噴射混凝土是利用噴射機的氣動壓力將水泥、粗骨料、細骨料、水以及其他外加劑高速動態壓實的施工方法，具有施工簡單快捷、凝結時間短、粘結強度高、適用范圍廣等優點，被廣泛應用于礦山、隧道、邊坡等工程的早期支護當中。

目前，我國公路隧道和鐵路隧道中噴射混凝土的回彈率一般在30%左右，甚至更高。同時，噴射混凝土的回彈率和早期強度又受多重因素影響，主要包括：

①混凝土的配合比。目前國內外關于噴射混凝土配合比的規范中都沒有系統的設計過程，只是對混凝土組成和級配有一定的要求和建議。因此，現有工程項目中多采用添加外加劑（速凝劑、纖維、硅灰、粉煤灰、石灰石粉末等）的方式提高噴射混凝土的早期強度、降低回彈率；

②混凝土噴射速度。噴射速度是影響混凝土回彈率和早期成型品質的重要因素之一，當噴射速度過小時，混凝土料在空中的運行時間較長，受自身重力的影響，會產生較大的豎向位移，進而產生骨料反彈現象，使得受噴面上砂漿多、骨料少，最終導致噴射混凝土的強度偏低。除此之外，噴射速度過小還會引起脈沖和堵管現象。當噴射速度過大時，混凝土料束對受噴面的沖擊力過大，進而導致回彈率增大，受噴面混凝土的有效黏附厚度減小。目前關于噴射混凝土的最佳噴射速度的研究表明，當噴射機工作壓力、管道長度以及彎曲程度一定時，噴射速度控制在13.5~18.6m/s，噴射效果最好；

③噴射角度和噴射距離。目前研究當中普遍認為噴嘴與受噴面的最佳噴射角度為90°，而最佳噴射距離則受工作風壓、輸送距離、混凝土的稠度等因素的影響，沒有一個具體的最佳噴射距離，大致范圍控制在1.0~2.0m左右；

④一次噴射厚度。噴射混凝土的一次噴射厚度是影響回彈率的重要因素，隨著噴射厚度的增加，回彈率呈下降趨勢，但當厚度超過一定數值后，噴射混凝土會因自重過大而脫落，影響噴射效果，同時，一次噴射厚度與噴射部位密切相關，從隧道仰拱至側墻、頂拱，一次噴射厚度逐漸減小。

隨著我國基礎設施建設的進一步發展，公路隧道、鐵路隧道的建設里程逐年增加，噴射混凝土的用量也不斷增大。然而，我國現有噴射混凝土施工過程中存在著回彈率過大、噴射機控制參數不明確、噴射混凝土質量不達標等不足，由此不僅造成了混凝土材料的大量浪費，還給施工人員造成了一定的安全隱患，甚至會產生嚴重的工程質量事故，造成人員傷亡和巨額經濟損失。因此，研究如何降低噴射混凝土的回彈率，提高其早期支護強度具有非常重要的工程實際意義。

《PVA短切纖維噴射混凝土在隧道初支中的應用研究》為公司2020年立項課題。課題從PVA短切纖維配合比設計、PVA短切纖維噴射工藝、PVA短切纖維噴射混凝土養護技術等方面展開研究。通過試驗確定纖維摻入量等各項因素對混凝土強度的影響，采用控制變量法進行試驗，確定滿足設計強度的纖維混凝土最佳配合比；改進現有的常規混凝土噴射工藝，形成適用于PVA短切纖維混凝土的噴射施工技術，提升隧道初支質量；基于現有行業標準、規范，研究適用于PVA短切纖維混凝土的養護方法，改善纖維混凝土綜合性能，提升隧道初期支護質量。通過課題研究形成PVA短切纖維混凝土成套施工技術，降低回彈率，提高初期支護的強度，節省施工成本，形成良好推廣應用價值。