节省隧道混凝土的技术有哪些？常见的节省隧道混凝土的技术和方法

节省隧道混凝土的技术有哪些？常见的节省隧道混凝土的技术和方法

在隧道工程中，为了降低工程造价、减少资源浪费，同时满足结构安全和耐久性要求，通常会采用多种技术来节省混凝土的用量。本文将详细介绍几种常见的节省隧道混凝土的技术和方法。

一、优化混凝土配合比

选用优质原材料：

• 水泥：选择低水化热、低碱含量的水泥，控制水泥的细度和比表面积，在保证强度的基础上，减少水泥用量可以降低成本，同时提高混凝土的耐久性和稳定性。
• 骨料：选用级配良好、质地坚硬的骨料，控制骨料的粒径和级配，使其能在混凝土中形成紧密堆积，提高混凝土的工作性能和强度，减少混凝土的空隙率，从而在一定程度上减少混凝土用量。
• 外加剂：添加高效减水剂、缓凝剂等外加剂，改善混凝土的工作性能，在保持混凝土流动性的前提下，降低水灰比，减少用水量，进而降低混凝土的收缩率，提高耐久性，也有助于节省混凝土。

掺加矿物掺合料：适量添加粉煤灰、矿渣等矿物掺合料，可改善混凝土的工作性能，部分替代水泥，在不降低混凝土强度的情况下，减少水泥使用量，降低成本，同时还能提高混凝土的抗渗性等性能。

二、采用先进的施工工艺

• 自填充衬砌构筑系统：日本佐藤工业研发的该系统采用自填充混凝土压注技术，无需振捣和管道切换，即可直接将混凝土填充至隧道顶部。通过对滑移式拱架设备和结构方面的改进，实现了混凝土浇筑高度的左右自动均衡，提升施工效率的同时，能精准控制混凝土用量，避免浪费。
• 旋臂式布料机与360潜望式浇筑装置：在台车配置旋臂式布料机，能使起拱线至拱顶单侧入料层数增加，实现拱部全覆盖式带压浇筑，缩短混凝土流动距离。360潜望式浇筑装置具备伸缩与旋转功能，可遥控控制，改变传统顶拱浇筑方式无法控制浇筑方向和流量的问题，有效消除围堰现象，大幅降低拱顶空洞概率，提升混凝土浇筑质量，减少因空洞等问题导致的混凝土二次填充量。
• 湿喷台车喷射技术：湿喷台车集成泵送、喷射、行走、遥控等多种功能于一体。操作员可远程操控喷射臂，调整喷射位置和喷嘴角度，有效减少隧道内的灰尘和混凝土回弹现象，降低混凝土回弹率至10%以下，极大减少了材料的浪费。

三、精准的施工管理与设计

• 精确的工程量计算：利用BIM等技术建立隧道的三维模型，精确计算隧道的开挖轮廓和混凝土浇筑量，为材料采购和施工提供准确依据，避免过多采购混凝土造成浪费。
• 优化隧道设计：在满足隧道使用功能和安全要求的前提下，优化隧道的结构设计，如合理确定衬砌厚度、形状等。对于地质条件较好的地段，可适当减小衬砌厚度；采用新型的隧道结构形式，如部分装配式结构，减少现场浇筑混凝土的用量。
• 严格的施工过程控制：加强施工过程中的管理，制定严格的混凝土浇筑操作规程，确保混凝土浇筑的连续性和均匀性，避免出现漏浆、跑模等问题导致混凝土浪费。同时，对混凝土的运输过程进行严格控制，防止混凝土在运输过程中出现离析、泌水等现象，影响混凝土的质量和可使用量。

通过上述技术组合应用，典型隧道项目的喷射混凝土超耗率可从199%降至120%左右，二衬混凝土超耗率从28%降至10%。需注意的是，技术选择需结合地质条件（如软弱围岩需优先超前支护）、施工设备（如湿喷机械手普及率）及成本效益综合决策。