濕式噴射混凝土機(jī)施工技術(shù)

噴射混凝土施工技術(shù)在隧道建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用很廣，目前我國噴射混凝土施工普遍采用的是干式噴射和潮噴2種方式。國外目前則大范圍使用濕式噴射混凝土技術(shù)(部分國家噴射混凝土作業(yè)中干式噴射與濕式噴射所占比例見表1)。隨著我國施工技術(shù)的不斷發(fā)展，濕式噴射混凝土正逐漸廣泛運(yùn)用于噴射混凝土施工作業(yè)。

濕式噴射混凝土的基本原理是將攪拌好的混凝土送入濕式噴射機(jī)，在噴嘴處與從計(jì)量泵壓到噴嘴的霧化速凝劑混合，形成料束噴到受噴面上。干式噴射混凝土是將水泥、骨料和速凝劑按比例拌勻，加進(jìn)噴射機(jī)后用壓縮空氣使物料通過軟管，在噴嘴處加水，形成料束，高速推送到工作面上；潮噴是先給砂石料堆加水(砂含水率不超過8％，石含水率不超過4％)后再與水泥拌和，在加入噴射機(jī)時(shí)摻入速凝劑，用壓縮空氣將物料通過軟管和噴嘴高速推送到受噴工作面上。

濕式噴射技術(shù)的優(yōu)越性

濕式噴射混凝土技術(shù)是一門新技術(shù)，干式噴射與濕式噴射技術(shù)性能比較見表2，濕式噴射與干(潮)噴相比，具有明顯的優(yōu)越性。

混凝土配合比易于控制

施工時(shí)，濕式噴射的混凝土按生產(chǎn)工藝生產(chǎn)后運(yùn)至濕式噴射機(jī)進(jìn)行噴射，其配合比完全處于受控狀態(tài)，從而保證了噴射混凝土的質(zhì)量。干(潮)噴的混凝土質(zhì)量不易控制，特別是噴射操作員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及目測(cè)觀察進(jìn)行調(diào)節(jié)混凝土的水灰比，隨意性大。混凝土的品質(zhì)在很大程度上取決于噴射操作員操作的正確與否。

回彈率低，能有效控制成本

干(潮)噴回彈率達(dá)35％～45％(根據(jù)北京城鐵14標(biāo)段噴射混凝土測(cè)試)，而濕式噴射回彈率為15％左右，所以濕式噴射的生產(chǎn)成本低，效益高。

施工粉塵濃度低

潮噴噴嘴旁粉塵為60mg／m，干式噴射噴嘴旁粉塵濃度比潮噴粉塵濃度更高，而濕式噴射噴嘴旁粉塵較潮噴噴嘴旁粉塵濃度低。干噴及潮噴混凝土施工時(shí)，往往由于粉塵濃度及其他原因，造成隧道內(nèi)能見度低，使噴射混凝土的質(zhì)量不穩(wěn)定，而且會(huì)大量浪費(fèi)混凝土。

生產(chǎn)率高

干式混凝土噴射機(jī)工作效率一般不超過5m³/h。而使用濕式混凝土噴射機(jī)，人工作業(yè)時(shí)效率可達(dá)7～9m³／h；采用噴射機(jī)械手作業(yè)時(shí)，則可達(dá)15～18m³/h，比其他噴射法提高2～3倍。

設(shè)備材料磨損小

干式噴射機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，清洗方便，但結(jié)合板的磨損大；濕式噴射機(jī)的構(gòu)造較復(fù)雜，體積大，需要較大動(dòng)力的牽引，但結(jié)合板的磨損小。

上述因素值得我們高度重視。噴射混凝土質(zhì)量好壞及生產(chǎn)效率高低是直接影響隧道施工進(jìn)度、工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。

濕式噴射工藝

配合比的確定及配料選用

配合比的確定灰骨比為1:4，水灰比為1:0.55，每立方米噴射混凝土用量為472kg，每立方米噴射混凝土摻8604型液態(tài)速凝劑19.2kg，塌落度控制在8～12cm。

配料選用水泥選用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)不低于425號(hào)。這種水泥的C3S和C3A含量較高，與速凝劑的相容性好，能速凝、快硬，后期強(qiáng)度也較高。

砂子過細(xì)，會(huì)使干縮量增大；砂子過粗，則會(huì)增加回彈。因而濕式噴射混凝土用砂宜選擇中粗砂，細(xì)度模數(shù)大于2.5。

骨料用卵石或碎石均可，但以卵石為好。骨料的最大粒徑不宜大于15mm。

速凝劑選用8604型液態(tài)速凝劑。當(dāng)水泥中加入3.5％～5％的8604型液態(tài)速凝劑后，能使水泥在1～4min內(nèi)初凝，2～10min終凝，一般摻入量取4.5％為宜。

施工設(shè)備

主要施工設(shè)備見表3。

噴射工藝流程

濕式噴射工藝流程見附圖。

施工準(zhǔn)備

檢查受噴面輪廓尺寸，并進(jìn)行修正，使之符合設(shè)計(jì)要求，松動(dòng)、破碎部分必須清除干凈；有明顯摻漏水地段應(yīng)事先作好防排水處理；用高壓氣或水(地質(zhì)不良不用)清理受噴面；備好腳手架或工作平臺(tái)；檢查機(jī)械、管道、安全閥、壓力表是否完好，并進(jìn)行試運(yùn)行；在拱頂、邊墻作好設(shè)計(jì)噴層厚度標(biāo)志。

噴射作業(yè)技術(shù)要點(diǎn)

嚴(yán)格按以下順序操作：打開速凝劑輔助氣源一緩慢打開主氣閥一啟動(dòng)速凝劑計(jì)量泵、主電機(jī)振動(dòng)器一向料斗加料。

開機(jī)后注意觀察氣壓，起始?xì)鈮捍蟾苫虻扔赒5MPa才能開機(jī)操作，同時(shí)要根據(jù)噴嘴出料情況調(diào)整氣壓，邊墻工作氣壓應(yīng)控制在0.3～0.5MPa，拱部控制在0.40～0.65MPa。

供料應(yīng)連續(xù)均勻，料斗內(nèi)應(yīng)有足夠的存料并及時(shí)清除振動(dòng)篩上粒徑大于15mm的粗集料。

噴嘴與受噴面應(yīng)盡量垂直，并保持0.8～1.0m的距離；對(duì)掛有鋼筋網(wǎng)的受噴面，噴嘴應(yīng)略傾斜，距離相對(duì)減小；當(dāng)噴嘴與受噴面之間的距離大于1.0m時(shí)，會(huì)增加回彈量，并降低密實(shí)度，從而也降低了強(qiáng)度；當(dāng)噴嘴距離受噴面小于0.8m時(shí)，則不僅回彈量會(huì)增加，而且噴射操作人員可能會(huì)受到回彈顆粒的傷害。

噴射混凝土應(yīng)分段、分部、分塊，按先墻后拱、自下而上進(jìn)行噴射，噴嘴需對(duì)受噴巖面作均勻的順時(shí)針方向的螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，一圈壓半圈的橫向移動(dòng)，螺旋直徑約為20～30cm，或采用S形往返移動(dòng)前進(jìn)。噴射時(shí)分段長度不應(yīng)超過6m，分部為先下后上，分塊大小為2m×2m。初噴厚度一般控制在4～5cm，第二次噴射厚度可達(dá)10cm以上。

施工注意事項(xiàng)

嚴(yán)格控制噴嘴氣壓，使其在0.15～0.20MPa范圍內(nèi)。嚴(yán)格控制噴嘴與受噴面的距離和角度，無鋼筋網(wǎng)噴射時(shí)，噴嘴應(yīng)與噴面垂直，有鋼筋網(wǎng)時(shí)可適當(dāng)放偏，噴嘴離受噴面的距離控制在0.8～1.0m范圍內(nèi)。嚴(yán)格控制水灰比，以剛噴射的混凝土表面有一層黯淡光澤為宜。對(duì)于滲漏水地段，在噴射混凝土前須用壓縮空氣吹掃。當(dāng)水量不大時(shí)，噴射混凝土配料及拌料按正常施工程序進(jìn)行；當(dāng)水量較大時(shí)，開始噴射時(shí)要適當(dāng)減小用水量，噴射時(shí)由遠(yuǎn)而近，臨時(shí)加大速凝劑摻量(不大于5％)逐漸合攏，水止住后，必須恢復(fù)用正常速凝劑摻量的噴射混凝土封閉；噴射混凝土必須進(jìn)行砂子的含水率試驗(yàn)，用以校正加入的水量，以取得期望的坍落度；配料時(shí)骨料與水泥的溫度不應(yīng)低于5℃。

由于我國勞動(dòng)力成本低，人們的環(huán)境意識(shí)尚待提高，同時(shí)由于采用濕式噴射混凝土作業(yè)時(shí)，設(shè)備投資較高，設(shè)備操作和維修要求有一定的技術(shù)水平，因此濕式噴射混凝土的施工成本高于干式噴射混凝土的施工成本，使?jié)袷絿娚浠炷良夹g(shù)在國內(nèi)的推廣受到一定程度的限制。但是，從施工的整體效益上來看，濕式噴射混凝土的總費(fèi)用比任何形式干式噴射混凝土低30％～40％，濕式噴射技術(shù)又具有明顯的優(yōu)勢(shì)。隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)、施工技術(shù)水平的提高以及對(duì)噴射混凝土施工質(zhì)量要求的提高，濕式噴射混凝土技術(shù)必將逐步地取代干式噴射混凝土技術(shù)。