘴和受噴巖面的角度一般垂直或微向剛噴射過(guò)的混凝土部位傾斜（不大于10°），噴射拱部時(shí)應(yīng)沿徑向進(jìn)行。風(fēng)壓適宜時(shí)，噴嘴與受噴巖面之間距離控制在0.8～1.2為宜。
　�。�5）噴射順序。為減少噴射混凝土因重力作用引起的滑動(dòng)或塌落，噴射應(yīng)按照分段、分部、分塊、由下向上，先邊墻后拱墻、拱腰，最后拱頂?shù)脑瓌t進(jìn)行。
　�。�6）一次噴射厚度。分層噴筑時(shí)，一次噴射厚度應(yīng)根據(jù)噴射效率，粘聚力，回彈量的因素確定。一般摻有速凝劑混凝土一次噴射厚度邊墻為7～10mm，拱部為5～6mm，不摻速凝劑混凝土邊墻為5～7mm，，拱部為3～4mm。
　　（7）各層噴射間隔時(shí)間。各層噴射間隔時(shí)間與水泥、溫度、摻合料、速凝劑等因素有關(guān)。采用紅星一型速凝劑可在5～10min后進(jìn)行下一次噴筑，采用碳酸鈉速凝劑要在30min后才可進(jìn)行下一次噴筑。
　　（8）養(yǎng)護(hù)。噴射混凝土終凝后2h起即應(yīng)開始灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)以能保持混凝土足夠濕潤(rùn)狀態(tài)為定，養(yǎng)護(hù)期不可少于14晝夜。
　　4.總結(jié)
　　噴射混凝土作業(yè)逐漸成為隧道工程不可或缺的工序之一，其質(zhì)量直接影響著整個(gè)隧道的工程質(zhì)量。所以對(duì)噴射混凝土施工，必須采取有效的質(zhì)量控制措施，以保證隧道工程結(jié)構(gòu)良好的工作性能，安全性和耐久性，使噴射混凝土在隧道工程中發(fā)揮越來(lái)越重要作用。