劉鵬飛

摘要：噴射混凝土超耗會(huì)對(duì)工程建設(shè)帶來巨大損失，噴射混凝土超耗量對(duì)工程效益起著舉足輕重的作用，控制好噴射混凝土超耗量是一項(xiàng)非常艱難的任務(wù)，也是隧道工程質(zhì)量通病治理關(guān)鍵點(diǎn)之一，影響噴射混凝土超耗量的因素有很多，合理控制超耗量是保證工程質(zhì)量的唯一選擇。在萬州北山隧道項(xiàng)目，采用CD法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，針對(duì)噴射混凝土損耗控制更為重要。建設(shè)初期，經(jīng)過不斷優(yōu)化方案，針對(duì)不同原材料進(jìn)行了上百次室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試噴，發(fā)現(xiàn)影響噴射混凝土超耗量的幾個(gè)主要原因，通過對(duì)噴射混凝土原材料、配合比、機(jī)械設(shè)備、人為因素等進(jìn)行控制，可以有效地降低噴射混凝土超耗量。

關(guān)鍵詞：噴射混凝土??山嶺隧道??損耗量??控制

中圖分類號(hào)：U455??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Control?of?the?Loss?of?Shotcrete?（Wet?Shotcreting?Technology）?in?Mountain?Tunnels

LIU??Pengfei

（The?First?Engineering?Company?of?CCCC?Fourth?Harbor?Engineering?Co.，?Ltd.?Guangzhou，?Guangdong?Province，510310?China）

Abstract：?The?;excessive?loss?of?shotcrete?will?bring?huge?losses?to?engineering?construction，?and?the?excessive?loss?of?shotcrete?plays?a?decisive?role?in?project?benefits.?It?is?a?very?difficult?task?to?control?the?excessive?loss?of?shotcrete，?and?it?is?also?one?of?the?key?points?for?the?treatment?of?common?quality?problems?of?tunnel?engineering.?There?are?many?factors?that?affect?the?excessive?loss?of?shotcrete，?and?reasonable?control?of?the?excessive?loss?is?the?only?option?to?ensure?project?quality.?In?the?Beishan?Tunnel?project?in?Wanzhou，?using?the?CD?method?and?double-side?drift?method?to?dig?is?more?important?to?control?the?loss?of?shotcrete.?At?the?early?stage?of?construction，?through?continuous?optimization?of?the?scheme，?hundreds?of?indoor?tests?and?on-site?shotcreting?tests?were?carried?out?for?different?raw?materials，?and?several?main?reasons?affecting?the?excessive?loss?of?shotcrete?were?found.?The?excessive?loss?of?shotcrete?can?be?effectively?reduced?by?controlling?raw?materials，?mix?ratio，?mechanical?equipment?and?human?factors?of?shotcrete.

Key?Words：?Shotcrete;?Mountain?tunnel;?Loss;?Control

噴射混凝土（濕噴工藝）在市政工程山嶺隧道施工中最常見的施工方法，各類隧道工程建設(shè)中都要對(duì)噴射混凝土損耗量采取有效方法進(jìn)行降低并進(jìn)行嚴(yán)格控制，以確保工程質(zhì)量或因損耗量過大對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效益造成巨大損失。在北山隧道施工過程中采用CD法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行開挖，在開挖方法中由于拱頂形成了倒三角形狀，增加了噴射混凝土施工難度及回彈量，從而本工程噴射混凝土損耗控制更為重要。噴射混凝土對(duì)于試驗(yàn)檢測(cè)人員都很熟悉，也是隧道施工中每日必備的常規(guī)工作，雖然施工中配合比、原材料均通過檢驗(yàn)檢測(cè)合格后才投入使用。但是，往往在施工中，就是材料的變化，機(jī)器設(shè)備的磨損，這些細(xì)小的環(huán)節(jié)被忽略。特別是試驗(yàn)檢測(cè)人員在日常工作中，一般不太重視機(jī)械設(shè)備的性能，非本專業(yè)的關(guān)系而未引起足夠的注意，因此會(huì)造成大量回彈且無法通過調(diào)整原材料及配合比找出真正原因，正因?yàn)閾p耗量控制較為困難，于是綜合分析并對(duì)比試驗(yàn)噴射混凝土損耗量的各個(gè)環(huán)節(jié)，追根溯源[1]。

1技術(shù)要求

（1）粗集料應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的碎石或卵石，粒徑不宜大于12mm。細(xì)集料應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗砂，細(xì)度模數(shù)宜大于2.5，集料級(jí)配宜采用連續(xù)級(jí)配。

（2）應(yīng)選擇速凝效果好，對(duì)噴射混凝土強(qiáng)度和收縮影響小的速凝劑，其初凝時(shí)間應(yīng)不大于3min，終凝時(shí)間應(yīng)不大于12min，并應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119）的相關(guān)規(guī)定。

（3）噴射混凝土應(yīng)分段、分片、分層由下而上順序進(jìn)行，拱部噴射混凝土應(yīng)對(duì)稱作業(yè)。

（4）初噴混凝土厚度宜控制在20～50mm，巖面有較大凹洼時(shí)，可結(jié)合初噴找平。

（5）根據(jù)噴射混凝土設(shè)計(jì)厚度、噴射部位和鋼架、鋼筋網(wǎng)設(shè)置情況，復(fù)噴可采用分次作業(yè)或分層作業(yè)。拱頂每次復(fù)噴厚度不宜大于100mm。邊墻每次復(fù)噴厚度不宜大于150mm。復(fù)噴最小厚度不宜小于50mm。

（6）后一層噴射混凝土應(yīng)在前一層噴射混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝后初噴混凝土表面已蒙上粉塵時(shí)，后一層噴射混凝土作業(yè)前，受噴面應(yīng)吹洗干凈。

（7）噴射混凝土作業(yè)時(shí)噴嘴宜垂直巖面，噴槍頭到受噴面的距離宜為0.6～1.5m[2]。

2?影響噴射混凝土損耗重要因素

2.1原材料

萬州北山隧道噴射混凝土主要原材料包括：重慶萬州西南水泥有限公司科華牌P?O42.5R、重慶鼎鉆實(shí)業(yè)有限公司碎石（5～10mm）、重慶市順志礦業(yè)有限公司機(jī)制砂（0～4.75mm）、山西黃河新型化工有限公司無堿速凝劑、中交四航局第七工程有限公司材料分公司高性能減水劑（標(biāo)準(zhǔn)型）、自來水。

針對(duì)原材料分別進(jìn)行了不同廠家比對(duì)試驗(yàn)，經(jīng)過比對(duì)數(shù)據(jù)分析，速凝劑與水泥的凝結(jié)時(shí)間和機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)、石粉含量指標(biāo)對(duì)噴射混凝土回彈量影響較大[3]。

2.1.1速凝劑

針對(duì)規(guī)范要求，本次比對(duì)試驗(yàn)以重慶萬州西南水泥股份有限公司科華牌PO42.5R水泥為基礎(chǔ)，噴射混凝土無堿速凝劑摻量為6%～9%，以不同廠商的試樣進(jìn)行比較，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。

2.1.2機(jī)制砂

針對(duì)本工程所在地區(qū)周邊機(jī)制砂廠家質(zhì)量摸底，對(duì)不同廠家所生產(chǎn)的機(jī)制砂進(jìn)行了石粉含量和篩′試驗(yàn)，以確定選擇滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的合格機(jī)制砂，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2、圖1所示。

2.2配合比（C25噴射混凝土）

針對(duì)本工程所使用的C25噴射混凝土配合比進(jìn)行試配，試配配合比數(shù)據(jù)如表3所示。

2.3施工現(xiàn)場(chǎng)試噴驗(yàn)證

針對(duì)表4完成的C25噴射混凝土配合比試配結(jié)果，對(duì)不同石粉含量和細(xì)度模數(shù)的機(jī)制砂進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)試噴，檢測(cè)混凝土實(shí)際回彈量數(shù)據(jù)，實(shí)測(cè)回彈量數(shù)據(jù)如表4所示。

2.4機(jī)械設(shè)備（速凝劑摻量）

在北山隧道施工對(duì)回彈率查因刨析過程中，濕噴機(jī)械手中一個(gè)并不重要的易損配件引起了注意，那就是濕噴機(jī)械手泵送設(shè)備密封膠墊，這個(gè)不會(huì)被引起重視的小東西卻有著舉足輕重的作用，它在施工過程中經(jīng)過每分鐘幾十次不停工作，磨損和損壞程度極高，經(jīng)過調(diào)查取證并咨詢生產(chǎn)廠家發(fā)現(xiàn)，此配件屬于易損件，應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行更換，正常使用周期為90～180?d，如果高負(fù)荷工作更換周期為30～60?d，需要操作人員具有一定責(zé)任心，經(jīng)常對(duì)損壞程度進(jìn)行判斷并及時(shí)更換，否則帶病工作將對(duì)速凝劑實(shí)際摻量大打折扣，導(dǎo)致噴射混凝土施工過程中掉塊、黏結(jié)效果差，回彈率高[4]。

經(jīng)過一段時(shí)間的探索和數(shù)據(jù)積累，針對(duì)濕噴機(jī)械手泵送設(shè)備磨損與速凝劑摻量形成相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)分析結(jié)果如圖2所示。

2.5噴層厚度控制

北山隧道噴射混凝土設(shè)計(jì)厚度為24cm，噴射混凝土作業(yè)指導(dǎo)書按初噴、復(fù)噴、二次復(fù)噴分別進(jìn)行施作[5]。

初噴混凝土厚度控制在50mm以內(nèi)，巖面有較大凹洼時(shí)，結(jié)合初噴找平。

拱頂復(fù)噴厚度控制在100mm以內(nèi)。每次邊墻復(fù)噴厚度控制在150mm以內(nèi)。最小厚度每次復(fù)噴不小于50mm。

后一層噴射混凝土應(yīng)在前一層噴射混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝后初噴射混凝土表面己黏結(jié)粉塵時(shí)，后一層噴射混凝土作業(yè)前，則應(yīng)將受噴面吹洗干凈，然后進(jìn)行噴射混凝土操作。

未摻入速凝劑的混合料存放時(shí)間不大于2h。

噴射混凝土施工時(shí)，噴嘴與巖面垂直，噴槍頭要控制在0.6～1.5m之間。噴射機(jī)根據(jù)混凝土坍落度、噴射距離、噴射部位等因素確定工作壓力，可先在0.2～0.7MPa之間選擇與調(diào)節(jié)[6-9]。

3?結(jié)語

通過表1速凝劑凝結(jié)時(shí)間試驗(yàn)對(duì)比可以看出，多家無堿速凝劑生產(chǎn)企業(yè)符合GB/T35159-2017《噴射混凝土用速凝劑》規(guī)范要求。但各廠家生產(chǎn)的無堿速凝劑并不一定會(huì)與工程所在地水泥相適應(yīng)，開工前一定要針對(duì)所在地水泥品牌進(jìn)行摸查，并通過速凝劑與水泥適應(yīng)性試驗(yàn)進(jìn)行比對(duì)，確保符合規(guī)范要求后擇優(yōu)推薦。

通過表5細(xì)集料試驗(yàn)，碎石機(jī)制砂在濕噴混凝土中使用，細(xì)度模數(shù)宜控制在2.7～3.0之間為最佳狀態(tài)；石粉含量最好控制在6%～9%為最佳狀態(tài)。

通過對(duì)山嶺隧道濕噴混凝土原材料優(yōu)化并采取有效措施進(jìn)行控制后，針對(duì)山嶺隧道濕噴混凝土回彈量有明顯提升，在這些情況下，邊墻回程彈率可以控制在5%～10%之間，臺(tái)階法的拱頂回彈率可以控制在8%～12%之間，CD法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法拱頂回彈率可控制在10%～15%之間，總體回彈率可控制在10%以下，對(duì)工程建設(shè)資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)效益起到非常大的幫助。

濕噴操作手需每月進(jìn)行檢查、保養(yǎng)、維護(hù)，清理清洗并檢查各密封件是否損壞，特別是速凝劑泵密封效果影響非常明顯，如有磨損及時(shí)更換，杜絕帶病作業(yè)，怕麻煩、省小錢的心態(tài)不可取，無論從工程質(zhì)量、進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益等方面都會(huì)產(chǎn)生較大的損失。

參考文獻(xiàn)

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