隧道喷混凝土技术现状和发展

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1、隧道喷混凝土技术——现状和发展9/19/20211关宝树喷混凝土支护，在地下工程中占据十分重要的位置。这是大家公认的。它不仅是初期支护的主要构件，也逐渐成为永久支护的重要构件。许多国家都把提高喷混凝土的性能、技术放在十分重要的位置。日本土木学会2005年公布的“隧道喷混凝土指南”、挪威隧道学会的1999年的“喷混凝土岩石支护”以及欧洲共同体的有关喷混凝土性能的规定等，都说明了这个问题的重要性。9/19/20212关宝树一、对喷混凝土支护作用的认识喷混凝土是如何发挥其支护作用的？对此我们必须有一个明确的认识。首先，喷混凝土必须与围岩密

2、着，与围岩成为一体才能起支护作用；因此我们要求喷混凝土的一个重要性能，就是与围岩的附着性，或者说喷混凝土与围岩的附着强度。这一点在我们的设计施工中，常常是被忽略了。9/19/20213关宝树一、对喷混凝土支护作用的认识其次，隧道开挖后，我们希望能在“最短的”时间内，控制住围岩的松弛或变形，因此，我们要求以“最快的”速度向围岩喷射混凝土。混凝土的强度是随时间增长的。要其发挥支护作用，就必须让喷混凝土在“短时间”内达到一定的强度。也就是说，喷混凝土必须具备在短时间内达到一定强度的性能，就是我们所谓的“初期强度”。根据围岩条件，喷混凝土的

3、初期强度，有的取3小时强度，有的取24小时的强度。这一点，我们在设计施工中也被忽略了。9/19/20214关宝树一、对喷混凝土支护作用的认识最后，具有一定厚度的喷混凝土层也具有结构作用。喷混凝土的结构作用，是我们在设计中考虑到主要作用。喷混凝土只有在充分考虑其附着性、初期强度和结构作用的条件下，才能充分发挥其支护作用。9/19/20215关宝树二、喷混凝土的基本性能喷混凝土的基本性能，根据其功能有两种考虑。一种是有二次衬砌的场合，一种是无二次衬砌的场合。有二次衬砌的场合仅仅要求满足安全性能的要求。即应具有设计基准强度、初期强度和弯曲

4、韧性的力学性能。后者是对钢纤维喷混凝土附加的性能要求无二次衬砌的场合，也就是喷混凝土作为永久支护的场合，除应具有上述力学性能外，还要满足抗裂性、抗剥离性、美观、及耐久性的要求。9/19/20216关宝树喷混凝土的力学性能1、设计基准强度2、初期强度：3、附着强度；9/19/20217关宝树1、设计基准强度喷混凝土不仅是初期支护的一个重要构件，也是永久支护的一个重要组成部分。因此在许多国家都规定喷混凝土的设计基准强度，采用与衬砌混凝土同等的强度。不仅如此，考虑到材料、配比或者施工机械的技术进展，喷混凝土稳定的高强度已经成为可能，因此喷

5、混凝土的设计基准强度有向高强度方向发展的趋势。例如，日本第二东名·名神高速公路，在大断面隧道中，采用材龄28天的抗压强度36N/mm2作为设计基准强度。也有的国家规定在不良地质条件下采用高强度喷混凝土的建议。9/19/20218关宝树在一般地质条件下的隧道，喷混凝土设计基准强度采用与衬砌混凝土强度相当的建议是可行的。另外应该指出，在欧洲一些国家的喷混凝土规定中，很少有采用小于C25等级的喷混凝土。在不良地质条件下的隧道，应该提高喷混凝土的强度等级，采用高强度混凝土也是合适的。9/19/20219关宝树喷混凝土抗压强度划分EFNARC

6、的标准强度划分C24/30C28/35C32/40C36/45C40/50C44/55C48/60圆柱体试件24283236404448立方体试件303540455055609/19/202110关宝树挪威的标准喷混凝土抗压强度划分抗压强度(MPa)C30C35C40C45C50C55立方体试件的最小抗压强度303540455055取样试件的最小抗压强度19.222.425.628.832.035.29/19/202111关宝树2、初期强度一般说，喷混凝土是最先施设的，都希望它尽快地发挥作用，这是我们要求喷混凝土具有一定初期强度

7、的目的。设定喷混凝土初期强度时，应考虑隧道开挖条件及随掌子面进展产生的围岩动态，以充分确保掌子面及其附近围岩的稳定，取24小时以内的强度为标准。初期强度，应根据围岩条件和施工条件，可以取24小时以外的强度为标准，有的国家就是以3小时的强度作为基准的。9/19/202112关宝树初期强度的设定值与设计基准强度一样，因隧道功能、断面形状等构造条件、荷载条件及设计方法等而异。下表是日本各单位的初期强度设定事例。单位类别材龄3小时抗压强度（N/mm2）材龄24小时抗压强度（N/mm2）道路协会喷混凝土－5铁道建设·运输设施高品质喷混凝土1.

8、58道路公团喷混凝土－5高强度喷混凝土210高强度纤维喷混凝土2109/19/202113关宝树欧洲，根据掌子面的进展，考虑确保掌子面及其附近的围岩稳定的重要性，要求喷混凝土具有图示的初期强度。9/19/202114关宝树J1：（A~