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摘要:随着我国基础设施建设的加强，公路桥梁工程的建设里程数不断增加，隧道工程也越来越多。现代技术的快速提升使得很多新技术、新工艺应用到了隧道工程建设中，混凝土喷射施工技术就是应用最为广泛的技术之一，其具有施工灵活方便、施工工序较少、具有较高的强度和密实度等方面的优势，得到了各方的认可。本文主要阐述隧道工程混凝土喷射施工技术和质量控制方面的内容，希望能够对相关人士有所帮助。
关键词::隧道工程;混凝土喷射;施工技术;质量控制
0前言
隧道工程是我国铁路运输以及公路运输最为重要的组成部分，近些年随着我国公路铁路工程建设的加快，隧道工程也有了较大发展。图1所示为近些年我国隧道工程里程统计，从中可知我国隧道工程发展速度较快。隧道施工过程中混凝土喷射施工技术是开挖初期支护非常关键的部分，主要是通过喷射设备形成压缩空气将混凝土喷射到支护面上，混凝土快速凝结硬化之后形成隧道围护结构。混凝土喷射施工技术水平直接影响着隧道支护质量以及施工的安全，所以对于隧道工程混凝土喷射施工技术和质量控制内容进行分析研究，对于隧道工程建设具有非常重要的意义。
1隧道工程混凝土喷射施工技术
1．1相关准备工作
对受喷面轮廓尺寸进行检查，确保其满足设计标准要求，否则要对其进行必要的修整。清理掉受喷面松动的岩石等物质，同时通过高压水或者风机清理掉喷面的灰尘。如果混凝土喷射区域存在滴漏和渗水的问题，要及时对其进行封堵或排水，确保喷射面的干燥性，从而确保混凝土和岩面具有较好的粘结性。
1．2隧道喷射混凝土配合比设计
1)原材料的选择。(1)水泥。一般情况下，混凝土所用水泥为硅酸盐水泥，其具有凝结快、保水性好、强度高、收缩小等特点。(2)砂。最好采用中粗砂作为原料，确保其细度模数在＞2．5，含泥量＜5%，含水率5%～7%。(3)碎石。喷射混凝土可以采用卵石或者碎石进行制备，但是要控制最大粒径≤15mm，同时可以选择连续级配骨料。(4)水。和普通混凝土的水相同即可，避免使用污水。(5)外加剂。外加剂主要是速凝剂。2)混凝土配合比设计。(1)灰骨比。要将其控制在1∶4～1∶4．5范围内，水泥掺量要适中，水泥掺量较多就会造成粉尘较大，硬化后收缩较快;水泥掺量较少，回弹量相对较大，早期强度较低。一般情况下水泥掺量在400kg/m3。(2)水灰比。一般情况下需要将水灰比控制在0．4～0．5，这样的混凝土表面相对平整并且具有水亮光泽，能够很好的控制回弹和粉尘。(3)砂率。骨料中所具有的砂量在很大程度上影响着喷射混凝土的力学性能以及施工情况，一般情况下将其控制在45%～55%。3)混凝土喷射机操作。(1)开机时要先通风再通电，设备正常运行之后送料。完成喷射之后需要将拌合料输送干净之后再停电，最后关闭通风;完成喷射之后需要将输料管内部积料清理干净。(2)完成相应准备工作后可以向搅拌机料斗以及速凝剂料斗中加料。先要将上风路阀打开1/3圈，之后调整下风路到0．5～1kg/cm2。之后启动搅拌机，同时打开供水阀门向料斗内喷水，搅拌机自行搅拌以及准确供料，若是喷射机料斗内有料，就可以启动喷射机进行作业(一般情况下工作压力控制在0．4～0．5MPa)。(3)完成旋流器风压调整之后将上风路阀门打开，直到喷射余气口没有多余物料流出为止。施工作业过程中，如果存在混合料堆积在搅拌机料斗筛网的情况时，需要及时打开振动器阀门，促使振动筛下料，之后将杂物清理干净，如果必须采取停机搅拌那么需要将供水阀门关闭。4)施工控制和养护。(1)风压控制。为了有效控制喷射的距离和压力，需要将输料管长度控制在20m左右，且确保喷嘴和出料口高差≤5m。一般情况下喷嘴位置风压控制在0．1～0．2MPa时(此时风源风压控制在0．4～0．65MPa)能够更好地控制回弹。在实际施工过程中，若是压送距离、软管以及配管直径出现变化，那么需要根据喷射情况以及粘附程度调整空气压力情况，防止回弹。(2)水压控制。要确保喷水嘴位置水压高出输料管风压0．1～0．15MPa左右，同时要控制喷水作业区域系统水压＞0．4MPa，这样能够得到最佳的喷射混凝土效果。(3)喷射角度控制。对于相对平整的受喷面来说，要确保喷嘴和受喷面的垂直性。若是喷射混凝土射流无法和受喷面相垂直，那么就会导致回弹量增加以及密实度下降，从而影响最终的强度。(4)喷射距离控制。一般情况下施工时采取如下方式控制喷射距离:在喷头上连接Φ100mm、0．8～1．0m长的塑料管，以此来提升水泥和水的拌和度，确保混凝土束集以及回弹骨料的安全性。调整到合理的风压之后，喷嘴和受喷面的距离控制在0．8～1．2m。(5)喷射方法控制。为了能够避免混凝土受到重力影响而发生活动或者脱落问题，喷射时需要采取分段、分部、分块、从下到上、先边墙后拱角最后拱顶的方式来进行。要确保喷头对准受喷岩面，按照顺时针的方向均匀缓慢移动，这样能够形成较为均匀的喷射面，并且回弹量相对较小。(6)喷射厚度控制。一般情况下混凝土一次喷射厚度控制为:水平方向7～10cm、向上5～6cm、向下10～15cm。各个喷层之间要参照水泥品种、施工温度、速凝剂质量等控制时间间隔，一般情况下间隔时间控制在20～30min范围内。(7)混凝土的养护。在混凝土终凝之后的2小时就要进行洒水养护，洒水的次数要能够确保混凝土充分的湿润，养护的时间≥14天。
2喷射混凝土质量控制以及安全防护
2．1喷射厚度的检查
在进行混凝土喷射之后需要通过PVC管固定到岩体上，确保外露长度超出设计喷层厚度5cm。隧道间隔10m进行一次断面检查，纵横方向间隔1～2m设置一根PVC管，用于施工控制以及检查。要对每个断面所有检查孔和PVC管位置喷层厚度进行检查，要确保60%以上≥设计厚度，剩余要≥1/2设计厚度。
2．2强度检查
对于喷射混凝土来说，主要通过抗压强度试验的方式进行强度检查。要在混凝土喷射过程中收集并制作试件，一般情况下可以通过喷大板切割法、凿方切割法等方法进行抗压强度试验试件的制作。1)喷大板切割法。首先要制作出不同规格的模板(一般为45cm×35cm×12cm的尺寸以及45cm×20cm×12cm的尺寸)，在进行混凝土喷射过程中向模板内进行喷射，之后马上将表面抹平，凝结到相应强度后通过切割机将周边切除掉，最终制成10cm×10cm×10cm的立方体试块，在标准条件下养护28天后进行试压。2)凿方切割法。在具有相应强度的喷射混凝土层上，通过凿岩机进行密排钻孔，通过切割机将35cm长、15cm宽的混凝土块加工成为10cm×10cm×10cm的立方体试块，在标准条件下养护28天后进行试压。
2．3安全防护措施
1)喷射过程中需要采取相应措施来最大程度降低粉尘浓度，例如增强通风、喷雾洒水、砂石含水率的控制、进行水灰比控制等。对于相应机械设备来说，在正式使用前需要对其压力表和安全阀进行必要的耐压试验，确保其合格后才可以使用。2)在混凝土喷射过程中产生的粉尘会对周边环境以及相关工作人员造成影响。混凝土喷射过程中所产生的粉尘主要是水泥，并且含有一定量的二氧化硅，这些物质都容易引发肺气肿等疾病，需要采取相应措施进行控制，包括:①增强通过，从而快速排出施工中产生的粉尘;②一定程度上增加砂的含水量，将其控制在6%～8%，这对于有效降低粉尘具有非常显著的作用;③可以一定程度上增加骨料的含水量，通过潮式干喷的方式来降低粉尘污染;④增加喷嘴管的长度，一般情况下将其控制在400～1000mm，从而增加水和干料混合的概率，确保水泥颗粒得到最大程度的润湿以减少粉尘污染;⑤可以采用双水环供水的喷嘴，能够提升干料的润湿程度，从而减少粉尘污染;⑥严格控制拌合机拌和加料的顺序，具体为:加入一半碎石→加入砂→加入水泥→加入速凝剂→加入另一半碎石。
3结束语
隧道工程是公路铁路工程的重要组成部分，其施工质量直接决定着整个公路铁路工程的建设质量。本文主要分析了隧道工程混凝土喷射施工技术，在此基础上提出了隧道喷射混凝土质量控制和安全管理方面的相应措施。期望通过本文的介绍能够对隧道工程喷射混凝土施工提供一定参考和帮助。
参考文献:
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［2］高治永．探讨隧道工程喷射混凝土施工技术及质量控制［J］．门窗，2017，11(2):18－19．
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［4］刘宏宇．隧道工程喷射混凝土施工技术［J］．中国高新科技，2019，3(5):18－19．
作者:卿尚辰 单位:四川公路桥梁建设集团有限公司公路二分公司
