李 敏

（福州鐵建工程質(zhì)量檢測有限公司，福建 福州 350000）

隨著隧道施工越來越多，施工質(zhì)量越來越重視。在隧道施工中，初期支護需在圍巖表面噴射混凝土，起到支撐、填平、補強，以提高圍巖的穩(wěn)定性。噴射混凝土施工受到多種因素的影響，原材料波動性，對于關(guān)鍵程序的嚴謹性不夠，操作人員噴射作業(yè)比較隨意，從而出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。無堿速凝劑近年來因其良好的性能，對環(huán)境污染性較小，對混凝土性能影響較小，在工程施工中得到廣泛運用。因此本文主要對采用無堿速凝劑作業(yè)的噴射混凝土施工影響因素進行分析。

1 用水量增加對噴射混凝土的影響

試驗方案：選取一段需要支護的邊坡，混凝土采用拌合站預(yù)拌，保持速凝劑摻量不變，增加混凝土用水量，測試噴射混凝土回彈率和1d、28d抗壓強度。結(jié)果如圖1、圖2所示。

圖1 用水量增加對回彈率的影響

圖2 用水量增加對強度的影響

分析圖1、圖2可知，隨著用水量的增加，噴射混凝土的回彈率增大，1d、28d抗壓強度降低。因此控制混凝土用水量，避免增加混凝土用水，有利于控制噴射混凝土質(zhì)量。生產(chǎn)環(huán)節(jié)保證粗細骨料含水率的準(zhǔn)確性，在運輸過程杜絕罐車加水，運輸至施工現(xiàn)場后，加強現(xiàn)場作業(yè)人員管理，禁止隨意加水，都能保證混凝土用水量。

1.1 機制砂含水率對用水量的影響

混凝土采用拌合站集中預(yù)拌，用水量的控制往往是最容易出問題的，而含水率準(zhǔn)確度，最難控制的就是機制砂。以C25噴射混凝土為例，配合比如表1所示。

表1 C25噴射混凝土配合比

對以上C25噴射混凝土，機制砂含水率每增加1%，每方混凝土增加8.88kg水。機制砂石粉含量高，吸水率較高，但保水性較差，機制砂生產(chǎn)過程中需要大量的水進行清洗，晾曬存放時間不足，導(dǎo)致進場含水率過大，水在重力作用向下滲透，從而造成不同斷面機制砂含水率變化較大。對不同機制砂含水率，隨著存放時間不同，不同高度（倉底20cm高度以內(nèi)的除外）的機制砂取樣檢測含水率，結(jié)果如表2所示。

表2 不同含水率存放時間的變化

由表2可知，進場含水率小于7%的機制砂不同斷面變化范圍較小，取用平均值易于準(zhǔn)確控制含水率，從而控制混凝土用水量。因此在物資采購時，應(yīng)要求供應(yīng)商對機制砂出廠含水率進行控制，砂場堆放一段時間，待含水率降低至7%以下在運輸至拌合站。

1.2 加強管理，杜絕混凝土加水

預(yù)拌混凝土通過混凝土罐車運輸至施工現(xiàn)場，交付給作業(yè)人員澆筑混凝土?；炷涟韬衔镄阅苁芏喾N因素影響，導(dǎo)致混凝土坍落度損失，罐車司機為了能夠順利放料出來，會根據(jù)罐體內(nèi)混凝土情況加水，整個運輸過程無項目部管理人員監(jiān)管。罐車清洗采用大量水沖刷，罐體內(nèi)的水沒有排凈，就會帶入大量水進入混凝土，因此需要加強對罐車司機的管理，制定措施防止罐車加水。

施工作業(yè)人員為了操作方便，經(jīng)常會往混凝土內(nèi)加水。一是夏季高溫施工，混凝土坍落度損失。二是罐車等待時間過長，造成混凝土坍落度損失。三是運輸距離較遠，運輸時間過長，造成混凝土坍落度損失。因此加強對施工作業(yè)人員管理，合理編制施工方案適應(yīng)不同季節(jié)施工要求，合理安排混凝土生產(chǎn)調(diào)配杜絕混凝土等待，合理設(shè)置拌合站位置縮短運輸距離，都能有效防止混凝土加水行為。

2 不同環(huán)境溫度下混凝土的凝結(jié)時間

南方氣候多變，冬冷夏熱，因此需要針對不同環(huán)境采取有效措施，保證施工質(zhì)量。夏季施工時，噴射混凝土回彈率相對較大，掉落的混凝土大多呈細粒狀。在冬季施工過程時，混凝土掉大塊的現(xiàn)象較多，噴上能掛住，但在之后幾小時內(nèi)會有大塊狀混凝土掉落。影響混凝土表面平整度，延長施工作業(yè)時間，造成混凝土浪費。通過模擬不同氣候下環(huán)境溫度，采用工程使用材料對速凝劑凝結(jié)時間進行試驗分析。

試驗方案：將試驗用的水、水泥和速凝劑同時放置在0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃七個不同溫度下處理24h，使其溫度一致。對隧道內(nèi)環(huán)境溫度監(jiān)測，設(shè)置試驗室溫度25±2℃，試驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同環(huán)境溫度對速凝劑凝結(jié)時間影響

通過試驗分析，溫度對速凝劑工作性能影響效果明顯，隨著溫度升高，初終凝時間均縮短。降低環(huán)境溫度對凝結(jié)時間影響，能降低回彈率，改善混凝土施工質(zhì)量。一是改善速凝劑存放條件，將速凝劑存放于料庫中，安裝空調(diào)保證環(huán)境溫度保持在恒定水平。二是加強混凝土季節(jié)性生產(chǎn)調(diào)節(jié)，保證混凝土出機溫度，運輸過程加強混凝土罐車的罐體保溫措施。

3 機制砂材料波動引起混凝土拌合物和易性變化

天然砂資源緊缺，機制砂生產(chǎn)工藝逐步完善，在工程上的應(yīng)用逐步增加，且機制砂成本相比較河砂大幅降低。根據(jù)建設(shè)單位管理文件對機制砂使用要求，機制砂可以用于噴射混凝土施工。機制砂受生產(chǎn)工藝和巖石母材影響，成品質(zhì)量波動性較大，顆粒呈多棱狀，石粉含量波動較大。使用不同細度模數(shù)機制砂，保持理論配合比不變，對拌合物性能檢測結(jié)果如表3所示。

表3 不同細度模數(shù)拌合物和易性變化

理論配合比設(shè)計階段采用的細度模數(shù)2.8的機制砂。結(jié)果表明，與設(shè)計時砂細度模數(shù)相比，隨著機制砂細度模數(shù)的增加，流動性變差，保水性變差，粘聚性變差；隨著機制砂細度模數(shù)減小，流動性變差，保水性變好，粘聚性變好。

4 速凝劑對噴射混凝土影響

速凝劑摻量對混凝土凝結(jié)時間和強度的影響，通過設(shè)計試驗方案進行分析。

凝結(jié)試驗方案：用表1中C25配合比，不同速凝劑摻量下，將混凝土裝入GB/T 50080-2016中規(guī)定的砂漿試樣筒內(nèi)。分別測出混凝土單位面積灌入阻力達到3.5MPa和28MPa時所需的時間，結(jié)果如圖4所示。

圖4 混凝土單位面積灌入阻力達到3.5MPa和28MPa時間

試驗結(jié)果表明，隨著速凝劑摻量的增加，混凝土凝結(jié)所需時間縮短，但達到最優(yōu)摻量后，凝結(jié)時間最短，之后又會隨著摻量增加而增長。

無堿速凝劑存放不當(dāng)容易變質(zhì)，且速凝劑有效使用周期一般為3個月?，F(xiàn)場使用1t～2t的桶裝速凝劑，存在先進場后使用的現(xiàn)象，每批速凝劑未使用完就要安排新的速凝劑進場，存放在最里面的速凝劑，工人在裝卸速凝劑時，偷懶導(dǎo)致最里面的速凝劑未搬到外面使用，長期存放導(dǎo)致速凝劑過期失效，引發(fā)噴射混凝土掉塊。

5 噴射混凝土施工作業(yè)人員的影響

加強現(xiàn)場施工工人技術(shù)交底，嚴格執(zhí)行工藝性試驗確定的施工方法。在現(xiàn)場施工中，主要有以下幾個方面會出現(xiàn)影響噴射混凝土施工質(zhì)量的因素。

一是工人噴射完畢后，對混凝土表面進行整平處理，為了便于鏟除凸出部分混凝土，故意降低摻量，或者由于抽取速凝劑的泵功率不足，設(shè)置的摻量與速凝劑實際輸送量不符，導(dǎo)致速凝劑摻量減少，從而延長混凝土凝結(jié)時間。

二是操作手技能不足，不按照確定的施工工藝進行操作。噴射混凝土在施工作業(yè)時，熟練的操作手能夠憑借經(jīng)驗，掌握噴嘴與作業(yè)面的距離，對不同部位采用不同的噴射順序、噴射角度，一次性噴射厚度不宜過大，二次噴射時間間隔不宜超過20min，才能保證混凝土密實、強度高、回彈量小。而在實際工作中，往往由于現(xiàn)場復(fù)雜的因素，導(dǎo)致操作手作業(yè)時，未按照工藝方法操作，影響噴射混凝土施工質(zhì)量。

因此項目部需要加強操作工人考核管理，制定人員培訓(xùn)、考核制度，提高業(yè)務(wù)水平，保證噴射混凝土施工質(zhì)量。

6 結(jié)語

噴射混凝土施工質(zhì)量的影響因素較多，原材料變化，施工過程管理不到位，速凝劑存放條件差，作業(yè)人員技術(shù)參差不齊，都會影響到混凝土施工質(zhì)量。通過加強作業(yè)人員技能培訓(xùn)，提高施工管理規(guī)范化，加強物資管理，制定不同季節(jié)噴射混凝土施工方案，保證噴射混凝土施工質(zhì)量。