喷射混凝土是利用喷射机的气动压力将水泥、粗骨料、细骨料、水以及其他外加剂高速动态压实的施工方法，具有施工简单快捷、凝结时间短、粘结强度高、适用范围广等优点，被广泛应用于矿山、隧道、边坡等工程的早期支护当中。

目前，我国公路隧道和铁路隧道中喷射混凝土的回弹率一般在30%左右，甚至更高。同时，喷射混凝土的回弹率和早期强度又受多重因素影响，主要包括：

①混凝土的配合比。目前国内外关于喷射混凝土配合比的规范中都没有系统的设计过程，只是对混凝土组成和级配有一定的要求和建议。因此，现有工程项目中多采用添加外加剂（速凝剂、纤维、硅灰、粉煤灰、石灰石粉末等）的方式提高喷射混凝土的早期强度、降低回弹率；

②混凝土喷射速度。喷射速度是影响混凝土回弹率和早期成型品质的重要因素之一，当喷射速度过小时，混凝土料在空中的运行时间较长，受自身重力的影响，会产生较大的竖向位移，进而产生骨料反弹现象，使得受喷面上砂浆多、骨料少，最终导致喷射混凝土的强度偏低。除此之外，喷射速度过小还会引起脉冲和堵管现象。当喷射速度过大时，混凝土料束对受喷面的冲击力过大，进而导致回弹率增大，受喷面混凝土的有效黏附厚度减小。目前关于喷射混凝土的最佳喷射速度的研究表明，当喷射机工作压力、管道长度以及弯曲程度一定时，喷射速度控制在13.5~18.6m/s，喷射效果最好；

③喷射角度和喷射距离。目前研究当中普遍认为喷嘴与受喷面的最佳喷射角度为90°，而最佳喷射距离则受工作风压、输送距离、混凝土的稠度等因素的影响，没有一个具体的最佳喷射距离，大致范围控制在1.0~2.0m左右；

④一次喷射厚度。喷射混凝土的一次喷射厚度是影响回弹率的重要因素，随着喷射厚度的增加，回弹率呈下降趋势，但当厚度超过一定数值后，喷射混凝土会因自重过大而脱落，影响喷射效果，同时，一次喷射厚度与喷射部位密切相关，从隧道仰拱至侧墙、顶拱，一次喷射厚度逐渐减小。

随着我国基础设施建设的进一步发展，公路隧道、铁路隧道的建设里程逐年增加，喷射混凝土的用量也不断增大。然而，我国现有喷射混凝土施工过程中存在着回弹率过大、喷射机控制参数不明确、喷射混凝土质量不达标等不足，由此不仅造成了混凝土材料的大量浪费，还给施工人员造成了一定的安全隐患，甚至会产生严重的工程质量事故，造成人员伤亡和巨额经济损失。因此，研究如何降低喷射混凝土的回弹率，提高其早期支护强度具有非常重要的工程实际意义。

《PVA短切纤维喷射混凝土在隧道初支中的应用研究》为公司2020年立项课题。课题从PVA短切纤维配合比设计、PVA短切纤维喷射工艺、PVA短切纤维喷射混凝土养护技术等方面展开研究。通过试验确定纤维掺入量等各项因素对混凝土强度的影响，采用控制变量法进行试验，确定满足设计强度的纤维混凝土最佳配合比；改进现有的常规混凝土喷射工艺，形成适用于PVA短切纤维混凝土的喷射施工技术，提升隧道初支质量；基于现有行业标准、规范，研究适用于PVA短切纤维混凝土的养护方法，改善纤维混凝土综合性能，提升隧道初期支护质量。通过课题研究形成PVA短切纤维混凝土成套施工技术，降低回弹率，提高初期支护的强度，节省施工成本，形成良好推广应用价值。