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浅谈喷射混凝土回弹率高、掉块的原因分析及解决措施

发布时间：2022-08-25T08:40:57.516Z来源：《工程建设标准化》2022年4月第8期作者：熊明涛

[导读]喷射混凝土占隧道混凝土总量近四分之一比重，是控制隧道施工成本的关键点。

熊明涛

中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北十堰442000

摘要：喷射混凝土占隧道混凝土总量近四分之一比重，是控制隧道施工成本的关键点。下面统计分析在建川藏X标、川藏Y标、池黄铁

路等项目喷射混凝土回弹率高，施工过程掉块严重等质量缺陷。从原材料质量控制、配合比设计、混凝土施工质量控制、现场施工环境等方面进行调研统计分析，结合现场实际情况总结隧道初期支护混凝土回弹率大、掉块的原因及解决措施。

关键词：隧道施工；喷射混凝土；回弹率；掉块；原因分析；解决措施

1工程概况

目前公司在建的川藏7、川藏4、西十、杭衢、池黄5个项目共22座隧道，喷射混凝土均采用施工技术难度高、强度保证率好的湿喷工艺施工，各项目均存在不同情况的回弹率大、掉块等现象，各项目具体施工情况如表1。

表1：公司在建项目喷射混凝土施工情况一览表

2原因分析

各项目成立隧道喷射混凝土质量跟踪小组，制定质量指标清单，每天现场实测喷射前混凝土坍落度、喷射过程各部位回弹量，统计混

凝土出场、运输、停滞时间，同时实施日汇报制度，每天总结分析现场实测数据，指导下一步施工组织安排，现将隧道初期支护混凝土掉

块原因分析如下：

2.1喷射混凝土原材料控制

喷射混凝土基本原材料主要由水泥、机制砂、碎石、减水剂及速凝剂组成，试验人员定期将原材料数据、生产数据进行汇总分析，总

结如下：

（1）水泥：各项目水泥均满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》技术性能要求，且水泥质量稳定，无较大波动。表2：各项目水泥基本性能指标一览表

（2）细集料：5个项目细集料均为机制砂，性能较稳定，川藏Y标、7标0.075mm以下含量和亚甲蓝MB值不符合要求，其他项目均能满足规范要求。

表3：各项目细集料基本性能指标一览表

表3：各项目细集料基本性能指标一览表

（3）碎石：喷射混凝土用5-10mm碎石级配合格，但含泥量均显示超标，4.75mm筛和2.36mm筛细颗粒含量较多，混凝土比表面积偏

大、无骨架作用、强度增长较慢，导致混凝土易发生掉块，回弹量增大。表4：各项目粗集料性能指标一览表

（4）减水剂：由于材料波动、温度波动、运输距离等原因造成混凝土波动，如池黄铁路项目由于温度骤降，现用减水剂缓凝成分较高，及时联系减水剂厂家对配方进行调整（减水剂配方缓凝成分降低30kg/吨，减水提高20kg/吨），确保混凝土工作性能。试验人员在混凝土出站时应严格控制混凝土各项性能，杜绝喷锚混凝土在现场加水的情况。保证适宜的水胶比是降低混凝土回弹率的重要手段之一。

表5：各项目减水剂基本性能指标一览表

（5）速凝剂：各项目速凝剂进场检测指标均能满足规范要求。但未进行速凝剂与水泥的相容性试验，川藏X标速凝剂厂家根据现有水泥将速凝剂和水泥的适应性重新进行调整，根据气温调整了速凝剂的凝结时间，将凝结时间由原来的3分钟调整为1.5分钟，喷射混凝回弹量明显改善。

表6：各项目速凝剂基本性能指标一览表

进场速凝剂稳定性较差，检查中发现各隧道口使用速凝剂均存在不同程度沉淀及分层现象，速凝剂浓度不均匀导致稳定性较差，在池黄铁路金鸡岭1#隧道进口初支混凝土施工过程中，发现喷射完成后2h还未终凝，凝结时间较长导致混凝土受复喷压力冲击扰动发生掉块。后取样检测该速凝剂稳定性，3天底部沉淀物体积26ml，明显分层。见图1、图2所示。

图1：进场检验图2：3天沉淀物体积

存放环境不合规，速凝剂为隧道施工工班自购物资，存放较为随意、粗犷，部分隧道口现场速凝剂储样桶未设立专用仓库且未进行覆盖，

露天存放经暴晒后易出现速凝剂变质、遇

雨进水稀释等情况。速凝剂现场存储环境见图3。

图3：速凝剂现场存储环境

2.2施工混凝土配合比控制

（1）混凝土配合比设计：各项目配合比设计均参照《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55进行设计，水胶比取值满足规范要求，但设计过程均未考虑湿喷工艺应喷射密实性与速凝剂对结构强度的影响。依据《铁路隧道湿喷混凝土施工技术规程》Q/CR9249-2020要求计算配制强度时，强度标准值应乘以k1、k2系数。湿喷混凝土密实性系数k1宜为1.05～1.25,速凝剂强度影响系数k2依据减水剂性质取值，宜为1.00～1.40。

表7：速凝剂强度影响系数kz取值

（2）施工配合比控制：由于材料波动、温度波动、运输距离等原因，为保证混凝土拌合物性能满足施工要求，各项目施工配合比在理论配合比基础上均存在减水剂超掺现象，池黄项目3#拌合站减