明挖地鐵車站圍護結構噴射混凝土的選型分析

劉倩

摘要：本文通過對干噴、潮噴、濕噴和混合噴四種噴射混凝土工藝的原理、工藝特點、優缺點進行分析，并結合明挖地鐵車站的特性得出，明挖地鐵車站圍護結構一般采用潮噴混凝土較為合適，為相關工程提供施工經驗與依據。

關鍵詞：噴射混凝土；明挖地鐵站；工藝技術

1、引言

噴射混凝土是利用壓縮空氣，用壓力噴槍噴涂灌筑細石混凝土的施工法，將按一定配比的混凝土拌和料通過管道輸送并高速噴射到受噴面上凝結硬化，從而形成混凝土支護層。噴射砼根據工藝流程一般分干噴、潮噴、濕噴和混合噴四種。干噴是將骨料、水泥和速凝劑按一定的比例干拌均勻，然后裝入噴射機，用壓縮空氣使干集料在軟管內呈懸浮狀態送到噴槍，再在噴嘴處與高壓水混合，以較高速度噴射到巖面上。潮噴是將骨料預加少量水，使之呈潮濕狀，再加水泥拌和，從而降低上料、拌和和噴射時的粉塵。但大量的水仍是在噴頭處加入和噴出的，其噴射工藝流程和使用機械同干噴工藝。

濕噴是將骨料、水泥和水按設計比例拌和均勻，用濕式噴射機壓送到噴頭處，再在噴頭上添加速凝劑后噴出。混合噴射又稱水泥裹砂造殼噴射法，是將一部分砂加第一次水拌濕，再投入全部水泥強制攪拌造殼；然后加第二次水和減水劑拌和成SEC砂漿；將另一部分砂和石、速凝劑強制攪拌均勻。然后分別用砂漿泵和干式噴射機壓送到混合管混合后噴出。

2、工藝流程

3、工藝特點

（1）干噴工藝設備簡單，操作方便、使用的粉狀速凝劑成本低；但噴射回彈量大，對環境污染嚴重，所噴射砼強度低；受噴面本身有滲水的情況下，比較適用。

（2）潮噴工藝設備簡單、操作方便、使用的粉狀速凝劑成本低；但噴射回彈量比干噴小，粉塵少，所噴射砼強度比干噴高，適用范圍比較廣。

（3）濕噴工藝相對前兩類工藝具有噴射回彈量小，粉塵少，對環境污染小，所噴射砼強度高的特點；但噴射設備相對復雜，對砼的骨料和坍落度要求，風壓及風量要求較大，使用液態速凝劑成本高，而且液態速凝劑的懸浮物對噴射手的身體傷害較大；不適用于受噴面本身有滲水的情況。

（4）混合噴射是分次投料攪拌工藝與噴射工藝的結合，其關鍵是水泥裹砂（或砂、石）造殼技術。混合噴射工藝使用的主要機械設備與干噴工藝基本相同，但混凝土的質量較干噴混凝土質量好，且粉塵和回彈率有大幅度降低。但使用機械數量較多，工藝較復雜，機械清洗和故障處理很麻煩。因此混合噴射工藝一般只用在噴射混凝土量大和大斷面隧道工程中。由于噴射工藝的不同，主要區別是各工藝的投料程序不同，特別是加水和速凝劑的時機不同。噴射混凝土強度不同，干噴和潮噴混凝土強度較低，一般只能達到C20，而混合噴射和濕噴則可達到C30～C35。

4、工藝對比

5、工藝選型

5.1 明挖地鐵車站的特點

地鐵明挖地鐵車站大多數位于市中心，主要影響噴射混凝土選型的特點主要包括以下4個特點：

①明挖地鐵車站施工對城市的正常生活、交通秩序影響非常大，對環境保護、文明施工等提出了更高的要求，地鐵施工必須配合城市建設，高標準、嚴要求。

②一般情況下施工場地較為狹小，通長無法建設大型拌合站。

③明挖地鐵車站圍護結構采用圍護樁或連續墻加內支撐體系，支護剛度較大，基坑變形量較小，而且作為臨時性結構，主體完成后不再發揮作用。

④明挖噴射混凝土的用量較小，以合肥市某標準地鐵站為例，主體的噴射混凝土面積在7521㎡。

5.2明挖地鐵車站圍護結構噴射混凝土選型

明挖地鐵車站圍護結構一般采用潮噴混凝土：主要原因有以下幾點：

①設備簡單，成本低，可靠性好，便于清洗和維修，只需要建設小型拌合站，節約施工用地。

②地鐵施工對大氣污染要求較高，潮噴混凝土粉塵濃度較干噴法可降低50%到80%，配合施工場地內灑水車、霧炮可以有效較低大氣污染。

③明挖地鐵車站圍護結構圍護剛度大，且主體完成后失去作用，對噴射混凝土回彈率要求不高。

④噴射面積較小，加上設備成本之后，噴射的單價較低。

6、總結

通過對干噴、潮噴、濕噴和混合噴四種噴射混凝土工藝的原理、工藝特點、優缺點進行分析，并結合明挖地鐵車站的特性得出，明挖地鐵車站圍護結構一般采用潮噴混凝土較為合適，為相關工程提供施工經驗與依據。

參考文獻

[1]王琪.噴射混凝土配合比設計及質量控制[J].北方交通，2010，2，98-102.

[2]朱廣兵.噴射混凝土研究進展[J].混凝土，2011，4，105-109.

[3]GB 50086-2015.巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規范[S].國家標準，2015

（作者單位：中鐵四局集團第四工程有限公司）