(中铁隧道局集团有限公司工程试验分公司 广东 广州 510000)

引言

徐朝峰等在对长大隧道喷射混凝土超耗分析及控制技术研究中提到，喷射混凝土在施工存在的超耗因素有人员因素、机具设备、物料、施工方法和作业环境。同时也从这些方面提出了一些相对应的控制措施[1]。任文光等认为喷射混凝土在施工过程中存在超耗的因素有：喷砼料转运、回弹率、喷砼操作手、超挖现象，并通过对小马厂隧道及喇嘛寺隧道在施工过程中喷射混凝土的超耗分析得到隧道超挖是损耗的主要因素。同时通过控制分析得到采用光面爆破是隧道超欠挖控制的关键所在[2]。王正瑜等以成兰铁路茂县隧道为例，认为响喷射混凝土超耗的因素有爆破参数、钻爆工艺、混凝土性能及喷射工艺，最重要的是人为因素。并从系统进行光爆方面的培训、合理设计优化参数、保证混凝土稳定性等方面进行了管控[3]。夏海认为位于青海省的莫兰台岭隧道施工中喷射混凝土超耗的的主要因素则有原材料、速凝剂的特性以及配合比、超挖、湿喷工艺和信息化管理等多方面影响[4]。

综上所述，本文认为隧道施工过程中喷射混凝土的超耗因素主要有：隧道超挖与环境、原材料以及配合比、设备以及操作人员三个方面。

一、喷射混凝土超耗因素分析

(一)隧道超挖与环境对喷射混凝土超耗的影响

超挖回填造成混凝土存在严重的超耗，同时超挖增加喷射混凝土厚度，喷射混凝土凝结强度不足以支撑重量造成混凝土回弹增加。一方面作业环境中的开挖面是否平整，是否有超欠挖，另一方面环境温度及混凝土温度对喷射混凝土的凝结时间影响较大，特别是冬季温度低，如冬季施工措施不足就会增喷射混凝土的回弹增大造成超耗。

(二)原材料及配合比对喷射混凝土超耗的影响

粗骨料颗粒过大过小都会增大喷射混凝土回弹造成超耗，目前市场上的粗骨料质量普遍不稳定；细骨料的表面越粗糙，为增大喷射混凝土和易性必然增加砂率，降低混凝土界面黏结度，增大超耗，机制砂细度模数较大造成喷射混凝土砂率较大回弹增大；减水剂减水率偏小，会增加每方混凝土的用水量，降低黏结力，使混凝土和易性降低，增大超耗；速凝剂与水泥适应性对喷射混凝土的凝结时间影响较大，适应性差增大超耗；施工配合比应根据不同材料与湿喷机进行调整，不同湿喷机对混凝土的稠度有不同的要求，不同稠度的混凝土凝结强度形成时间不一致，回弹也有差别，稠度越大回弹越大，超耗越大。

(三)设备及操作人员对喷射混凝土超耗的影响

每台湿喷机对混凝土的要求都不同，甚至于同一台湿喷机在不同的时候对混凝土的状态要求也是不同的，要在施工过程中进行调整，混凝土的损耗也是必然；喷射混凝土速凝剂施加采用流量计，并且受很多因素影响，如电压、喷射压力、喷射混凝土速度，要熟练掌握这个规律需要实践，也会造成混凝土损耗；设备操作人员必须熟料掌握设备特性，与设备匹配好后可以驾轻就熟，减少损耗，目前行业状态是人员更换频繁，刚适应就更换人，一直就在培训和熟练中，因此混凝土超耗也是必然的。

二、喷射混凝土超耗控制措施

(一)隧道超挖和环境控制措施

加强地质勘探和超前地质预报工作，在施工过程中，应当做好地质调查、掌子面写实等工作，及时总结分析，同时与施工人员做好交接工作。同时制定管理办法及奖惩制度，做好施工现场的管理工作，此外需要做好技术交底工作，技术人员对施工人员要做好关键环节的培训工作，确定有序的施工爆破方案。最后要做好测量放样工作，做好现场监督工作，选择合理的预留变形量，既要满足工程施工经济合理的要求，又要确保施工安全[5-6]。同时适时对作业环境温度的检测，按照规范要求进行夏季作业与冬季作业，尽可能降低环境温度对施工过程的超耗。

(二)原材以及配合比的控制措施

碎石过大会使回弹正大，过小会导致强度降低，因而要结合实际情况进行碎石中大小碎石比例的适配，确定可行的实施方案。对于细骨料而言，喷射混凝土时砂子最好使用中粗砂，试验证明，细度模数在31—3.3之间，含泥量小于4.5%，含水率在5%-7%之间为宜[7]。

对于减水剂而言，目前大多施工过程中使用的是高性能减水剂，一般按掺量为胶凝材料总量的1%，但在实际施工过程中仍需要不断进行掺量的调整以使喷射混凝土坍落度和易性以及流动性能达到最佳效果，从而降低超耗。同样需要对速凝剂掺量的调整，以确保现场施工过程中混凝土的凝结时间在一个合理的范围之内[8]。

在进行优化配合比过程中，喷射混凝的最佳水灰比控制在0.45—0.55之间[7]。

(三)设备和人员对喷射混凝土超耗的控制措施

在选用湿喷机时，优先选用自动化程度高的全电脑控制的湿喷台车，可以极大地减少回弹，现场使用比较成熟的湿喷机品牌有迈斯特、诺迈特等。其次，操作人员必须进行专业方面的培训，熟练掌握湿喷工艺的操作[9]。

结语

喷射混凝土的超耗因素有众多，在以后的施工过程中应当从减少隧道超挖、原材料以及优化配合比、环境和设备人员等方面进行超耗控制，减少经济损失，提高经济效益。