中铁十二局集团第二工程有限公司 山西省太原市 030032
摘要：隧道混凝土喷射施工中机械的使用会影响到混凝土支护的工程质量。本文主要对湿喷机械手喷射隧道混凝土质量技术进行了分析研究。
关键词：湿喷机械手；混凝土；喷射
一．工程概况
某地下停车库连接通道工程包括主通道面积约6300 ㎡，连接道二面积约866.25 ㎡，支洞二面积约390 ㎡，支洞三面积约385 ㎡，及二标段里程范围内的主通道与地下车库连接线，地下车库与地下车库之间连接线，逃生通道及通风口等， 采用单侧壁导坑法及台阶法施工，光面爆破法开挖，初期支护采用喷射混凝土。
二．材料与设备
1．湿喷机械手选定
为保证隧道喷射混凝土质量要求，选用HPS30 喷射机械手进行湿喷作业。HPS30 喷射机械手是针对隧道机械化施工开发的集行走、泵送和喷射三大功能于一体的最新产品。整机采取国际化采购配件，性能稳定，操作简单，喷射效果良好。
2．混凝土原材料的选用
为了湿喷机械手的运转顺畅，混凝土质量至关重要，为此，在混凝土原材料上按以下要求进行选定。
1）水泥采用普通硅酸盐水泥，规格符合设计要求，并按规定进行了现场检验；
2）粗骨料采用合格厂家生产（石灰石）碎石，型号为5～10mm，砂采用河砂，细度模数2.5～3.0，含泥量不大于3%，泥块含量不大于1%。
3.配合比的优化
根据喷射混凝土的设计强度，综合考虑其生产率、回弹率、一次喷射厚度和混凝土和易性。水灰比越大，其速凝效果越差，回弹量增大，混凝土强度降低；而水灰比小，施工喷射困难，所以要在施工中，根据实际需要不断优化施工配合比，保证混凝土强度并控制其坍落度在120mm±20mm。混凝土拌合采用HZS120 拌和机，拌合时间不小于90 秒，运输时间不超过2 小时，随拌随用。
三．湿喷机械手快速施工工艺操作要点
机械手湿喷混凝土作业时，骨料最大粒径、混凝土的和易性、风压大小、岩面整洁度、速凝剂掺量、一次喷射厚度、操作手经验水平、喷射距离、角度、喷射顺序、喷头移动等对喷射混凝土质量、回弹都有很大影响。
1． 喷射顺序
喷射应先墙后拱，从上至下、以s曲线移动进行喷射。隧道从两侧边墙底部开始喷射，喷射到拱顶中心线位置闭合，完成一环喷射混凝土的一次试喷。
2．喷射角度
喷射时，喷头应保持与受喷面垂商。喷射交角过小将增加混凝土的回弹率，降低喷射密实度；垂直岩面喷射时，连续的混凝士“稀薄流”对反弹物有二次嵌入作用，可以降低回弹率，增加一次喷射厚度。
3．喷射距离
由于湿喷要求风压较大，如果喷头距受喷面太近， 高压风会将刚“附着”在受喷面的混凝土吹掉，造成混凝土的回弹量增大。喷头距岩面的距离宜为0.8～1.2m。
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4．喷射混凝土作业工艺
当岩面喷厚达到6～l0 cm后，回弹最小，且稳定，当喷射到附着在岩面的混凝土滑落、流淌时，一次喷厚达到最大，此时不能再继续喷射，应等喷射混凝土终凝后方能进行复喷，下层喷时应在上层喷完后l0 min为宜。
5． 堵管处理
喷射施工中极少发生堵管，若发生时应立即关闭机械手及计量泵，关掉输送风，拍打软管，并倒掉管内存留混凝土，堵管处理完成后应先加入水喷射洗管，确保管道畅通无误后才能进行再次喷射施工。
6．工作风压、风量
工作风压宜为0.2～0.4MPa，工作风压的选择与混凝土的和易性有关，和易性越好，工作风压较小，反之偏大。风压调整应根据工作面距离，合理选用机械手的输送管直径，确保得到合适的混凝土出口速度，实际施工中应根据混凝土和易性、风压稳定性影响进行调整，以保证喷射混凝士在喷射口形成连续的喷射、无流淌、并使得喷射混凝十能以合适速度垂直射向受喷面。
7．岩面整洁度
对于较脏岩面，先用高压风或水清洗受喷面，提高混凝土与岩面的粘结力以达到最佳效果。欠挖超挖过多的先行局部处理后再进行喷射作业。
8．喷射层厚度
一次喷射层太厚，在自重作用下，喷层会出现错列甚至引起坍落；太薄时大部分粗集料会回弹，喷层仅留砂浆，将影响喷射效果和质量。一次喷层厚度应控制在6～10 cm为宜。
9．速凝剂掺量
液体速凝剂有个最佳掺量，过高，也会造成凝结时间慢，导致回弹增大，混凝士喷层密实性变差：掺量过小导致喷层流淌下坠形成微裂纹或掉块。因此在进行喷射混凝土作业时需严格控制其掺量， 以达到质量控制和节省成本的目的。一般拱部部分速凝剂掺量比边墙部分稍大。
10．维修、保养
喷射结束后，应将机械手开至洞外或不影响正常施工的其他地点，按操作手册要求对机器进行维护、保养。因机械手的维修难度和费用较高，因此机械手的日常维护保养工作显得十分重要。
四．安全措施
1、施工前必须认真检查和处理作业区的危石，施工机具布置在安全地带。
2、施工用的作业台车应牢固可靠，并应设置安全栏杆。
3、喷射作业区要有良好的通风措施，喷射混凝土时，所有操作工人必须带安全帽，防尘口罩，防尘工作服，雨靴，橡胶手套。
4、喷射手，控制好风压、喷射距离，避免回弹骨料伤人。
5、当采用加大风压处理堵管事故时，应先关机将输料管顺直，紧按喷嘴，喷嘴前
方不得站人，疏通管路的风压不得大于0.5MPa。
6、电线包皮应完好，开关应装在固定闸刀盒内。
7、安全员应随时观察地质变化，发现有松动滑块现象，应立即撤离工作面。
8、喷浆结束后，应清洗喷射机及管路，避免堵管炸裂伤人。
五．总结
在隧道施工过程中，掌握喷射混凝土设备的湿喷施工技术，既保证了施工质量，降低了施工成本，又提高了施工效率，改善了作业环境，隧道湿喷机械手喷射混凝土具有强大的生命力和广阔的发展前景。
参考文献:
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[2]袁海燕.机械手湿喷混凝土施工技术在高天隧道中的应用[J].宁波职业技术学院学报，2014（6）：91-94.
[3]陈大琪.混凝土喷射机械手的应用及构思[J].中国水运（下半月），2014（7）：181-182.
论文作者:要建国
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/23
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