长大隧道喷射混凝土超耗分析及控制技术研究

长大隧道喷射混凝土超耗分析及控制技术研究

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摘要：近年来我国公路隧道工程取得了较为喜人的发展成果，隧道喷射混凝土施工领域也实现了较为长足的进步。其中，喷射混凝土的超耗控制一直是隧道成本控制的关键，尤其对长大隧道来说，是一个隧道工程项目最终是否盈利控制的关键。本文结合工程实例对长大隧道隧道喷射混凝土的质量控制措施进行了总结。

关键词：长大隧道；喷射混凝土；超耗分析；控制技术

引言

在公路隧道工程的具体施工过程中，隧道喷射混凝土提供的初期支护直接影响洞内施工安全，喷射混凝土超耗是隧道工程项目成本控制的重点，到现在全国全面推广施工采用湿喷作业，喷射混凝土同样一直是隧道工程项目成本控制的重点。尤其对长大隧道来说，是一个隧道工程项目盈利的关键。因此，喷射混凝土超耗原因分析以及超耗控制尤为重要。

1喷射混凝土施工工艺

就施工工艺层面开展分析不难发现，喷射混凝土某种意义上等同于同时开展的混凝土振捣、浇筑和运输，这就使得喷洒混凝土具备施工速度快、施工方法简单、施工成本低等一系列优势。在近年来学界围绕喷射混凝土开展的研究中，很多学者发现施工初期的喷射混凝土属于柔性结构，这一结构使得该施工技术在释放围岩应变方面有着不俗表现。喷射混凝土施工工艺可以分为干喷、湿喷、潮喷以及混合喷四种，这类工艺的区别主要体现在投料程序、加水和速凝剂的时机方面，四种施工工艺的特点如下所示：（1）干喷。干喷工艺的特点在于水泥、砂、石子三者的混合物与水在喷头处混合，其中石子粒径应小于16mm，喷射的速度应控制在40m/s～60m/s。（2）湿喷。湿喷工艺的特点在于原材料预先与水拌和均匀，具体施工过程需选择较小的水灰比，由此即可保证喷射过程中水泥颗粒与集料互相撞击、连续挤压，喷射混凝土的强度、耐久性、密实性将由此实现长足提升。（3）潮喷工艺是为了降低上料、拌料、喷射环节产生的粉尘，骨料预先加少量水是该工艺的特点所在。潮喷工艺与干喷较为相似，大量的水由喷头处加入和喷出，由于潮喷工艺能够较好保证施工现场、喷射混凝土质量，因此其属于业界最主流的喷射混凝土施工工艺。（4）混合喷射。混合喷射源于分次投料搅拌工艺与喷射工艺的结合，水泥裹砂（砂、石）造壳技术属于其工艺核心，能够有效降低粉尘和回弹率、具备较为优秀的混凝土质量是该工艺的优势所在，但受制于工艺复杂、故障处理繁琐、机械清洗难度较大，该喷射混凝土工艺的应用范围较窄。

2喷射混凝土超耗全面原因分析

2.1人员因素

通过在喷浆过程中跟班作业，发现在同等作业条件下，喷浆操作手操作水平、熟练程度在很大程度上对混凝土的回弹量有着直接的联系，如喷浆口移动速度较慢时，易造成喷浆量堆积，成骨状，致回弹量增加；操作不熟练时，也易造成堵管、爆管，不仅使混凝土量增加，而且也增加了工序作业时间；另外也有可能对湿喷机保养不彻底或者不当，造成工序循环时间增加。

2.2机具设备

适合长大隧道喷射混凝土施工，具有行走、泵送和喷射三大功能，整机性能稳定，操作简单，具有生产率高、回弹度低、施工质量高的特点。同时也避免或者减小、减弱因机具设备对湿喷混凝土喷射质量的影响。

2.3物料

物料主要指两方面，一是喷射混凝图原材质量和速凝剂的的质量，二是混凝土的拌合质量。作为现场主要考虑喷射混凝土运至现场的质量，坍落度是否合适，若是太大，回弹量就会增加；若是太小，易造成堵管，不仅易损坏配件，同时也增加了作业时间。

2.4方法

一个工作内容的施工顺序，施工技术，对其工作内容的作业质量起着关键的作用。采用合理的的施工工艺对喷射混凝土的喷射质量有着重的作用，不仅影响着喷射混凝土的喷射质量（平整度、喷射厚度、强度），同时也影响着喷射混凝土的超耗量。

2.5环境

环境即作业现场作业环境的情况，有两方面，一是作业面环境情况，及开挖断面是否平顺，超欠挖是否超标，这直接影响混凝土的实际用量；二是作业面的通风情况，即作业面空气质量，如果空气太差，作业人员不忍受作业，将影响到作业人员心情，当然也会导致其操作水平降低，造成混凝土的额外超耗。

3长大喷射混凝土超耗控制技术

3.1人为因素控制

人员因素为较难控制，对于人为因素本隧道采用以下两方面进行控制：（1）培训教育岗前进行专业培训，时长15天，确保其能熟练使用大型湿喷机械手，掌握作业要点，以及熟悉喷射混凝土的作业流程。并在作业过程中，邀请专业人员及本单位技术人员跟踪作业指导1个月，确保其机械手操作、作业要点，作业流程完全掌握，喷射混凝土质量在不断提升。（2）素质教育对于作业人员不仅要进行专业培训、技术指导，还有对其进行思想教育（素质教育），也就是要进行爱岗敬业教育，并以先进事迹进行宣传，提高其荣辱感，这样的教育要定期、不定期的进行，潜移默化提高其素质。

3.2环境因素控制

环境因素影响控制最大的难点是开挖面质量的控制，尤其对于长大隧道来说，超挖情况，直接会造成喷射混凝土量的增加，是成本控制的关键。为确保环境因素得到有效控制，应合理的采取相应的措施避免造成混凝土超耗。首先，加强超前支护严格控制超前支护施作质量。一是确保外插脚施作质量，外插脚不能过大，开挖时开挖面拱部掉块，滑塌，导致超挖；也不能过小，过小会造成欠挖，处理欠挖时，会增加开挖作业时间，而且大多情况下，欠挖处理时，很容易造成超挖。二是确保超前支护的有效长度，有效的搭接长度。三是如果超前支护需要注浆，一定要确保注浆效果，注浆要饱满。其次，选用合理科学的开挖方法隧道大部份围岩处于土石分阶段，采用控制爆破进行爆破开挖，同时，在爆破作业过程中，进行不断统计、分析、总结，且根据超前地质预报情况，合理的布孔，数据分析装药，并通过爆破进尺、周边炮眼残余率等进行衡量，确保超挖情况得到有效的控制，同时也保证混凝土超耗得到有效控制。

3.3建立健全奖励机制

稳步推进考核奖励机制规范化、科学化，以考核促动作业人员的主观能动性，以每循环的实际超耗量为统计依据，按照每月的合计超耗量为考核依据，逐月对比，并结合同条件兄弟单位的数据对比，做到奖罚分明，鼓励其用心工作。

3.4加强喷射混凝土的养护

喷射混凝土养护同样关系其施工质量，具体养护应围绕以下几方面开展：（1）完成混凝土喷射后养护。完成喷射且混凝土终凝2h后，需立即开展喷水养护，每天至少喷水5次、养护时间在14d以上。（2）补修。如养护过程发现混凝土出现裂纹、色泽不均、剥落等不良现象，需立即进行补修。（3）养护关键点。

结语

综上所述，喷射混凝土施工质量直接关系长大隧道施工整体质量。而喷射混凝土的超耗是每个隧道关注重点，于长大隧道更是成本控制的关键。因此，为保证喷射混凝土施工质量，必须对具体施工的各环节予以高度关注，方案、制度、措施也必须得以落实。

参考文献：

[1]张军.隧道工程喷射混凝土回弹量控制的实践与研究[J].四川水泥，2016（04）.

[2]王正瑜.隧道工程喷射混凝土超耗控制措施探究[J].工业技术，2017（05）.

[3]康政房玉中陈晓成杨怀强叶勇.降低隧道开挖施工中喷射混凝凝土超耗量[J].山西建筑，2018（08）.