• 180 •
第44卷第14期
2 0 1 8 年 5 月
SHANXI ARCHITECTURE
山 西建筑
Vd. 44 No. 14
May. 2018
文章编号：1009-6825 (2018) 14-0180-02
湿喷混凝土在隧道支护施工中的应用
(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西晋中030600)
摘要:以某大长隧道初期支护施工中使用的机械手湿喷混凝土施工为例，分别从原材料质量要求、施工关键工序控制、确保施工 质量措施等方面进行了介绍，以确保隧道初期支护效果、提高隧道施工安全性和施工环境,确保隧道工程效益。杜庆宏
关键词：隧道，支护施工,机械手
中图分类号:U455
在隧道施工中，隧道混凝土喷射是保障隧道施工安全的基 础，是隧道工程都会面临的重点课题。喷射混凝土的施工质量容 易得到保障。近年来,湿喷工艺逐步取代干喷工艺，成为公路、铁 路、水工隧道施工主要喷射工艺。
在湿喷作业中，传统的小型湿喷机械生产效率低，工人劳动 强度大，骨料的反弹及喷射产生的粉尘对施工人员健康有极大危 害，且喷射质量主要靠工人的技术水平进行控制，混凝土回弹率 高。随着机械化程度的不断提高及对施工质量和效率的要求，采 用喷射速度快、机械化程度高、回弹率低的大型喷射混凝土机械 手将成为隧道施工的发展方向。机械手湿喷混凝土具有施工作 业环境好、回弹小、可精确控制水灰比和外加剂、施工质量优、施 工效率高等特点。
1概述
隧道湿喷的目的在于为整个隧道工程施工提供初期支护能
力，确保后续施工安全，特别对于大断面特长公路隧道工程尤为 重要。大型专业机械化配套组织施工有效解决了传统小型湿喷 机不能满足长大隧道混凝土喷射的不足，较大改善了隧道内喷射
施工人员的工作条件(见图1,图2),增进了施工效率，减少了混 凝土消耗量，切实确保施工品质，符合绿色环保的施工理念。
图1传统湿喷现场 图2机械手湿喷现场
采用机械手进行湿喷混凝土在于实现了混凝土喷射的全过 程电脑自动控制。在使用机械手湿喷过程中，先按施工配比将拌 和均匀的含有水泥、骨料、添加剂等的混合料运至施工现场，再加 人专用喷射机将其泵送至喷头处进行与速凝剂的均匀混合，最后
使用高压空气喷射至受喷面（见图3)。机械手喷射混凝土的附着力好、密实度高，质量可控性高、强 度较干喷混凝土高出20%左右，喷射后的混凝土表面平顺性好。 喷射回弹率低，回弹率可控制在15%以内，传统湿喷的回弹率高 达30% ~ 40%。施工机械手湿喷工艺的施工速度快，机械化程度 高，操作人员劳动强度低。作业环境好，也较安全。适用性广，可 用于铁路、公路及水工隧道喷射混凝土施工。
2原材料质量控制
收稿日期=2018-03-05
作者简介:杜庆宏（1981-)，男，工程师
A
拌合物
喷混凝土尸
”
受
空气流运送
喷mi
面
m
运送用空气量计
速凝剂+
水+空气
■速凝剂
图3
机械手喷射混凝土原理
喷射混凝土质量的基础之一在于原材料质量。在施工中，做 好原材料质量控制，须严格坚持先质检合格后使用的原则进行。1) 水泥。要求采用强度等级不小于42. 5 MPa的硅酸盐水泥 或普通硅酸盐水泥。进场后按规定频率进行抽检，使用前须确保质量检测合格。
2)
粗骨料。采用的碎石应坚硬耐久。为确保拌和后混凝土
的粘附性、流动性及可喷射性，要求使用的连续级配碎石的最大 粒径应控制在15 mm以内，其中的含泥量按1%以内进行控制。
在进行碎石选择时，须注意对具有潜在碱活性碎石须严格禁 止选用。还须注意，对于使用的速凝剂为碱性时，石料中含有活 性二氧化硅的不得使用。
3) 细骨料。采用的中砂或粗砂须坚硬耐久，要求具有2上的细度模数，将含水率按5% ~ 7%范围进行控制。将粒径在 0.075 mm以下颗粒控制在20%以内。其中的含泥量按3%以下 进行控制，泥块含量不应大于1 %。
4)
速凝剂。宜采用液体速凝剂，做好掺量的严格控制。速凝
剂应妥善保管，防止受潮变质。
速凝剂须进行凝结效果试验确定初终凝时间。要求采用的
速凝剂初凝时间应在5 min以内，终凝时间在10 min以内。
5) 水。进行质量检测，确保不含有影响水泥正常凝结与硬化
的有害杂质，一般普通自来水即可。
3
施工工艺
在某隧道施工中，该隧道施工段落长2 630 m,地质以HI级、
IV级、V级围岩为主，工期压力大。采用大型专业机械化配套组
织初期支护施工，容易发挥机械手湿喷混凝土的优势，确保施工
质量。
在施工设计中，要求正洞采用喷射C25混凝土作为初期支 护,采用机械手湿喷工艺。在洞外集中拌合喷射的混凝土，由运 输车输送运至喷射点，由湿式喷射机进行初喷和复喷。即开挖后
文献标识码:. 5以 第44卷第14期2 0 1 8年5月
杜庆宏:湿喷混凝土在隧道支护施工中的应用
• 181 •
检查无欠挖即进行初喷，安装好锚杆、钢筋网片及钢支撑后，进行 复喷至设计厚度。
的喷射。边墙混凝土的喷射应从墙脚开始向上喷射。
进行分层喷射作业时，待前层喷射的混凝土终凝后方可进行
后层的喷射。每层喷射厚度须均匀，一般边墙部位按每层7 cm ~ 10 cm进行控制，拱部按5 cm ~ 6 cm进行控制。对于进行顶部混 凝土喷射时，两次的间隔时间应控制在2 h ~4 h。
在喷射作业中，为保证混凝土压实度，须合理进行风压控制， 及时根据喷嘴出料情况进行风压调整。一般边墙风压控制在 0.3 MPa ~0.5 MPa,拱部风压控制在 0.4 MPa ~ 0.65 MPa。在喷射作业过程中，为确保混凝土喷射质量，获得最大压实 和最小回弹，一般将喷嘴与受喷面间的距离控制在1.5 m ~ 2.0 m,喷射角度尽可能接近90°,不得小于70°。3_4养护
当混凝土喷射终凝2 h后，进人洒水养生期。当气温低于5丈 时，不得进行洒水养护。湿喷混凝土养生期应不少于14 d。
在混凝土养生期结束后，其表面应密实平整，无裂缝。4
3.1喷射前准备工作
主要进行:组织施工人员进行熟悉图纸及相关规范要求工作; 提前将施工材料运至现场后进行质量检验,确保满足原材料各项 指标要求。预先进行喷射混凝土厚度控制的标志设置，其中使用最 多的是埋设钢筋头做标志。进行风、水、电等管线路和机具设备等 是否运转正常的检查。在进行受喷岩面处理时，一般用高压水冲洗 受喷面后，再用高压风吹净岩面，确保混凝土与受喷岩面枯结牢固。 对于受喷面为泥、砂质岩面的情况，应将细钢筋网密贴受喷面挂设 并锚固，与喷射的混凝土共同作用，以确保混凝土附着力。
3.2拌和运输
采取具有全自动计量性能的搅拌机进行湿喷混凝土的拌和
作业，坚持做到随用随拌。在拌和操作中，须严格按施工配合比 进行，在喷射机喂料时加人速凝剂。每盘称量的原材料允许偏差 应符合表1规定。
表1
序号
123
质量控制要点
在施工中，为确保施工质量，应从以下方面采取措施，做好质
原材料允许偏差
材料名称
水泥粗、细骨料水、外加剂
允许偏差/%
±2
±3±2
量控制：
1) 混凝土配合比通过试验合理确定。一般应符合下列规定： 胶骨比1:4 ~ 1:5,水胶比0.40 ~ 0.50，砂率50% ~ 60% ,胶凝材料 用量不小于400 k^
2)
在施工中，须严格做好混合料水灰比控制，对于速凝剂的注 人状况要进行经常性检查。喷射混凝土拌合物的停放时间应控
制在30 min以内。采用运输罐车将拌合物运至施工现场。在运 输途中，要采取有效措施确保混合料质量，防止混凝土出现离析、 水泥浆流失等。在进行混合料喷射过程中，为实现不间断湿喷， 要专人组织进行运料车的运力调度。
m3。坍落度按8 cm ~ 13 cm进行控制,确保其
具有良好的流动性。
在混凝土拌制前，应进行砂、石含水率测定，并进行材料用
量调整及施工配合比微调。
3) 在喷射过程中,应及时进行混凝土回弹率和实际配合比检
查。侧壁回弹率不应大于15% ,拱部为25%。
4) 严格按预埋的厚度控制标志进行混凝土厚度控制。5)
喷射作业结束后，用锤敲击进行混凝土与岩面粘结情况检
查，同时测量其平整度和断面。应及时凿除发现的空鼓、脱壳等， 将凿面湿润后及时进行复喷。
6)
为确保混凝土喷射质量，要求施工现场气温和混合料进人
喷射机的温度不得低于5丈。在冬期施工时，湿喷作业不得在结
3. 3 混凝土喷射
在隧道开挖后须及时进行湿喷作业。
在混合料喷射作业时，喷射顺序应自下而上进行，依据分段、
分片、分层的原则连续作业，要求将分段长度控制在6 m以内。 对于低洼部位应先大致喷平。喷锚施工顺序见图4。
拱脚线
冰层面上进行，洞口作业须采取必要的防冻保暖措施。混凝土强
度未达到6 MPa前，不得受冻。
7)
按设计要求及时进行喷射混凝土的厚度和表面平整度检
查,要求喷射的混凝土平均厚度大于设计厚度，检查点位的最小 厚度应达到设计厚度的2/3以上，允许的表面平整度偏差应控制 在100 mm以内。
图4喷锚施工顺序图
参考文献：
进行分段喷射作业时，应在上次喷射的混凝土上预留一定宽
度的斜面。一般将预留的斜面宽度控制在200 mm ~ 300 mm,在 斜面上喷射混凝土须使用压力水预先进行润湿。进行分片喷射 作业时，应先进行钢架与壁间混凝土的喷射，再进行钢架间混凝土
[1] 徐友刚.浅议隧道湿喷机械手施工要点[J].工业C,2015
[2] 汪蒙.混凝土机械手湿喷技术在长大隧道中的应用研究
[J].工程技术（全文版），2017(2) :67-68.
(3)：6.
Du Qinghong
(Shanxi Jinzhong Highway Bridge Construction Group Co. , Ltd, Jinzhong 030600, China)Abstract ： Taking the manipulator wet-spraying concrete construction in the super-long tunnel preliminary support construction as an example, the paper respectively introduces the raw material quality requirement, critical construction procedure control and guaranteeing construction quality measures, with a view to guarantee the preliminary tunnel support effect, to improve the tunnel construction safety and construction environment, and to ensure the tunnel engineering efficiency as well.Key words： tunnel, support construction, manipulator
Application of wet-spraying concrete in tunnel support construction
