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摘要：混凝土湿喷工艺由于其“综合成本低、社会效益好、环境污染小”的优点在隧道施工中逐步占据了主导趋势，并成为铁道部强制要求实施的工艺。混凝土湿喷施工能巨大地改善隧道施工作业环境。缩短喷射混凝土的作业循环，更尤为重要的是以湿喷工艺为依据构建喷射混凝土质量保证体系，以确保喷射混凝土质量符合设计要求。本文结合新岭隧道湿喷施工为例论述了隧道初期支护湿喷混凝土施工工艺流程及质量控制要点。
关键词：隧道 支护 混凝土 湿喷 工程实例
1 工程概况
新建铁路沈阳至丹东客运专线本溪段新岭隧道辽宁省本溪市境内，双线隧道，里程为DK44+255～DK45+
794.91，全长1539.91m。隧道位于直线上，隧道进口至出口段坡度为17.38‰的上坡，隧道最大埋深约为110.99m。其中隧道围岩地质情况复杂，对隧道施工有较大影响，左右线间距为4.6m。全隧初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺进行施工。
2 初期支护湿喷混凝土施工
2.1 设备选用 新岭隧道初期支护喷射混凝土施工采用耿力TY-500型喷射机，该机是TY系列转子活塞式湿喷机。
2.2 混合料的控制及配合比优化 用细度模数为2.5～3.2、级配优良的中粗砂或机制砂作为细集料。砂率一般为45%～55%，含水率宜控制在5%～7%。粗集料选择5～10mm的碎石。水泥选用普通硅酸盐水泥（PO.425），其与混凝土设计标号相适应，且其技术指标符合规定。根据试验配比设定外加剂添量，即为水泥重量的2%～4%。结合场地条件和技术经验，混凝土塌落度宜控制在180～200mm之间，塌落度过小易出现堵管现象，塌落度过大喷射时混凝土难以自稳、易塌落、回弹量较大，同时速凝剂的用量增大，混凝土强度也得不到保证。
2.3 喷射岩面检查处理 喷射前应测量受喷围岩的基本尺寸，并要求隧洞外轮廓较为光顺，欠挖部位应进行补凿，敲帮找顶、清除浮石，之后用高压水或高压风将受喷面上的污泥、灰尘及细岩清除干净。对渗漏水地段，应查明水源，做好防排水措施。必要时用凿岩机钻孔作掌子面及周边围岩的排水。以防止喷射混凝土与围岩间的水阻碍混凝土的粘结及延缓混凝土强度提高。
2.4 喷射手培训及湿喷操作要点 定期组织喷射手参加技能培训，以增加其对湿喷技能知识储备，提高其技能水平。施工时，结合现场施工条件，适当调整喷射角度、喷射距离、风压和混凝土塌落度。施作时软管长度不宜大于20m，隧道拱顶作业时风压宜控制在0.3～0.5Mpa，边墙湿喷作业时风压宜控制在0.2～0.4Mpa。①喷射角及距离：通常要求喷嘴与岩面垂直，边墙喷射时，为了将混凝土喷射到混凝土顶端，先将喷嘴向下俯10°再喷射；以直径方向喷射拱部混凝土，如果钢筋网和格栅盖住作业面，喷头可稍加倾斜，但要控制在70°以内。喷射时，作业面与喷嘴之间的角度不宜过小，以免使混合料在作业面上滚动形成波形喷面，增大回弹量，进而破坏喷射效果；以混凝土最小回弹及最高强度为基准设定喷射距离（通常是0.6～1.2m）。②喷射顺序和时间间隔：喷射时，要按“边墙→拱脚→拱顶”的顺序由下而上分层分段喷射。分层喷射一层的混凝土厚度不宜超过6cm；喷射过程中，第一层与第二层的时间间隔必须控制在15～20min以内。喷射前，先对作业面进行找平，喷头呈S形或螺旋状匀速施喷，每圈压前面半圈，绕圈直径不宜超过30cm，每次的喷射长度应根据混凝土速凝效果决定以求喷出的面层平顺光滑；在下层喷射前应保证上层达到一定强度，每次喷射长度宜为3～4m。③回弹量调整：喷射过程中由于岩面、钢筋或骨料相互碰撞而从受喷面上弹落下来的拌和物称为回弹量，其根据喷射位置、空气压力、水泥用量、水灰比及骨料最大粒径和级配等决定，喷射初期回弹量较大，当其形成塑性层后则粗骨料易嵌入回弹量则会减小，因此应调整喷射厚度来控制回弹量；同时由于回弹料中水泥含量小且主要为粗骨料，因此其不宜用于重新使用而影响最终的喷射质量。④整平：对喷射层进行整平对提高结构强度及耐久性均有利，但对其进一步追加振动平整则会产生负面影响，即可损坏混凝土与钢筋间的粘结并易在混凝土内部产生裂缝，但依靠喷射自然形成的面层则过于粗糙并对后期二衬防水板的铺设产生影响，因此施工中在喷射混凝土初凝后则用刮刀将多余混凝土刮掉，之后用喷浆或抹灰浆对其找平。⑤养护：混凝土终凝两小时后开始为期7天的洒水养护；外界气温在5℃以下时禁止喷水养护，以免引发冻裂病害。
2.5 喷射混凝土施工应注意的问题 ①隧道开挖后及时喷射混凝土，以免岩体松动影响工期进度。②根据施工要求设定速凝剂掺量，并均匀拌和。③喷层表面是否平整光滑，主要取决于水灰比的控制是否得当，因此在施工过程中要严格按设计要求设定水灰比。④依据场地条件设定喷射移动轨迹，切要缓慢移动，待混凝土厚度达到设计要求才移开，然后逐块扩大喷射范围。⑤有钢架时，钢架与围岩间隙必须以喷射混凝土填充密实，要将钢架覆盖。
2.6 安全措施 ①喷射前，仔细检查施工地段的围岩情况，及时清理浮石、危石，排除安全隐患。②在已衬砌或围岩相对稳定的地段布设喷射机，并确保工作面照明和通风条件良好。③喷射时，按设计要求设定水压、风压，事前采取防尘措施。④切忌风嘴对人，以免造成人员伤亡。
2.7 工程实例 新岭隧道整个湿喷施工过程中的经验表明，当砂子细度模数控制在2.5～3.2之间、石子粒径控制在5～10mm（最大粒径不大于15mm）、混凝土塌落度控制在180～200mm时，TY-500湿喷机速凝剂计量泵流量调节螺杆示数调至6.5左右时，其喷射速度和喷射效果都较好。正常喷射情况下实际生产率能达到5方/h（该机的额定生产率为6方/h），喷射混凝土的1d、28d强度均能满足设计及规范要求；回弹量在8%～10%左右，远小于干喷施工回弹量的30%，大大地降低了施工成本。
3 结束语
混凝土湿喷施工工艺已在新建铁路沈阳至丹东客运专线本溪枢纽新岭隧道、唐家堡子隧道、赵地沟隧道、威宁营隧道、小明山隧道施工中得到推广应用，施工效果可圈可点。随着隧道湿喷技术和设备的更新，湿喷工艺以其高效、环保、高能等优点，将在我国铁路、公路隧道及其他地下工程施工防护中有着广泛的应用前景。
参考文献：
[1]铁道部.TZ204-2008铁路隧道工程施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2008.
[2]铁道部.TB10304-2009铁路隧道工程施工安全技术规程[S].北京：中国铁道出版社，2009.
[3]郭陕云.隧道施工技术方案及方法遴选要点[M].隧道建设，2006.
[4]铁道部.TB10417-2003铁路隧道工程施工质量验收标准[S].北
京：中国铁道出版社，2004.
[5]傅鹤林等.隧道安全施工技术手册.人民交通出版社，2010.06
[6]肖洪.隧道初期支护质量控制浅谈[J].隧道建设，2000（3）：50-54.
关键词：隧道 支护 混凝土 湿喷 工程实例
1 工程概况
新建铁路沈阳至丹东客运专线本溪段新岭隧道辽宁省本溪市境内，双线隧道，里程为DK44+255～DK45+
794.91，全长1539.91m。隧道位于直线上，隧道进口至出口段坡度为17.38‰的上坡，隧道最大埋深约为110.99m。其中隧道围岩地质情况复杂，对隧道施工有较大影响，左右线间距为4.6m。全隧初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺进行施工。
2 初期支护湿喷混凝土施工
2.1 设备选用 新岭隧道初期支护喷射混凝土施工采用耿力TY-500型喷射机，该机是TY系列转子活塞式湿喷机。
2.2 混合料的控制及配合比优化 用细度模数为2.5～3.2、级配优良的中粗砂或机制砂作为细集料。砂率一般为45%～55%，含水率宜控制在5%～7%。粗集料选择5～10mm的碎石。水泥选用普通硅酸盐水泥（PO.425），其与混凝土设计标号相适应，且其技术指标符合规定。根据试验配比设定外加剂添量，即为水泥重量的2%～4%。结合场地条件和技术经验，混凝土塌落度宜控制在180～200mm之间，塌落度过小易出现堵管现象，塌落度过大喷射时混凝土难以自稳、易塌落、回弹量较大，同时速凝剂的用量增大，混凝土强度也得不到保证。
2.3 喷射岩面检查处理 喷射前应测量受喷围岩的基本尺寸，并要求隧洞外轮廓较为光顺，欠挖部位应进行补凿，敲帮找顶、清除浮石，之后用高压水或高压风将受喷面上的污泥、灰尘及细岩清除干净。对渗漏水地段，应查明水源，做好防排水措施。必要时用凿岩机钻孔作掌子面及周边围岩的排水。以防止喷射混凝土与围岩间的水阻碍混凝土的粘结及延缓混凝土强度提高。
2.4 喷射手培训及湿喷操作要点 定期组织喷射手参加技能培训，以增加其对湿喷技能知识储备，提高其技能水平。施工时，结合现场施工条件，适当调整喷射角度、喷射距离、风压和混凝土塌落度。施作时软管长度不宜大于20m，隧道拱顶作业时风压宜控制在0.3～0.5Mpa，边墙湿喷作业时风压宜控制在0.2～0.4Mpa。①喷射角及距离：通常要求喷嘴与岩面垂直，边墙喷射时，为了将混凝土喷射到混凝土顶端，先将喷嘴向下俯10°再喷射；以直径方向喷射拱部混凝土，如果钢筋网和格栅盖住作业面，喷头可稍加倾斜，但要控制在70°以内。喷射时，作业面与喷嘴之间的角度不宜过小，以免使混合料在作业面上滚动形成波形喷面，增大回弹量，进而破坏喷射效果；以混凝土最小回弹及最高强度为基准设定喷射距离（通常是0.6～1.2m）。②喷射顺序和时间间隔：喷射时，要按“边墙→拱脚→拱顶”的顺序由下而上分层分段喷射。分层喷射一层的混凝土厚度不宜超过6cm；喷射过程中，第一层与第二层的时间间隔必须控制在15～20min以内。喷射前，先对作业面进行找平，喷头呈S形或螺旋状匀速施喷，每圈压前面半圈，绕圈直径不宜超过30cm，每次的喷射长度应根据混凝土速凝效果决定以求喷出的面层平顺光滑；在下层喷射前应保证上层达到一定强度，每次喷射长度宜为3～4m。③回弹量调整：喷射过程中由于岩面、钢筋或骨料相互碰撞而从受喷面上弹落下来的拌和物称为回弹量，其根据喷射位置、空气压力、水泥用量、水灰比及骨料最大粒径和级配等决定，喷射初期回弹量较大，当其形成塑性层后则粗骨料易嵌入回弹量则会减小，因此应调整喷射厚度来控制回弹量；同时由于回弹料中水泥含量小且主要为粗骨料，因此其不宜用于重新使用而影响最终的喷射质量。④整平：对喷射层进行整平对提高结构强度及耐久性均有利，但对其进一步追加振动平整则会产生负面影响，即可损坏混凝土与钢筋间的粘结并易在混凝土内部产生裂缝，但依靠喷射自然形成的面层则过于粗糙并对后期二衬防水板的铺设产生影响，因此施工中在喷射混凝土初凝后则用刮刀将多余混凝土刮掉，之后用喷浆或抹灰浆对其找平。⑤养护：混凝土终凝两小时后开始为期7天的洒水养护；外界气温在5℃以下时禁止喷水养护，以免引发冻裂病害。
2.5 喷射混凝土施工应注意的问题 ①隧道开挖后及时喷射混凝土，以免岩体松动影响工期进度。②根据施工要求设定速凝剂掺量，并均匀拌和。③喷层表面是否平整光滑，主要取决于水灰比的控制是否得当，因此在施工过程中要严格按设计要求设定水灰比。④依据场地条件设定喷射移动轨迹，切要缓慢移动，待混凝土厚度达到设计要求才移开，然后逐块扩大喷射范围。⑤有钢架时，钢架与围岩间隙必须以喷射混凝土填充密实，要将钢架覆盖。
2.6 安全措施 ①喷射前，仔细检查施工地段的围岩情况，及时清理浮石、危石，排除安全隐患。②在已衬砌或围岩相对稳定的地段布设喷射机，并确保工作面照明和通风条件良好。③喷射时，按设计要求设定水压、风压，事前采取防尘措施。④切忌风嘴对人，以免造成人员伤亡。
2.7 工程实例 新岭隧道整个湿喷施工过程中的经验表明，当砂子细度模数控制在2.5～3.2之间、石子粒径控制在5～10mm（最大粒径不大于15mm）、混凝土塌落度控制在180～200mm时，TY-500湿喷机速凝剂计量泵流量调节螺杆示数调至6.5左右时，其喷射速度和喷射效果都较好。正常喷射情况下实际生产率能达到5方/h（该机的额定生产率为6方/h），喷射混凝土的1d、28d强度均能满足设计及规范要求；回弹量在8%～10%左右，远小于干喷施工回弹量的30%，大大地降低了施工成本。
3 结束语
混凝土湿喷施工工艺已在新建铁路沈阳至丹东客运专线本溪枢纽新岭隧道、唐家堡子隧道、赵地沟隧道、威宁营隧道、小明山隧道施工中得到推广应用，施工效果可圈可点。随着隧道湿喷技术和设备的更新，湿喷工艺以其高效、环保、高能等优点，将在我国铁路、公路隧道及其他地下工程施工防护中有着广泛的应用前景。
参考文献：
[1]铁道部.TZ204-2008铁路隧道工程施工技术指南[S].北京：中国铁道出版社，2008.
[2]铁道部.TB10304-2009铁路隧道工程施工安全技术规程[S].北京：中国铁道出版社，2009.
[3]郭陕云.隧道施工技术方案及方法遴选要点[M].隧道建设，2006.
[4]铁道部.TB10417-2003铁路隧道工程施工质量验收标准[S].北
京：中国铁道出版社，2004.
[5]傅鹤林等.隧道安全施工技术手册.人民交通出版社，2010.06
[6]肖洪.隧道初期支护质量控制浅谈[J].隧道建设，2000（3）：50-54.