第 1 章 绪论
1.1 研究背景
本研究项目依托平水隧道，该隧道位于绍兴市鉴湖镇和平水镇交汇处。平水隧道为特长隧道，平面布置形式为分离；左洞进口桩号为ZK32+474.29，出口桩号为ZK36+729，全长4254.71米；右洞进口桩号为K32+474，出口桩号为K36+733，全长4259米，宣传效果图示1.1。
平水隧道设计净空断面70.53m2，跨度11.60m，净高9.048m。
该隧道区域属于中低山-丘陵地貌区，地形起伏较大，高程一般在78.3~322.3之间，山体自然坡度15~35°，植被较茂密，隧道口位于山间沟谷斜坡地带，自然山坡处于基本稳定状态。
该隧道隧址区上覆零星分布第四系全新统残坡积（Qel+dl）粉质黏土、碎石，下伏基岩为上远古界河上镇群骆家门组一段（Pt31H2-1）砂岩、中远古界平水群三段（Pt2P3）、二段（Pt2P2）、一段（Pt2P1）熔结凝灰岩及燕山早期（υoπ52-1）霏细斑岩、神功期（δo24）石英闪长岩。隧址区发育6条断裂，对隧道围岩强度有一定影响，对隧道工程建设基本无影响；隧址区未见其它影响隧道工程建设的不良地质及特殊性岩土发育，除隧道洞口处围岩等级略差，隧道内部施工段主要是Ⅲ级围岩，内部无明显涌水现象，围岩自稳能力较强，属于比较优质施工段。
..........................
1.2 问题的提出
干喷法和潮喷混凝土工艺在过去的很长一段时间受到欢迎，获得广泛应用，其缺点是粉尘和回弹量很大、混凝土强度不稳定，隧洞内粉尘多、噪声污染严重[7-9]。但是湿喷混凝土可以降低工作环境中的粉尘浓度和回弹率、泵式湿喷机的作业效率高，并且湿喷操作时，由于所用混凝土是经过严格配比的拌制混凝土，均匀性好，外掺剂也容易控制添加，故喷射混凝土的质量可以得到保障。
我国上世纪修建的部分隧道，因为工艺水平达不到要求，出现很多质量问题，新的时代，我国对公路隧道施工质量的越来越重视，湿喷机的使用成为“标配”。国内外隧道施工中使用湿喷机，提高了施工效率，改善了工作环境，也节约了工期[10]。但是随着湿喷混凝土作为公路隧道支护的推广应用[11]，许多工区出现湿喷混凝土的回弹率远高于厂家指导水平的情况，在降低回弹率的研究中，宁逢伟[12]和陶坤[13]从原材料、配合比、施工工艺三个方面阐述了降低回弹率的方法。刘康[14]通过改变混凝土粘聚性和工作性角度出发，来达到降低回弹率的目的。王飞[15]研究风压、喷头与受喷面的距离、角度等因素来探讨对回弹率的影响关系，得到最佳参数，王斌[16]通过对施工工艺的研究，得到降低低回弹率的方法。王璞东[17]等通过试验对比发现掺入适量粉煤灰和硅灰、添加适量速凝剂掺量和水泥用量、以及控制混凝土适宜的坍落度，可以降低其回弹率。李俊均[18]就混凝土抗压强度与混凝土原材料、配合比、回弹率等因素的关系，得到关于湿喷混凝土的技术参数。
通过文献分析，湿喷混凝土回弹率的影响因素主要是两类，一类是混凝土材料和配合比，如粗骨料大小、水泥的用量、胶凝比、坍落度、速凝剂掺量、外加剂及矿物掺合料等；二是喷射技术，如喷射角度、风压、一次喷射厚度等[19]。以前研究者对速凝剂和减水剂掺量对使用机制砂的混凝土回弹率研究有所欠缺。排除工人不良操作外，研究使用机制砂的混凝土在基准配比条件下，不同掺量的速凝剂、减水剂对湿喷混凝土回弹率的影响情况，得到最佳速凝剂和减水剂掺量。
.............................
第 2 章 湿喷工艺流程及湿喷机系统构成简介
2.1 干喷机和湿喷机对比
本节主要从干喷机和湿喷机从性能和工作原理方面进行对比优劣。
2.1.1 干喷、湿喷机性能对比
与干喷机、手持式小型湿喷机相比较，湿喷机性能优势明显，对比如表2.1所示。
由表2.1可见，湿喷机与干喷、潮喷机相比具有喷射排量大、回弹率低、产生粉尘少、施工人员安全性更有保障、用工少、劳动强度低等优势。并且随着现在“机器换人”和“以人为本”理念的深入人心，以及现行相关规范的要求逐步落实，湿喷机在公路隧道中应用广泛。
...........................
2.2 湿喷工艺流程
湿喷法施工的工艺流程[41]，见图2.3，遵循合理的施工流程，能保证施工质量，也能降低湿喷混凝土的回弹率。
2.2.1 施工前准备工作
（1） 现场断面检查
a．首先检查隧道开挖形成断面的净空尺寸，避免欠挖的产生，当受喷范围内有渗水、滴水和淋水现象，必须进行引排堵截处理。
b．每间隔1.5m左右埋设一根厚度检查标志物，一般采用埋设钢筋头作为标志。
c. 检查电、水、风等管线路。
（2） 设备调试
机组到达施工现场后，先在经过处理的平稳位置处支好前后支腿，并进行空机试运转，然后依次接上外接电源、应急开关复位、伸展喷射臂、启动空压机、启动液压系统、设置速凝剂参数等操作。
（3） 清理岩面
a. 喷射混凝土施工之前, 先对受喷岩面进行预处理操作：对于松动的石块、浮碴和松散层等情况宜采用人工清除；对于岩面的岩屑、浮尘等可用高压水冲洗清除，图示于2.4；当岩面遇水容易泥化、潮解时，适合用高压风进行清理。
b. 防止松动的石块掉落砸坏湿喷机、伤人。
...........................
3.1 概述 .............................. 19
3.2 回弹率影响因素调研分析 .................................. 20
3.3 基础配比参数分析 .............................. 20
第 4 章 湿喷混凝土回弹机制研究 .......................................... 38
4.1 引言 ....................................... 38
4.2 贯入过程分析 ................................ 38
4.3 试验设计 ................................. 39
第 5 章 主要结论与建议 ................................. 50
5.1 主要结论 .................................... 50
5.2 进一步研究的建议 ................................. 50
第 4 章 湿喷混凝土回弹机制研究
4.1 引言
湿喷混凝土作为隧道初次支护，在岩面上喷射混凝土时大量粗骨料（石子）和受喷面直接碰撞，而导致较大回弹。但是随着湿喷混凝土厚度的增加，粗骨料回弹率会降低。对回弹粒料的收集发现粗骨料所占比重最大，所以减少粗骨料的回弹，能降低其回弹率。本章研究先在受喷面喷射适当厚度的砂浆层，再喷射混凝土的施工流程来降低回弹率，并且提出由粗骨料的大小作为判断依据，通过调整湿喷机风压来降低回弹率的方法。
陈文耀等研究者根据碰撞能量守恒原理，对喷射混凝土回弹机理进行研究[34]，但是对湿喷机理原理没有通过试验反映。所以在降低湿喷混凝土回弹率方面，对回弹机理中具体贯入试验研究有所欠缺，有必要开展石子贯入砂浆试验。为了简化粗骨料在砂浆中的贯入机理，由石子贯入砂浆试验代替混凝土中粗骨料贯入混凝砂浆的过程。
..........................
第 5 章 主要结论与建议
5.1 主要结论
本论文主要从机制砂湿喷混凝土中速凝剂和减水剂剂掺量优化和回弹机理两个大方面进行研究分析，得到了低回弹率的控制方法。由最优速凝剂和减水剂掺量、在出开挖岩面喷射适当厚度砂浆层再喷射混凝土的方式、对石子大小不同，采取不同的喷射速度，这几个方面深入开展研究，得到如下结论：
（1）速凝剂掺量较低时，促凝效果不明显，速凝剂掺量较高时，混凝土形成结核状，回弹率较大，长期强度受到影响。在现场试验的水泥和速凝剂品种条件下，边墙、拱腰的速凝剂掺量控制在 5%～7%，拱顶部位控制在 7%～9%左右，建议选用速凝剂掺量为 7%。减水剂的掺量较小时混凝土坍落度较小，掺量较高时，混凝土呈流动状，两种情况回弹率都较高，建议减水剂合理掺入为水泥重量的 1.1%，建议速凝剂和减水剂掺量可以使混凝土回弹率降低。
（2）先喷射适当厚度的砂浆层，再喷射混凝土的工艺，也可以降低湿喷混凝土回弹率，也可以适当增加混凝土强度，其回弹率较原来降低了 10%，抗压强度较原来增加了4.5%。
（3）通过室内试验发现随着石子质量或喷射速度的增大，贯入砂浆层深度也增大。在湿喷初期，当石子颗粒较小时（石子直径位于 0.5～0.75 cm 占半数以上），可适当增加风压机风压，其回弹率较原来降低；当石子颗粒较大时（石子直径位于 0.75～1 cm 占半数以上），可适当降低风压机风压，其回弹率较原来降低。控制好喷射速度和选用较合适粗骨料作为湿喷材料，这样也可以降低湿喷混凝土的回弹率。
参考文献（略）