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隧道工程初支湿喷混凝土回弹率控制施工技术研究周学志

发表时间：2020/4/30 来源：《基层建设》2019年第33期作者：周学志

[导读] 摘要：隧道工程是我国建筑工程的重要类别之一，影响着我国交通事业的发展。

        中铁二十三局集团第一工程有限公司 276800
        摘要：隧道工程是我国建筑工程的重要类别之一，影响着我国交通事业的发展。初支湿喷混凝土施工工艺因具有造价成本低、施工简便、造成的环境污染较小等众多优势，在隧道工程施工中得到广泛应用。但是在施工过程中，湿喷混凝土会出现回弹现象，对隧道工程施工产生不良影响。本文将围绕隧道工程初支湿喷混凝土回弹率控制施工技术进行研究。
        关键词：隧道工程施工；初支湿喷混凝土；回弹率控制
        引言：湿喷是指按一定比例将水泥、石料、沙、细骨料及其他外加剂配合搅拌后，利用泵或空气压缩机将混凝土料传送到喷嘴处，使混凝土与液体速凝剂混合，再借助高压风进行喷射的一种施工技艺。湿喷混凝土再隧道工程施工中具有很大优势，但也因其回弹现象，会增加隧道工程施工成本，如何让有效控制湿喷混凝土回弹现象成为了工程施工的主要问题。下面，笔者将针对隧道工程初支湿喷混凝土回弹率控制施工技术进行研究。
        一、隧道工程初支湿喷混凝土回弹率影响因素
        （一）受喷射方法及喷射顺序影响较大
        隧道工程施工中需要利用封闭钢架对隧道建筑进行承重，在固定支护材料的过程中，通常采用湿喷混凝土，能够取得较为及时的支护，具有较高的密实性。但是，在隧道工程湿喷混凝土施工过程中，受喷射方法及喷射速度的影响，导致其回弹率较高。传统的湿喷混凝土喷射时，一般按照按照自上而下的顺序，先喷射填满后拱开施工的喷射方法，采用分层喷射的方法的隧道工程施工较少。自上而下的喷射方法，保证了隧道工程施工的有序性，混凝土稳固性能够得到较好保证，而采用分段或分层的喷射顺序，在喷射上层混凝土时，混凝土与隧道上层岩石粘连，可能因为承受不住自身重力而产生剥落，需要进行二次返工，增加了混凝土材料耗费，提高了隧道工程施工成本。而一次性湿喷混凝土，能够减少不必要的材料浪费，有效控制隧道工程施工成本。
        （二）速凝剂掺量影响
        隧道工程湿喷混凝土施工中，为保证工程质量与混凝土成型质量，常常需要添加速凝剂，利用其对混凝土的凝结时间进行有效控制，缩短混凝土凝结时间，加快推动隧道工程施工进度。速凝剂作为混凝土主要混合添加剂之一，其掺量多少，对湿喷混凝土的回弹率亦产生巨大影响。在混凝土混合掺入较少量的速凝剂时，由于附着在湿喷机器上的混凝土凝结速度较慢，内部凝聚力较薄弱，在强劲的喷力作用下，前期湿喷残留的混凝土内部形成凝结核，在再次喷射到隧道工程工作面的过程中，形成硬质量回弹，从而导致回弹率大大提高。
        （三）受喷射角度与喷射距离影响
        隧道施工湿喷混凝土回弹现象，本质上是颗粒之间的碰撞问题，受外部影响因素较大，喷射角度的设定与喷射距离的控制，都对湿喷混凝土回弹率产生一定影响。当湿喷喷射角度设置较小时，隧道工程施工面积较大，喷射力量被分散，混凝土的附着力减少，密实度差，使用不久就会出现开裂、脱落风险。而喷射距离设置过远或过短，都会增加湿喷混凝土回弹率，喷射距离较小时，湿喷喷射出的混凝土受喷力作用还未完全散失，其末速度较大，喷射到隧道施工工作面时，会带来较大的喷射能量，扩大了湿喷混凝土喷射面积。喷射距离设置较大时，喷射到隧道工程施工工作面时，其末速度较小，可能出现湿喷混凝土无法附着到工作面的情况，或因冲力不足，混凝土压实不良，附着强度低，在重力作用下脱落，需要二次施工，增加了隧道工程施工各项成本耗费。

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        二、如何有效控制隧道工程湿喷混凝土回弹率
        （一）合理调整混凝土配比
        混凝土配合是开展湿喷混凝土施工的重要前提，混凝土配合比不合理，将会造成混凝土的粘合性不足，其塌落度、凝结速度等不能够达到规范要求及隧道工程施工需求，回弹率得不到有效控制。为解决这一问题，减少湿喷混凝土回弹现象，隧道工程施工部门必须合理调整混凝土配比。
        例如，隧道工程混凝土调配混合人员可在混凝土中加入河砂或米石，挑选混凝土用河砂时，尽量选用中粗砂，按照3：1的比例加入河砂，能够有效提高混凝土的粘聚性，控制好混凝土与河砂的配比，能够有效降低湿喷混凝土回弹量。也可以在混凝土中加入一定比例的米石，米石在机制卵碎石的操作过程中被反复重新冲洗，将其加入混凝土，混合搅拌后，碎米石与砂浆的粘合更为紧密，混凝土的粘合性得到大幅度提高，减少了因混凝土附着力薄弱，湿喷喷射到工作面后承受不住重力作用而掉落回弹的现象，有效控制了回弹率，除此之外，调配混凝土的过程中，还可以适当加入添加剂，由于隧道工程施工中，对于混凝土的需求量较大，水泥用量大，搅拌所需用水量也较大，而混凝土中含水量多，黏着性下降，对于提升混凝土强度产生不利影响，针对这一情况，隧道混凝土施工部门可加入减水剂，较少混凝土中的水分含量，提高混凝土强度，减少湿喷过程中对其产生的冲力作用，避免回弹现象发生。
        （二）保证隧道工程岩面环境的整洁性
        隧道工程岩面是湿喷混凝土施工的基础，湿喷混凝土工作面不整洁，存在碎石、土块剥落等杂物，对混凝土黏着率及围岩面粘聚力产生不良影响，不利于回弹率降低。为解决这一问题，在隧道工程湿喷混凝土施工前，需要对岩面环境进行清理。
        例如，隧道工程施工单位可利用监测设备，对隧道岩面情况进行核查，一旦发现岩面未清理、存在小碎石或小土块等可能影响湿喷混凝土的情况，必须组织施工人员，做好保护措施，深入隧道中，对岩面进行二次清理，并做好清理工作记录，保证记录的可追溯性，一旦发生因岩面不洁造成湿喷混凝土回弹率提高的情况，必须追查到个人并着重惩罚。同时，根据隧道工程施工要求，对围岩表面出现渗水或滴水等情况时，应采用细骨料混合速凝剂，控制渗水现象，避免渗水部位出现混凝土剥落造成回弹。保证隧道工程岩面环境的整洁性，为降低湿喷混凝土回弹率打下良好扎实的施工基础。
        （三）选用合适的机具设备
        合理利用机具设备，能够使湿喷混凝土施工达到事半功倍的效果，加快推动隧道工程施工进度，由此看来，隧道工程施工单位要加强机具设备选用工作。
        例如，隧道工程湿喷混凝土施工中，应配备完善的工作台架、混凝土搅拌器、混凝土喷射机及空气压缩机。工作架台的设置应根据隧道净空及具体施工参数设置，而空气压缩机应要求其供风能力达到0.5Mpa及以上，供风能力不低于0.9m/min。选用合适的机具设备，才能够有效减少隧道工程湿喷混凝土回弹率。
        总结
        湿喷混凝土作为隧道工程施工主要工艺之一，具有其独特优势，为有效控制湿喷混凝土回弹率，施工单位应着重加强混凝土调配工作，设置合理的喷射角度、距离与厚度，切实减少隧道工程湿喷混凝土回弹现象，降低回弹率。
        参考文献
        [1]米小强.湿喷混凝土在公路隧道初期支护中的施工技术与质量分析[J].建材与装饰,2018(18):253-254.
        [2]胡亚飞,韩斌,姚松,etal.配合比对湿喷混凝土工作特性影响的实验研究[J].矿业研究与开发,2019(2):77-81.
        [3]张旭.大中山隧道湿喷混凝土施工技术研究[J].四川建材,2019(6).