隧道工程喷射混凝土质量控制探究

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摘要：喷射混凝土是隧道工程中常见的施工技术，具有操作简单、适用范围广、强度高、支护工作量小等优势，可以切实满足隧道工程的衬砌支护施工需求，与钢拱架组成稳定的联合支护结构，起到控制隧道周边围岩变形的作用，对安全生产施工目标的贯彻落实有着重要意义。为有效发挥喷射混凝土施工技术作用，对隧道工程喷射混凝土施工质量控制问题进行探讨，提出质量控制措施。

关键词：隧道工程；喷射混凝土；质量控制

1隧道工程喷射混凝土材料质量控制

1.1原材料质量控制

1.1.1拌合水隧道工程施工普遍选择使用酸碱值适中、经过过滤处理的生活用水作为混凝土拌合水。拌合水pH值过大或过小、硫酸盐含量超过相应标准，将影响混凝土搅拌质量、凝结硬化效果。例如，在使用硅酸盐水泥时，如果拌合水的pH值小于4，混凝土在产生水热化反应时将出现水分快速蒸发现象、孔隙率有所提升，最终导致混凝土强度不达标，内部形成大量毛细孔。因此，应提前对拌合水的pH值、硫酸盐含量等指标进行检测，去除水体中混入的各类杂质。

1.1.2骨料在骨料材料投入使用前，检查骨料粒径，如骨料实际粒径过大、与相关标准不符，则禁止使用质量不达标的骨料，避免对混凝土强度造成影响。例如，在使用大粒径骨料材料时，则骨料与泥浆接触面积会缩小，可能出现混凝土搅拌不均现象。此外，为改善混凝土材料性能，在条件允许前提下，应配置碎石作为骨料，碎石表面结构粗糙，可以起到改善混凝土界面粘结效果的作用。将碎石骨料的粒径值控制在15mm以内，将骨料含水率控制在6%左右。

1.1.3水泥从材料选择角度来看，应配置具有较高强度、良好抗渗性能的水泥品种，如标号不小于42.5的硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等等。而在特殊施工条件下，也可选择配置早强水泥。简单来讲，根据工程实际情况、现场地质条件而定。在水泥材料贮存期间，定期开展清查盘点工作，检查水泥材料是否产生潮湿受损、结块等质量问题。

1.1.4外加剂以使用最为常见的速凝剂为例，提前对速凝剂开展相溶性实验等一系列实验，确定速凝剂质量达标、掺入速凝剂的混凝土初凝与终凝时间符合预期要求后，再将速凝剂投入使用。同时，定期检查所储存速凝剂是否出现潮湿变质现象，严格控制速凝剂掺量。

1.2科学设定配合比方案

为保证所制备混凝土材料性能符合使用要求，技术人员应根据工程情况、设计要求，科学制定混凝土配合比方案，准确计算水泥、拌合水、砂石、速凝剂、高效减水剂等材料的用量比例。同时，组织开展混凝土试拌作业，将试品送至实验室进行检测，根据检测报告对配合比方案进行优化调整，明确各类原材料的用量最优值。

1.3混凝土材料质量检测

在混凝土搅拌完毕后，依次对混凝土材料的抗压强度、粘结强度、抗剪强度等性能进行检测。例如，可选择采取切割钻芯检测技术，工作人员操纵凿岩机等设备从混凝土试件中取出适当规格尺寸的立方体石块，在混凝土养护28h后开展抗压强度试验。随后，将检测结果与《公路工程质量检验评定标准》等规范文件进行对照分析。确定混凝土材料质量达标，方可将其投入使用。

2隧道工程喷射混凝土厚度控制

2.1控制设计与实际差

隧道工程喷射混凝土施工受到人为等因素影响，常出现局部混凝土层薄厚不均问题，大大降低了混凝土衬砌结构性能，同时也影响围岩变形控制效果，还会导致混凝土结构出现裂缝，这也是喷射混凝土施工技术的主要应用难题。为及时处理混凝土层薄厚不均问题，减小设计厚度与实际厚度二者间的偏差值，施工技术人员可选择采取激光断面、凿孔检查等方式来准确评估各部位混凝土层厚度，将厚度测量值与设计值进行对照分析，如若二者偏差值超过允许范围，则表明该部位存在混凝土层薄厚不均问题，要求施工班组进行返工处理。以凿孔检查法为例，在混凝土喷射结束一定时间后，施工人员使用短钎在混凝土层上凿设若干孔洞，检查喷层厚度、标记各断面结构中的混凝土缺陷位置。在搭设钢拱架作为前期支护结构时，混凝土层易出现裂缝、漏筋、薄厚不均等问题，施工人员对缺陷部位进行补喷处理、封闭裂缝即可。此外，混凝土层设计厚度与实际厚度产生过大偏差问题的产生是由于施工人员违规操作或是使用钢筋头等物体作为厚度评判标志物。因此，为提前预防这项施工问题的出现，应做好施工过程现场监管工作，及时制止违章操作、错误施工行为，采取有效处理措施。同时，将钢筋头等标志物焊接固定在支护结构上，避免出现厚度标志物脱落问题。

2.2混凝土喷射过程控制

在混凝土喷射过程中，为严格控制混凝土层厚度，预防各类施工问题出现，应采取以下质量控制措施：首先，重点检查隧道工程现场情况，如若隧道周边围岩结构稳固性不足、存在局部松动现象、缺乏足够抗力时，采取相应处理措施，如清除松动岩块、加大混凝土喷层厚度。其次，在混凝土喷射完毕后，检查隧道工程混凝土初期与衬砌结构是否形成空洞现象，对钢拱架与强度较弱部位进行补喷处理，采取打孔注浆法填补混凝土空洞区，预防防水板挤破问题、漏水现象的出现。

2.3局部喷射混凝土过厚问题处理措施

混凝土喷射过程中，常出现局部混凝土层过厚问题，如没有得到及时解决，会导致防水板顶破、二次衬砌结构表面裂缝、局部应力集中等问题出现。因此，施工技术人员必须重点检查所喷射混凝土层厚度是否超标，及时铲除混凝土突出部位，将实际厚度值控制在合理范围内。对混凝土层厚度进行二次检查，确定局部混凝土过厚问题得到有效解决后，再开展后续挂防水板作业。

3隧道工程喷射混凝土回弹量及养护质量控制

3.1回弹量控制

在隧道工程喷射混凝土施工中，混凝土在凝结硬化期间会产生膨胀现象，导致混凝土表面强度产生一定程度的变化。而回弹量作为检验混凝土强度的一项重要指标，如若混凝土回弹量过大，则表明混凝土强度不足，会加大混凝土裂缝等质量问题的出现率。因此，在喷射混凝土施工中，应重点控制混凝土回弹量，将回弹量控制在15%~24%区间范围内即可。为实现这一目的，需要采取以下控制措施：①技术人员根据隧道工程现场情况，准确计算混凝土喷射水压，根据表面结构光滑度要求来适当调整水灰比。目前来看，在多数隧道工程中，水灰比的最优值为0.45~0.50；②重点对所使用砂石材料质量、粒径进行检查，改善砂石材料级配；③综合分析工程作业条件要求、现场粉尘与风压情况、回弹量限制程度等因素，在其基础上合理选择混凝土喷射工艺，如采取湿喷工艺；④定期清理隧道周边围岩表面结构附着的粉尘污渍；⑤确保受喷面、喷头喷射方向二者稳定保持为垂直状态，将间隔距离控制在0.9m左右，将倾角控制在10°以内。施工人员缓慢移动喷头开展混凝土喷射作业，要求喷头保持匀速移动状态；⑥根据工程情况，合理设定混凝土的分层喷射间隔时间、喷层厚度。

3.2养护质量控制

在正常施工条件下，混凝土强度会随着养护时间、龄期的延长而持续提高，直至达到设计标准为止。但由于隧道工程施工现场环境复杂，隧道内部环境温度较高、空气湿度较小，混凝土在养护过程中往往会出现水分蒸发速度过快现象，水泥石中毛细管所蕴含水分快速蒸发，在少水条件下，导致混凝土水泥水化程度降低。在问题严重时，还将引发混凝土裂缝质量问题的出现，破坏混凝土结构的抗渗性与稳固性能。因此，应做好混凝土养护工作，定期对混凝土表面进行洒水保湿处理，抑制混凝土水分蒸发速度，保持混凝土表面的湿润状态，为水泥水化反应的进行提供必备条件。同时，在混凝土养护期间，还应持续采集实时施工信息，如隧道内部环境温度、空气湿度等等，在其基础上科学制定混凝土养护计划，根据施工情况变更调整混凝土单次洒水量、洒水养护频率。而在混凝土出现裂缝等质量问题时，及时采取有效处理措施。例如，混凝土表面形成微小裂缝时，清理混凝土裂缝表面、均匀涂刷环氧树脂胶泥封闭裂缝。

4结语

在隧道工程中，喷射混凝土施工技术应用合理与否，将直接影响到隧道衬砌结构的受力情况与实际使用寿命。因此，为保证工程质量达标、充分发挥技术优势，企业应积极采取上述喷射混凝土施工质量控制措施，及早树立起安全生产、质量全面控制意识，对喷射混凝土施工技术体系进行创新优化。

参考文献：

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作者：李臣森 单位：中国建筑第二工程局有限公司