隧道初支喷射混凝土超耗原因分析及降耗策略

隧道初支喷射混凝土超耗原因分析及降耗策略

施银萍

中交一公局集团有限公司，甘南，747000)

作者简介：1987年06月，女，助理经济师，大学专科，主要公路物资设备管理，E-mail：864967758@qq.com。

摘要：以隧道初支喷射混凝土施工要点作为切入点，依据工程实例对喷射混凝土施工前的超耗与降耗策略进行分析，希望文中内容对相关工作人员，以及行业发展都能够有所帮助。

关键词：隧道；混凝土；超耗原因；开挖面

作者简介：1987年06月，女，助理经济师，大学专科，主要公路物资设备管理，E-mail：864967758@qq.com。

喷射混凝土施工作业就是通过对喷射机进行应用，将掺有速凝剂的混凝土，以适当压力通过高速将混凝土喷射到岩壁表面，快速形成凝结到一起，完成施工作业。但是，从现阶段情况来看，在施工期间，经常会发生混凝土超耗情况，这会降低整个工程建设的经济效益，浪费材料，因此，必要做好降耗分析。

1 隧道初支喷射混凝土施工要点

（1）开挖隧道后需要立即向岩面进行混凝喷射，以免岩体发生松弛，引发事故，导致工程遭受破坏，造成施工人员伤亡。

（2）混凝土喷射施工作业要分片、分对岸进行，由上向下进行喷射，一般来说，为了保证喷射质量能够达到预期，每次喷射作业开展时，纵向长度要控制在6.0m以内[1]。

（3）为了保证喷射施工过程中混凝土质量能够达到要求标准，要一边搅拌一边喷射，需要注意的是，施工中产生的回弹物不得再次作为混凝土材料使用。

（4）具体施工开展时，一次性喷射作业在具体开展时要依喷射部位和设计厚度进行确定，初次喷射厚度要控制在4-6cm之间，复喷一次厚度拱顶需要控制在10cm以内，变强厚度则需要控制在15cm以内[2]。

（5）混凝土喷射终凝2h后，要通过洒水方式进行应用，养护时长要控制在7d以上。

2 隧道初支喷射混凝土实践分析

2.1 工程概况

某隧道为单线隧道，其埋深集中在150-280m之间，水头高度在0-280m，整条隧道一共穿越了20条断层、6条结理密集带，穿越地层的岩心特性为灰紫色、灰白色、灰黄色，通过对不同时段岩质进行分析可以发现，每一段的岩性特点都存在一定差异[3]。对隧道具体情况进行分析，最终针对隧道中的暗洞，决定采用复合衬砌，进行初期支护时，采取喷锚支护作业，在实际施工中，要对混凝土喷射量进行分析，在确保施工质量达到要求基础上，减少混凝土使用量，提高经济效益。

2.2 混凝土超耗原因

2.2.1 回弹率造成混凝土超耗

隧道喷混凝土期间，施工单位组织技术人员将彩布条布设在喷射混凝土下方，收集喷射混凝土期间回弹下的混凝量，通过计算完成对多次恢复回弹率的分析，通过多次收集分析，最终确定本次施工的混凝土回弹率在28%-32%之间[4]。

2.2.2 混凝土操作人员引起的混凝土超耗

通过对几个循环喷射混凝土作业情况进行监督可以发现，操作人员在实际施工中受自身能力、图方便等各项因素影响，出现了不规范操作情况，主要体现在以下几个方面：

（1）未利用高压风清理岩面，直接进行混凝土喷射，这将会导致混凝与岩面之间的豁结力达不到要求，喷射完成后，会出现部分脱落问题。

（2）未及时调整边墙、拱顶等部位，这将会导致边墙风过大，拱顶风不足，这将会提高回弹量[5]。

（3）具体施工作业开展时，喷射角度过大、喷嘴与受喷面距离偏远，整个施工作业动作过快，这将会导致表面出现凹凸不平整问题，提高了回弹量，这将会大量混凝土。

2.2.3 存在超挖现象

为了进一步对混凝土耗量高居不下原因进行分析，施工单位组织测量队伍进入到施工现场，对隧道初支断面情况进行扫描，在每组开挖完成后，测量组通过对仪器进行应用，开展开挖扫描作业。通过实际测量可以发现，隧道开挖面与设计面相比会超出30-50cm，超出设计值较多，则也就导致实际施工中，喷射混凝土远超设计量。

2.3 降低隧初支喷射混凝土耗量的合理措施

2.3.1 通过优化配比方式降低回弹率

在具体施工作业开展时，为了避免由于回弹率过大而造成的混凝土耗量过大现象，需要对喷射混凝土配比进行优化，具有优化措施如下：

（1）拌和用水采取的pH酸碱度不大于4的酸性水，并且含盐量要控制在1%以内，最大程度减小施工用水对于采用的硅酸盐水泥硬化与凝结造成的不良影响，从而实现混凝土回弹量控制，减少浪费。

（2）为了确保喷射混凝土凝固时间与施工要求相符，应当选择耐久性好、抗渗性强、强度高的硅酸岩水泥，而针对地质条件相对复杂的隧道地段，则要采取早强水泥，以免由于速凝剂与水泥不相容，浪费混凝土。

（3）混凝土强度主要受骨料强度，水泥浆与骨料连接强度共同决定，骨料表面越粗糙，具体施工开展时，黏结强度越高，因此，可以采用碎石作为材料，避免由于黏结性差，而发生混凝土浪费现象。

2.3.2 做好施工技术交底，减少人为原因而引起的混凝土超耗现象

（1）喷嘴与喷射面距离要适当，调整喷嘴角度，使其与喷射面保持垂直，确保喷射压实度最大，回填值最小。通过对本次工程的喷射混凝土施工情况来看，喷水与喷射面之间的距离要控制在1.2-1.5m；喷射作业要保持连续，对于施工中环形移动需要缓慢进行，一旦遇到干扰，可以调整喷嘴角度，使其超过70°。

（2）本次隧道工程的喷射混凝土的具体顺序为分段、分片、分层，整体喷射作业开展时要由下向上进行，在喷射施工中，若遇到低洼处，需要先对低洼处进行喷射，要多次喷射混凝土。

从实际施工情况来看，操作人员开始严格依据相应规范进行操作时。喷射混凝土时，回弹量得到有效控制。但是，经过数次调整开轮廓线和开挖前现场施工人员技术交底，对开挖轮廓线进行扫描，实现了对施工中出现的超挖情况的合理把控，但是取得效果并不明显。因此，为了使超挖情况能够得到改善，减少喷射混凝土耗量，施工单位决定邀请具有多年光面爆破经验专针对光面爆破经验和技术进行讲解，从而使施工人员能够掌握先进的施工知识。培训与施工现场指导主要采取下列措施：

第一，严格把控开挖轮廓线。考虑到施工区域为Ⅲ级围岩，整体情况良好，依据监控数据没有发生沉降情况，在设计时需要预留处约5.0cm沉降量。将设计方预留沉降量作为依据，对开挖现场具体指标进行度额定，针对没有设计的轮廓线，在开挖时，轮廓线与放炮出渣结束后，要做好实测对比分析，每循环要做好施工内容总结， 做好相应调整工作，通过多次循环，最终确定合理开挖轮廓线，为后续施工保驾护航。

第二，严格控制周边眼间距，考虑到施工地理位置为反坡方式，最终决定将调整隧道掌子面周边眼钻孔角度，使其处于0°，而对于出口隧道角度，则要将其调整到5°。

第三，对于施工现场的协眼与周边眼间距应对控制在1.2-1.5m左右，通过多次循环试验，最终决定光爆层后为周边眼间距1.2倍左右。

第四，将施工中采用的每卷炸药切成两截，通过不耦合方式装药，装药时要间隔0.6m，在距离孔位0.6m处时，停止装药

第五，口孔必要堵塞密实，通过对废弃炸药纸箱浸水后进行堵塞。

3结语：

喷射混凝土施工作业会影响整个隧道工程质量，在具体施工开展期间，要依据隧道具体情况，做好相应分析工作，采取合理措施进行调整，从而降低喷射混凝土耗量，确保混凝土在具体施工中作用能够得到合理发挥，提高隧道质量，减少混凝土耗量，提高隧道施工经济效益。

参考文献：

[1]王伟刚,曹伟.隧道初支喷射混凝土回弹量控制措施分析[J].工程技术研究,2022,7(03):120-121+185.

[2]丁维良.软弱围岩隧道初支变形成因及处置防治措施[J].设备管理与维修,2022(02):135-137.

[3]王恒.隧道高渗透区初支用喷射混凝土性能研究[J].国防交通工程与技术,2021,19(02):37-39+85.

[4]郭凤.提高公路隧道初支喷射混凝土平整度的措施[J].公路交通科技(应用技术版),2020,16(06):78-79.

[5]熊小锋.隧道工程初支湿喷混凝土回弹率控制施工技术研究[J].价值工程,2020,39(01):148-150.

作者简介：1987年06月，女，助理经济师，大学专科，主要公路物资设备管理，E-mail：864967758@qq.com。