学文网摘要： 改革开放以来，我国社会经济飞速发展，城镇化建设步伐的加速，促进了交通工程的蓬勃发展和施工新技术的不断涌现。为了促进经济和社会的进一步发展，提高居民的生活质量，方便人们的交通出行，我国修建了大量的隧道工程。在隧道工程施工中，由于喷射混凝土具有较高的密实度、强度、和防水功能，同时，它也有助于精简施工流程，使施工操作更加灵活便捷。喷射混凝土技术凭借其技术优势在工程领域得到广泛的应用。本文结合南平市狮子山隧道工程施工中的实际工作经验，对机械手湿喷混凝土施工技术及工艺进行详细分析和探讨，希望为其他隧道工程施工应用此技术起到帮助和借鉴的作用。
Abstract： Since the reform and opening up， the rapid development of social economy and the accelerated pace of urbanization have promoted the vigorous development of traffic engineering and the continuous emergence of new construction technologies. In order to promote economic and social development， improve the quality of life of residents， and facilitate people's travel， China has built a large number of tunnel projects. In tunnel construction， the sprayed concrete has high density， strength， and waterproof function， and it also helps to streamline the construction process， to make the construction operation more flexible and convenient. Shotcrete technology is widely used in the engineering field due to its technical superiority. In this paper， combined with the actual work of Shizishan Tunnel project in Nanping City， the shotcrete technology is analyzed in detail， which can provide reference for other tunnel construction.
P键词： 隧道施工；喷射混凝土技术；湿喷混凝土
Key words： tunnel construction；shotcrete technology；wet shotcrete
中***分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）08-0146-02
0 引言
喷射混凝土技术是目前广泛应用在隧道施工领域的一种工法。喷射混凝土具有较高的密实度、强度和防水功能，但是施工时会产生大量的粉尘，空气污染严重，在近两年国家大力治理粉尘、雾霾污染的***策控制下，该工法在实际应用中频频受限。当前，经过改良的机械手湿喷混凝土工艺方法，能够大幅度减少粉未量，工艺流程简单，且操作灵活，在工程领域展现出极强的适用性。但是严格来讲，在具体实施中，还是应该根据隧道建设要求、建设规模、现场条件以及成本控制要求来选择合适的工法，以确保施工效果达到预期要求。
1 机械手湿喷混凝土施技术
1.1 机械手湿喷混凝土的技术优势
①隧道施工对环境和人员劳动保护的要求越来越高，混凝土湿喷支护技术改善了工作面的作业环境。②提高混凝土质量。干喷混凝土过程中不易控制拌和用水量、外加剂量，导致配合比在施工过程中被改变，喷射混凝土强度得不到保证；新型智能一体化混凝土湿喷台车混凝土由搅拌站严格按配合比生产，混凝土强度稳定可靠。③提高工效。隧道常用普通干喷机，每台需要4～5人配合每循环3台作业至少需要12人，普通湿喷机需要约7人，每小时作业能力约6m3；而新型智能一体化混凝土湿喷台车正常施工中仅需要3人配合，作业能力约为每小时8～20m3；且相对施工准备及撤离时间更少更节约时间。④提高安全系数，保障施工安全。由于干喷或普通湿喷由全人工操作，为保证喷射过程顺利进行，施工人员离受喷面距离约3m，人员靠近掌子面易受危岩落石伤害。而新型智能一体化混凝土湿喷台车采用智能系统，操作人员可以处于相对安全的位置遥控操作，提高了施工安全。⑤降低回弹率。干喷工艺添加固体速凝剂及施工用水为人为感官，难以准确量化，且不能均匀拌和，多种因素导致回弹率较高。干喷工艺回弹量普遍超过20%，而湿喷混凝土由搅拌站统一拌制，新型智能一体化混凝土湿喷台车具有自动添加速凝剂的功能，添加量均匀，且自带空压机，风压稳定，喷射距离及角度相对容易控制，大大降低回弹量。经过多次试验边墙回弹量一般在5-8%以下，拱顶回弹量在10-15%。
1.2 喷射原理
混凝土通过喷射泵的吸、送柱塞缸连续不断地输送凝土流经输送管路，与液体速凝剂混合后在自带空气压缩机的帮助下，喷向受喷面。原理***如***1所示。
1.3 混凝土湿喷台车主要由5大部分组成
①混凝土泵与同步速凝剂添加系统。②喷射机械手。③空气压缩机。④电气控制箱及电缆卷筒。⑤湿喷台车整机底盘和行走系统。
1.4 工作性能
①全液压伸缩和回转的混凝土喷射机械手，施工范围大，最高可达17m，宽20m，深8m的区域。②液压驱动喷射臂和喷头能轻易完成仰俯、伸缩、回转、摆动、扇动等全部喷射动作。③大小臂可相互或***完成动作，简化操作。④独特的转台系统可完成270°的回转施工范围。臂架可缩回与底盘平行，运输尺寸小。⑤喷头有锥形回转、法向摆动、轴向转动三种方式动作，240°球面全方位转动。
1.5 施工工艺流程
湿喷混凝土过程中根据喷射效果即时调整风压、分层厚度、喷头距受喷面距离、喷头角度等参数。从而得出喷射混凝土满足表面平整、喷射过程中不掉皮、喷混凝土密实等规范要求指标的相关施工参数。具体工程流程如***2所示。
2 湿喷混凝土施工质量控制
2.1 湿喷混凝土材料控制
①水灰比控制。与喷射混凝土的强度、耐久性、水密性、抵抗开裂性、保护钢材的性能有最大关系的是：水灰比、单位水量和单位水泥用量、速凝剂用量。在适合作业的范围内，单位水量越小，相对水泥、速凝剂用量越小，从而成本最低，同时混凝土的开裂也将减少。②骨料控制。在骨料中，细骨料是喷射混凝土构成材料中占最大容积的材料，对回弹等施工影响较大。骨料粒径越大，回弹率越大；反之，粒径过小，阻力越大，喷射中易于堵管，不利于喷射操作。粗骨料越大，水泥用量可以降低，但回弹越多。施工中骨料宜选择河砂，粗骨料率在2.3～3.1之间，粒径控制在10mm～15mm之间。
2.2 施工的质量控制
①风压的控制。施工时喷射混凝土的输料管长度应该控制在规定范围以内，喷嘴与出料口的高差要控制在5m以内。要严格控制好风压的稳定性，这样可以有效控制回弹量。②喷射角度的控制。在受喷面较为平整时，喷嘴尽量与喷面垂直，如果受喷面比较不平，应该尽量与受喷面保持垂直的喷射角度。如果喷射混凝土的角度不垂直，会影响混凝土的密度，并加大回弹量，造成过多的浪费。③喷射距离。为了保证混合料的充分拌和，可以在喷头上接出一段塑料管，也可以保护操作人员不被回弹料伤到。喷嘴与喷面的距离要控制好，如果距离较远会影响喷射混凝土的强度和密度，如果喷射混凝土较近，回弹量就会增加。④喷射方法。建议采用分段、分块、分部的工法，按照“先边墙，后拱角，最后拱顶”的顺序喷射混凝土，以避免混凝土下滑、脱落。可进行。在施工中，喷头应该与受喷面对正，缓慢地、均匀地、按照螺旋移动的方式顺时针喷射，以确保喷射面的混凝土均匀、美观，避免混凝土回弹量超出限度。⑤喷射厚度控制。喷射过程中，要根据设计的温度标准严格控制喷射混凝土的厚度，可以将钢筋头焊接在钢拱架或专用支护架上来明确标示喷射混凝土厚度。如果局部喷射的部位混凝土厚度超过限度，要在挂防水板之前剔除混凝土，以免对防水板造成破坏。⑥养护质量控制。喷射混凝土的工序结束后，为了避免混凝土水化热引起温度裂缝，影响混凝土的强度，应该及时进行养护。在混凝土终凝后2小时，便可采取洒水养护的方式，养护的时间不能小于14天，可根据混凝土表面的湿润情况来确定洒水的次数和洒水量。
3 工程案例
3.1 隧道工程概况
某隧道位于高速城区连接线道路的中段，隧道区地形总体趋势为中间高、两端低，所穿山脊最高高程约为260m，侧地面高程在112.3～143.2m之间，地面高程为125.0～95.4m之间。隧道单洞长分别是左线1069m，右线1042m。场地覆盖层主要有人工填土、第四系冲洪积层及残坡积层，下伏基岩为燕山早期第三次黑云母花岗岩。经过工程部门勘察分析决定本隧道所有喷射混凝土采用湿喷工艺进行施工，主隧道、匝道、风井及风道等大断面地段现场采用麦斯特机械喷射手及TK-500湿喷机进行混凝土喷射施工；斜井、人行横道、车行横道等小断面人工进行喷射。
3.2 效果分析
隧道工程通过工程建设人员一年多的建设已经顺利完工，本隧道的贯通加强了城市主干路之间的联系，并完善了区域路网的功能，还同时拉动了附近城乡土地利用与开发，促进了中心城区经济的发展。通过隧道施工建设，大量累计了隧道工程的施工经验，并通过对施工中所遇到的施工技术要点的探讨和研究，为今后相似类型的隧道工程建设打下坚实的基础。其中湿法喷射混凝土强度好，早期强度较高，回弹量少（湿法喷射混凝土回弹量在15%～20%，干法喷射混凝土回弹量基本在40%～50%）节约了材料且减轻了粉尘污染，使作业环境得到改善。
4 结束语
改革开放以来，我国隧道建设事业蓬勃发展，目前我国隧道数量已经跃居世界第一位。但我国仅仅是一个隧道大国，而非隧道强国，与西方发达国家相比，我国隧道建设还存在着机械化施工程度不高，施工工艺不够先进，质量控制不够严格，工程事故频发等缺陷。隧道技术的发展表明，今后我国隧道技术的研究方向为：非爆破的机械化施工、合理规划与环境保护、设计可靠合理、使用安全等方面。
参考文献：
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