隧道噴射混凝土施工的質(zhì)量控制措施
摘要：介紹了施工原材料的控制與噴射擊混凝土配合比的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)的措施。
關(guān)鍵詞：噴射混凝土；回彈率和粉塵率；質(zhì)盆控制
0、前言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量的新材料、新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)不斷應(yīng)用于工程中，同時(shí)，隧道施工技術(shù)也在超長、大跨度、防水、穿過不良地層等方面取得了長足的進(jìn)步，涌現(xiàn)出了大量的科技成果。錨噴構(gòu)筑法在技術(shù)上有采用速度較快，支護(hù)及時(shí)、支護(hù)質(zhì)量較好、強(qiáng)度高、密實(shí)度好、防水性能較好；省工、操作較簡單，支護(hù)工作量減少；施工靈活性很大，可以根據(jù)需要分次噴射混凝土追加厚度，滿足工作設(shè)計(jì)與要求等優(yōu)點(diǎn)。
在國內(nèi)，一些國際招標(biāo)的大型水利工程中，如二灘水電站，黃河小浪底工程，三峽工程等，均是采用濕式混凝土噴射作業(yè)。國內(nèi)目前使用的各種濕式混凝土噴射機(jī)多是從國外引進(jìn)的設(shè)備。近幾年來，國內(nèi)一些單位也開發(fā)研制出幾種濕式混凝土噴射機(jī)，但生產(chǎn)規(guī)模尚有待擴(kuò)大。濕式混凝土噴射機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)有四個(gè)。
（1）濕法：作業(yè)大大降低了機(jī)旁和噴嘴外的粉塵濃度，消除了對(duì)工人健康的危害。
（2）生產(chǎn)率高。干式混凝土噴射機(jī)工作效率一般不超過5擴(kuò)/h.而使用濕式混凝土噴射機(jī)人工作業(yè)時(shí)可達(dá)10m'/h，采用機(jī)械手作業(yè)時(shí)，則可達(dá)20擴(kuò)/h，
（3）回彈度低。千噴時(shí)，混凝土回彈度可達(dá)15%~50%.采用濕噴技術(shù)回彈率可降低到10%以下。
（4）濕噴時(shí)，由于水灰比易于控制，混凝土水化程度高，故可大大改善噴射混凝土的品質(zhì)，提高混凝土的勻質(zhì)性，而干噴時(shí)，混凝土的水灰比是由噴射手根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及肉眼觀查來進(jìn)行調(diào)節(jié)的，混凝土的品質(zhì)在很大程度上取決于機(jī)手操作正確與否。
1、施工工藝與原材料的控制
1.1施工工藝
噴射前，應(yīng)將巖面沖洗千凈，并將表面軟弱破碎巖石清掃干凈。噴射作業(yè)應(yīng)分區(qū)段進(jìn)行，長度一般不超過6二，噴射順序應(yīng)自下而上。后一次噴射應(yīng)在前一次混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝后1h以上再次噴射，應(yīng)用風(fēng)水清洗混凝土表面。邊墻一次噴射厚度4~6cm，拱部則為2-4em，噴射2一4h后應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，一般養(yǎng)護(hù)7一14d，混凝土噴射后至下一循環(huán)放炮時(shí)間，應(yīng)通過試驗(yàn)確定，一般不小于4h，放炮后應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行檢查，如出現(xiàn)裂紋，應(yīng)調(diào)整放炮間隔時(shí)間或爆破參數(shù)。
1.2原材料控制
（1）拌和用水：工程中多以飲用水作為拌和用水，而ph值小于4的酸性水和含硫酸鹽量（so4，一）超過水量1%的水，含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì)的水均不得使用。
（2）水泥：為保證噴射混凝土的凝固時(shí)間及與速凝劑的相溶性，所用水泥應(yīng)具有強(qiáng)度高、抗?jié)B性和耐久性好，應(yīng)優(yōu)先選用4s5，以上的普通硅酸鹽水泥，其次選用礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。在地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道中應(yīng)采用早強(qiáng)水泥，使用前應(yīng)做強(qiáng)度鑒定實(shí)驗(yàn)，水泥存放時(shí)嚴(yán)禁受潮和結(jié)塊，也不得把不同規(guī)格、不同廠家的水泥混合使用。
（3）骨料：混凝土的強(qiáng)度除了取決于骨料的強(qiáng)度外，還取決于水泥漿與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)骨料的表面越粗糙界面粘結(jié)強(qiáng)度越高，因此用碎石比用卵石好。實(shí)驗(yàn)表明在一定范圍內(nèi)骨料粒徑越小，分布越均勻混凝土強(qiáng)度越高，骨料最大粒徑地減少不僅增加了骨料與水泥漿的粘結(jié)面積，而且骨料周圍有害氣體減少，水膜減薄，容易拌和均勻，從而提高了混凝土的強(qiáng)度。
（4）活性：摻和料：水泥水化是一個(gè)逐步發(fā)展的過程，在28d的齡期中，水泥的實(shí)際利用率僅占60%一70%，而另外的未水化的水泥中的ca0后期遇水后生成ca（oh）2，產(chǎn)生體積膨脹，給后期強(qiáng)度帶來不利影響，利用活性摻和料代替部分未水化的水泥，不僅可以降低成本，最主要的是可以利用活性材料中的活性成分（主要是si02與a403）與水泥水化產(chǎn)物ca（oh）：進(jìn)行二次反應(yīng)，生成含水硅酸鈣與含水鋁酸鈣，新生成的水化產(chǎn)物不僅提高了噴射混凝土的強(qiáng)度和致密性，而且提高了其抗凍、抗?jié)B、抗腐蝕等性能，這一類活性摻和料主要是粉煤灰和沸石粉，摻量約為水泥重量的10%-20%.
（5）外加劑：為了降低用水量、降低回彈率和粉塵率，使噴射混凝土早凝早強(qiáng)，必須使用外加劑。應(yīng)采用符合質(zhì)量要求并對(duì)人體危害性很小的速凝劑，摻加速凝劑之前，應(yīng)做速凝劑與水的相溶性實(shí)驗(yàn)及水泥凈漿速凝效果實(shí)驗(yàn)，注意速凝劑效果實(shí)驗(yàn)，初凝時(shí)間不應(yīng)大于5min，終凝時(shí)間不應(yīng)大于10min，保持速凝劑干燥勿受潮變質(zhì)，在噴射混凝土中添加速凝劑的目的是使噴射混凝土滿足設(shè)計(jì)要求，促進(jìn)早強(qiáng)。一般速凝劑最佳摻量約為水泥重量的2%一4%，實(shí)際使用時(shí)拱部可利用2%-4%，邊墻可用2%，過多的摻量對(duì)噴射混凝土反而不利，這是因?yàn)樗倌齽╇m然加速了噴射混凝土的凝結(jié)速度，但也阻止了水在水泥中的均勻擴(kuò)散，使部分水包裹在凝結(jié)的水泥中，硬化后形成氣孔，另一部分水泥因而得不到充足的水分進(jìn)行水化反應(yīng)而干縮，從而產(chǎn)生裂紋。另外速凝劑摻人應(yīng)均勻。
2、噴射混凝土配合比的設(shè)計(jì)與控制要點(diǎn)
噴射混凝土的配合比不同于普通混凝土的配合比，需要根據(jù)其施工工藝來選擇，主要講述c，噴射混凝土潮噴法的配合比的設(shè)計(jì)方法。為了減少回彈量需要較高的砂率，砂率增加意味著集料的總面積增加，這就要求用更多的水泥來包裹集料表面，以滿足噴射混凝土的強(qiáng)度要求，水泥用量越大，噴射混凝土就越容易干縮、開裂，同時(shí)成本也增加。因此首先確定水泥用量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)水泥用量宜為375一450kg/m；，其次確定砂率，宜選用粗砂或中砂，砂率宜為45%一55%，砂率過高或過低易造成堵管，再次確定水灰比，水灰比宜為0.4-0.5，水灰比過小會(huì)產(chǎn)生粉塵，回彈量大，粘結(jié)力低，噴層會(huì)產(chǎn)生干斑，砂窩等現(xiàn)象，水灰比過大會(huì)造成強(qiáng)度低、速凝效果差，噴層流淌、滑移、坍落等現(xiàn)象，另外要注意根據(jù)施工環(huán)境的溫度，周圍巖壁類別、施工隊(duì)伍的施工水平做相應(yīng)的調(diào)整。