谈隧道中的喷射混凝土施工技术

第４０卷第２６期　Ｖｏ１．４０　Ｎｏ．２６　・１８０・　２　０　１　４年９月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｓｅｐ．　２０１４　文章编号：１００９－６８２５（２０１４）２６－０１８０—０２　谈隧道中的喷射混凝土施工技术　牵　Ｊ　茧　，　（晋城环城高速公路建设管理处，山西晋城０４８０００）　摘要：对隧道施工中常见的三种混凝土喷射形式进行了介绍，并对湿式喷射混凝土的施工技术进行了研究，论述了喷射前的准　备工作、原材料选择、配合比设计等注意事项，着重阐明了喷射混凝土的施工流程及检测要求，以提高施工效率。　关键词：喷射混凝土，施工，隧道，检测　中图分类号：Ｕ４５５　文献标识码：Ａ　０　引言　土装入喷射机中，用泵将搅拌好的混凝土经输料管压送至喷嘴　喷射混凝土在隧道施工过程中常用于浇筑隧道内衬、墙壁、　处，与液体速凝剂相混合，然后喷射到工作面上。　顶棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层，施工工　目前施工现场使用较多的是湿式喷射混凝土。　艺有三种形式，即干式喷射混凝土、潮式喷射混凝土和湿喷混　１　喷射前的准备工作　凝土。　１）喷射混凝土的配合比试验完成，并经试喷达到设计要求。　干式喷射混凝土是将水泥、砂、石子混合料和粉状速凝剂按　２）喷射混凝土施工所需的设备已准备齐全，如喷射机、强制　一定比例混合，由搅拌机械拌合均匀后，利用干式混凝土喷射机，　式搅拌机和自卸汽车等。　以压缩空气为动力、经输料管输送到喷嘴处，与一定量的压力水　３）认真检查开挖断面净空尺寸，欠挖者应予凿除，修整断面，　混合后喷射到受喷面上。　清除松动岩块和拱墙脚处的岩屑等杂物。　潮式喷射混凝土是将骨料预加少量水，再与水泥按一定比例　４）用高压水冲洗受喷面，清除泥土等杂质。　混合后，由搅拌机搅拌均匀，利用潮式喷射机以压缩空气为动力、　５）设置控制喷射混凝土厚度的明显标志，一般采用埋设钢筋　经输料管输送到喷嘴处与补充的压力水混合后喷射于受喷面上。　头作标志，以供操作人员掌握。　湿喷混凝土是将水泥、砂、碎石和水按比例拌和均匀的混凝　２喷射混凝土的原材料选用　２）Ｕ型梁安装工况及龙门式起重机站位示意图见图４。　好吊具，梁体与吊具连接采用Ｍ４８高强丝杆插入ｕ型梁底板预留　３）龙门式起重机走行轨道及基础。架梁现场东西两侧分别　孔的方式（见图６）。ｄ．单机起吊１０　ｃａ即停止，检查设备及梁体　安装一条龙门式起重机走行轨道。西侧的走行轨道是在现状的运　状况。无问题后另一台龙门吊起吊１０　ｃｍ，检查设备及梁体状况。　梁通道（兼作施工便道）上进行铺设。运梁通道面层为钢筋混凝土　然后双机抬吊３０　ｃｍ，检查双机协调性。ｅ．安装支座，梁体提升至　结构，承载能力较高，可直接在其上放置钢结构路基板作为基础，再　架设高度（见图７）。￡小车横移至梁位上空。ｇ．在支座旁边对称　将专用钢轨放置在路基板上即可完成起重机走行轨道铺轨工作。　安装两个千斤顶（每端）落梁至千斤顶上方２　ｃｍ～３　ｃｍ，大车微调　线路东侧原状土地基承载力相对较差，在龙门式起重机走行　纵向，天车微调横向距离，调整准确后将梁体落在千斤顶上。ｈ．　轨道基础施工前先要进行地基换填加固处理。换填材料采用道　复核梁位，准确无误后卸吊具，龙门吊移位准备架下一片梁。ｉ．落　碴碎石，在碎石换填层上还需要施工一层素混凝土垫层作为轨道　梁就位：利用４台千斤顶调整梁的４个角点高程并利用千斤顶油　基础施工的基层。轨道基础采用钢筋混凝土条形基础梁的形式，　缸回程落梁。ｊ．灌浆：用无收缩灌浆材料将锚栓孔及垫石顶面与　施工基础梁时需预埋钢垫板和地脚螺栓，方便后期走行轨道钢轨　支座底面间隙填实，完成ｕ型梁安装工作。　的安装施工（见图５）。　参考文献：　４）龙门式起重机安装Ｕ型梁施工方法。ａ．龙门式起重机先　［１］　ＧＢ　５０４９０－２００９，城市轨道交通技术规范［ｓ］．　在轨道上空载运行１遍一２遍以检验轨道使用状况并检验设备运　［２］　ＳＴＢ／ＺＨ．０００００１－２０１０，上海城市轨道交通工程技术标准　行情况。ｂ．龙门式起重机双机联动大车运行至架梁位置并调整　［ｓ］．　好门吊位置。Ｃ．运梁车喂梁至龙门式起重机下的指定位置并穿　［３］ＱＧＤ．０１６－２００５，轨道交通轨道工程施工质量验收标准［ｓ］．　Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｅｌｅｖａｔｅｄ　ｓｅｃｔｉｏｎ　Ｕ　ｔｙｐｅ　ｂｅａｍ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｕｌｔｉｌｉｎｅ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ＷＡＮＧ　Ｙｕｅ．ｄａｎ　（Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｐｕｄｏｎｇ　Ｂｅｉｃａｉ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１２０４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　ｒａｉｌ　ｔｒｎａｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｌｉｎｅ　１　１　ｎｏｒｔｈ　ｓｅｃｔｉｏｎ（ｐｈａｓｅ　ｌＩ）ＧＴ－７　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｅｌｅｖａｔｅｄ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎ３Ｈｌｏｎ　Ｕ　ｔｙｐｅ　ｂｅａｍ　ｅｒｅｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ，ａｎｄ　ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｂｅａｍ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ，ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｆｕｔｕｒｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｅｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｕｈｉｌｉｎｅ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｅｌｅｖａｔｅｄ　ｓｅｃｔｉｏｎ，Ｕ　ｔｙｐｅ　ｂｅａｍ，ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　收稿日期：２０１４—０７－０８　作者简介：李英（１９７５．），女，工程师　第４０卷第２６期　２　０　１　４年９月　李英：谈隧道中的喷射混凝土施工技术　・１８１・　喷射混凝土中所用水泥要掺入适量的速凝剂，以使喷射混凝　面应紧跟工作面。初喷时应先拱后墙，复喷时应先墙后拱。在施　土具有收缩小、早期强度高、保水性好、凝结速度快等特点，实际　喷的区段内，若同时有松软不稳定岩层和较稳定岩层时，应先施　应用中可以考虑采用普通硅酸盐水泥。喷射混凝土用砂应控制　喷不稳定岩层的区段。　含泥量不超过５％、细度模数大于２．５，最好采用中粗砂。所用粗　骨料最好为卵石，也可以使用碎石，粗骨料的最大粒径应不超过　６）压力要求。　喷射机的工作气压应控制在０．１０　ＭＰａ～０．１５　ＭＰａ，水压应比　７）喷射混凝土的养护。　为了充分发挥混凝土的内在强度和耐久性，最好的养护方法　１６　ｍｍ。喷射混凝土应根据工程现场实际情况选用合适的外加　风压大０．０５　ＭＰａ～０．１０　ＭＰａ左右。　剂，但最为常用的是速凝剂。在隧道的施工中，通常规定混凝土　的初凝时间为５　ｍｉｎ，终凝时间为１０　ｍｉｎ。速凝剂在使用前应做速　凝效果试验。　是使混凝土保持湿润。喷射混凝土终凝２　ｈ后，应每隔４　ｈ一８　ｈ　喷水养护一次，养护时间不少于７　ｄ。　３喷射混凝土的配合比设计　时，应控制灰骨比不大于１／４，若水泥用量过少，则混凝土的早期　喷射混凝土的配合比应通过试验确定。在进行配合比设计　５喷射混凝土的质量检测　１）外观要求：混凝土表面密实，与岩面结合紧密，没有裂缝、　强度增长缓慢、回弹量大；若水泥用量过多，则混凝土硬化以后的　脱落、露筋、渗漏水等现象。　２）强度的控制与检测。隧道工程施工时一般采用切割钻芯　收缩大，实践经验显示，拌合混凝土所用水泥应控制不大于　４００　ｋｇ／ｍ’。喷射混凝土的砂率对其力学性能和施工方法有密切　法检测抗压强度。这种方法是先在具有一定强度的混凝土上打　关系，设计时应控制在４５％一５５％以内。当所用水灰比处于０．４～　密排钻孔，用钻出的混凝土制成１００　ｍｍ×１００　ｍｍ×１００　ｍｍ的立　０．５范围内时，施工后的混凝土表面平整度高，粉尘和回弹量都降　方体试块，按照要求进行标准养护２８　ｄ，养护结束后测定其抗压　低。若水灰比不在该范围内，会使得混凝土回弹量增大、强度降低。　强度。抗压强度应在合格标准内。若强度不满足要求，则应当查　４喷射混凝土的施工　１）喷射顺序。　由于混凝土自身的重力较大，喷射的混凝土容易出现脱落或　找问题出现的原因，并采取必要的补救措施，可用加厚喷层的办　法予以补强。　３）厚度的控制与检测。喷射混凝土的厚度可以采用雷达检　滑动现象，为了避免这种情况的发生，喷射作业时一般要求按自　测仪或者凿孔的方式检测。喷射混凝土的厚度检测应当每间隔　０　ｍ检测一个断面，断面上每间隔３　ｍ检测１点。厚度要求：平　下而上先墙后拱的顺序进行喷射，先喷射两侧的边墙再喷射拱　１角，最后再喷射隧道的拱顶。　２）喷嘴角度和距离。　均厚不小于设计厚，６ｏ％检查点的厚度不小于设计厚，最小厚度　不小于０．５设计厚，且不小于５０　ｍｍ。　喷射作业时，喷射方向应尽量与岩面垂直，喷头与岩面保持　６施工中的注意事项　０．６　ｍ　１．８　ｍ的距离。对于岩面凹陷处应先喷和多喷，而凸出处　法均匀缓慢移动，这样可以使喷出的混凝土厚度均匀、回弹量小。　３）分层喷射厚度。　１）喷射机的使用。喷射机在作业开始时，先送风，再开机，后　凝剂开关，再停止供料，等喷嘴残留的少量混凝土和速凝剂完全　喷出后，再停风。停止作业后，喷射机和输料管内的混合料应及　应后喷和少喷。喷射时，喷嘴采用螺旋型轨迹，用一圆压半圆的方　给料，等混凝土从喷嘴喷出后，再供给速凝剂。结束时，先关闭速　喷射作业应分层进行，一次喷射太厚，会引起膨胀，影响混凝　时清除干净，以避免混合料结块堵塞输料管。　土的粘结力和凝聚力，容易造成离层或因自重而出现错裂引起大　２）粉尘过大问题。通过以下几种措施降低粉尘：ａ．控制砂石　片坍落；一次喷射太薄，则粗骨料不易粘结牢固，增加回弹量；因　料含水量；ｂ．加强通风；ｃ．严格控制工作风压。　此，一次喷射太厚或太薄对喷射质量都有影响，但初喷厚度不得　３）输料管堵塞问题。堵管的原因有以下几种：ａ．混合料中混　小于４　ｃｍ　６　ｃｍ。一般情况下，一次喷射厚度不应小于集料粒径　入超过规定粒径的石子、水泥硬块或其他杂物。ｂ．操作程序不符　的２倍，通常喷墙５　ｃｍ～１０　ｃｍ，喷拱顶４　ｃｍ～６　ｃｍ。　合规定，如先开马达后送风等。　４）分层喷射间隔时间。　时，多层喷射混凝土的间隔时间为１５　ｍｉｎ一３０　ｍｉｎ；不加速凝剂时间还应适当延长。　５）喷射作业区段的划分。　如遇堵管，应立即关闭马达，随后关闭电源，并将输料管拉　０．４　ＭＰａ，同时继续敲击堵塞部位，使其排出堵塞物而畅通。排除　喷射混凝土在隧道施工中应用已经非常广泛，采用湿式喷射　混凝土进行隧道混凝土施工，有效解决了传统施工工艺存在的粉　常温下（１５℃～２０℃）使用掺有速凝剂的普通硅酸盐水泥　直，然后以手锤敲击找到堵塞位置，可将风压开到０．３　ＭＰａ～　应间隔２　ｈ一４　ｈ左右。温度较低或采用凝结慢的水泥时，间隔时　输料管堵塞现象时，应注意喷嘴前方严禁站人，以免发生伤人事故。　喷射作业应分区分段分块进行，每一小段作业宽度以１．５　ｍ～　尘大、回弹高和混凝土质量不稳定等问题，大大改善了隧道喷射　２．０　ｍ为宜，其喷射顺序为：先墙后拱，自上而下；边墙应自墙基开　混凝土的施工环境，保障了作业人员的安全和健康，且所需作业　始，拱部应自拱基线开始。在岩石松散或处理冒顶时，喷射作业　人员少，材料损耗少，符合节能环保施工理念。　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ＬＩ　Ｙｉｎｇ　（Ｊｉｎｃｈｅｎｇ　Ｂｅｌｔｗａｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｊｉｎｃｈｅｎｇ　０４８０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｉ１１ｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｒｅｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ　ｆｏｒｍｓ　ｉｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｍａｉｎｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｗｅｔ—ｔｙｐｅ　ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｉｔｓ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｍａｔｔｅｒｓ，ａｎｄ　ｍａｉｎｌｙ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏ－　ｃｅｄｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｄｅｍａｎｄｓ，ｗｉｔｈ　ａ　ｖｉｅｗ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｈｏｔｅｒｅｔｅ。ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｕｎｎｅｌ，ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ