岳久強

(中國鐵建二十局集團市政工程有限公司， 甘肅 蘭州 730000)

1 降低噴射混凝土回彈量的必要性

近年來，隧道工程逐漸增多，噴射混凝土在其中得到了非常廣泛的應(yīng)用，而且技術(shù)也日漸完善，但是在使用過程中仍然存在著回彈量較高的問題，一直沒有有效的措施予以解決。為了能夠控制提升隧道施工質(zhì)量，降低混凝土回彈量。文章對隧道噴射混凝土回彈量的降低方法進行了試驗研究，希望對噴射混凝土回彈量的降低有所幫助。

2 工程概述

青化砭 2號隧道北起青化砭鎮(zhèn)前石綿羊溝，終到元龍寺岳家塔村附近，隧道進口里程DK346+255.28，出口里程為DK350+652，隧道總長4396.72m，為單洞雙線隧道，隧道最大埋深 173.62m。隧道 DK347+385.50-DK347+983.31段位于R=1400m的右偏曲線上；隧道DK349+275.77-DK350+093.87段位于R=1200m的右偏曲線上，其余段位于直線上。隧道線間距變化范圍4.0-4.21m。隧道縱坡為單面坡，坡度及坡長以此為-3‰/4396.72m。隧道進口與跨包西鐵路特大橋相連，橋梁臺尾里程DK346+255.28，隧道缺口里程DK346+255.28。

3 隧道噴射混凝土回彈量的控制

3.1 合理選擇材料

為了對隧道噴射混凝土回彈量進行控制，一定要對材料的選擇引起重視，其中包括以下幾點：（1）水泥。要想確保噴射混凝土的凝固時間、與速凝劑的相容性，要采用耐久性好、強度高的水泥，水泥強度等級≥32.5MPa，最佳選擇為P.O42.5以上的普通硅酸水泥。需要注意的是，在使用之前要進行強度檢驗，不同廠家、規(guī)格的水泥嚴禁混合使用。（2）骨料。粗骨料可以采用耐久、強度高的碎石或卵石，粒徑最好在 15mm以下，細骨料應(yīng)該采用硬質(zhì)潔凈的中砂或者粗砂，細度模數(shù)要＞2.5。集料級配要采用連續(xù)級配。（3）外加劑。在不影響混凝土的原有性能的前提下，可以適量地摻加增黏劑，以減少噴射混凝土的回彈量及粉塵，具體摻量由試驗確定[1]。（4）速凝劑。為了有效降低噴射混凝土的回彈量和粉塵率，合理使用速凝劑是非常重要的，應(yīng)盡量選擇對人體危害小的速凝劑，在使用之前要組織開展與水泥的相容性試驗及水泥凈漿凝結(jié)效果試驗，要求其速凝劑初凝時間要控制在＜5min，終凝時間要控制在＜10min，一般情況下速凝劑摻量可采用水泥質(zhì)量的 4%～6%，確保速凝劑的干燥，防止受潮變質(zhì)[1]。（5）拌合用水。拌合用水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)，不得使用污水及PH值＜4的酸性水和含硫酸鹽量＞水質(zhì)量1%的水。

3.2 控制輸料管距離

在進行隧道混凝土噴射時，噴漿機將濕噴料運輸?shù)捷斄瞎苤?，由于受到風(fēng)壓的影響，濕噴料會被噴射到噴頭處，在與水完全融合后噴射到巖壁上面。輸送濕噴料的過程中，風(fēng)壓于管內(nèi)截面上的作用力全部相同，雖然混凝土濕噴料中包含粒徑、配比不同的石子、水泥以及砂子，但其所承受的力仍然是相同的。因此，上述濕噴料在輸送過程中也會呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)，其活動范圍也不盡相同。通常情況下，水泥會在管道上面的做懸浮運動，砂子在管道中間做半懸浮運動，石子在管道下面做滾動運動，因此，拌制好的混凝土濕噴料在管道中會被分開。風(fēng)壓在混凝土濕噴料中的作用時間由管道的長短而決定，管道越長，作用時間也就越長，濕噴料的分離現(xiàn)象也就越嚴重，這也就是人們所說的“管道效應(yīng)”。要想控制噴射混凝土的回彈量，要盡可能防止“管道效應(yīng)”的產(chǎn)生，因此，要對輸料管的距離進行有效控制。

3.3 調(diào)整工作風(fēng)壓

隧道噴射混凝土回彈率以及粉塵濃度與噴射距離和工作風(fēng)壓之間有著非常密切的聯(lián)系，在施工時要對風(fēng)壓進行合理調(diào)整，尤其是在噴頭處，要設(shè)置最佳的工作風(fēng)壓。如果噴頭處的工作風(fēng)壓＜0.5MPa，那么噴出的混凝土?xí)霈F(xiàn)平拋運動，而且還會產(chǎn)生大量的回彈物，噴射于巖壁上面的混凝土更是骨料少、灰漿多，強度與標準嚴重不符，容易導(dǎo)致管路堵塞。如果噴頭處的工作風(fēng)壓＞0.2MPa，那么噴射出的混凝土將呈現(xiàn)直線運動，由于速度比較快，會產(chǎn)生較大的沖擊力，風(fēng)流會將巖壁上的混凝土沖掉。總之，要對工作風(fēng)壓進行合理調(diào)整，最好將其控制在0.6～0.8MPa之間，確保噴頭與巖面之間距離在 0.8～1.0m，在這種情況下，粒束一般會較為集中，直徑能夠達到0.3m左右，水泥、石子、砂子都會按照直線運動，不會產(chǎn)生分離現(xiàn)象，有利于噴射混凝土回彈量的控制[2]。

3.4 控制混凝土配合比

混凝土的配合比和隧道噴射混凝土回彈量、噴射強度之間的關(guān)系非常緊密，經(jīng)過混凝土抗壓強度的試驗可知，水泥、砂子、石子之間的配合比應(yīng)該為1:2:2.5。適當(dāng)加入速凝劑，能夠減少回彈率和初凝時間，但是如果摻入過量，會導(dǎo)致后期強度被破壞，因此，速凝劑的量應(yīng)該控制在水泥用量的4%左右。對于配置好的混凝土而言，應(yīng)該攪拌120s以上，待混凝土顏色均勻，方可使用。相關(guān)試驗表明，噴射混凝土回彈率低、強度高的情況下，水灰比要保證在 0.4～0.45之間，工作人員可根據(jù)實際情況加入適當(dāng)?shù)乃?，避免水量過大或過少。

3.5 噴射工藝

（1）干噴法。用攪拌機將集料和水泥拌和好，加入速凝劑。投入噴射機（干噴機）料斗，將混合料輸出，在噴頭處加水噴出。干噴作業(yè)時粉塵大，回彈率高，材料浪費大，并且噴射混凝土密實度較差，質(zhì)量難保證，該種噴射工藝不利于降低回彈率。建議不宜采用。

（2）潮噴法。將集料預(yù)加水，浸潤成潮濕狀，再加水泥拌和，加入速凝劑，投入噴射機（干噴機）料斗。從而降低上料和噴射的粉塵，但是對減低回彈率來說無實質(zhì)性效果。

（3）濕噴法。濕噴法將拌和好的混凝土拌合物投入濕噴機料斗，用濕噴機加壓送入，在噴頭上抽送速凝劑。這種噴射工藝除了降塵外還有效的降低了混凝土的回彈量，避免了混凝土材料浪費，建議準予采用。

4 結(jié)束語

綜上所述，有很多因素都會導(dǎo)致隧道噴射混凝土回彈量的上升，為了有效防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，一定要從合理選擇材料、控制輸料管距離、調(diào)整工作風(fēng)壓、控制混凝土配合比、選擇優(yōu)良的噴射工藝、機械手的操作水平的選擇等幾方面入手，及時降低噴射混凝土的回彈量，降低施工成本，確保隧道施工質(zhì)量。

[1]劉俊巒.隧道噴射混凝土回彈率控制措施[J].交通世界，2017（30）：126-127.

[2]張本鐵.降低隧道噴射混凝土回彈量[J].價值工程，2015（07）：33-34.