關於隧道工程噴射混凝土的探究
作者：梁世超
摘要：通過對隧道工程噴射混凝土分類與特點等問題的探討，結合施工實際對隧道工程噴射混凝土施工提出建議。
關鍵詞：噴射混凝土 強度 檢測
一、噴射混凝土的分類及特點
噴射混凝土是借助噴射機械，將速凝混凝土噴向岩石或結構物表麵，使岩石或結構物得到加強和保護。噴射混凝土施工，可使混凝土的運輸、灌注和搗實結合為一道工序，不用或少用模板，適於狹窄地段作業，並可向不同方位施作薄層混凝土，因而適用於礦山井巷、交通隧道、水工隧洞和各類地下工程的支護或噴錨支護，地下水池、油罐、大型管道的抗滲混凝土施工，磚石與混凝土結構的加固和修補，邊坡、基坑水池、渠道、遊泳池等工程的護壁，複雜造型的薄壁結構，鋼結構的保護層和熱工爐窯的襯裏及其修補等工程。噴射混凝土有加快施工進度、強度增長快、密實性良好、施工準備簡單、適應性較強等特點，但也有施工厚度不易掌握、回彈量較大、表麵不平整、勞動條件較差等缺點。
目前隧道工程複合支護中普遍采用的是噴射混凝土或噴射鋼纖維混凝土，噴射方式主要有幹噴法和濕噴法。噴射混凝土在噴嘴處的狀態可分為幹拌法和濕拌法兩種。幹拌法是將水泥、砂、石在幹燥狀態下拌合均勻，用壓縮空氣送至噴嘴並與壓力水混合後進行噴灌的方法。此法須由熟練人員操作，水灰比宜小，石子須用連續級配，粒徑不得過大，水泥用量不宜太小，一般可獲得28～34 MPa 的混凝土強度和良好的粘著力。但因噴射速度大，粉塵汙染及回彈情況較嚴重，使用上受一定限製。濕拌法是將拌好的混凝土通過壓漿泵送至噴嘴，再用壓縮空氣進行噴灌，施工時宜隨拌隨噴，以減少稠度變化。
二、噴射混凝土在隧道工程複合支護中的作用
就新奧法原理而言，容許圍岩產生變形，同時在圍岩變形過程中，通過圍岩自承體係和支護結構對圍岩變形進行控製，達到讓圍岩變形的適度釋放而不是徹底釋放的目的。在上述過程中，噴射混凝土的作用可分成兩個階段：（1）噴射混凝土施作初期，從材料結構和力學特征，可把噴射混凝土看作柔性結構，為圍岩變形的適度釋放提供空間；（2）當噴射混凝土具有一定強度後，可把鋼拱架、係統錨杆和噴射混凝土組成的支護體係看作鋼性結構，用來控製圍岩變形，達到保護和發揮圍岩自承能力的效果。當然在所有作用過程中，也應該重視和強調支護體係的韌性概念，目前施工大多采用噴射鋼纖維混凝土，就是這種概念發展的必然結果。
三、噴射混凝土的作用機理和技術特點
噴射混凝土主要用於充填裂隙、填補凹穴、加固岩層。岩體開挖後，圍岩經常出現許多裂隙和凹穴缺陷，噴射混凝土後，既能將張開的裂隙、節理、層縫充填一部分，並能起到黏結作用，使許多岩塊黏結在一起，成為整體，以阻止岩塊的鬆動，而且噴射混凝土又能填補凹穴，避免應力集中，從而加固了圍岩，提高圍岩的抗滲漏性能和岩層自身的穩定性，發揮圍岩的承載能力。噴射混凝土可封閉圍岩，防止風化。噴射混凝土後隔絕了岩層與空氣的接觸，可以阻止岩層節理和節理裂隙的滲水，防止水和空氣對圍岩的破壞，越易風化的岩層越要及時進行封閉，如泥岩、泥質頁岩，遇吸潮後膨脹軟化、泥化，應及時進行封閉，可防止風化，減少岩石膨脹變形。噴射混凝土是以壓縮空氣為動力，將水泥、砂、石子、外加劑等幹拌料通過噴射機，經輸料管，壓送至噴槍，加人高壓水，經迅速混合，高速高壓噴射到結構物上。噴射混凝土與加配鋼筋、鋼筋網或金屬夾板等共同工作，用以增大結構斷麵，加固病弱結構，填補混凝土和磚石結構的孔洞和縫隙增設防水或防油的抗滲層，提高耐久性的保護層等，廣泛應用於局部或全部地更換病弱結構中。