湿式喷混凝土技术在三仙隧道施工中的应用

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1、湿式喷混凝土技术在三仙隧道施工中的应用湿式喷混凝土技术在三仙隧道施工中的应用中铁二局二分公司内昆指九队 尚和平摘 要：本文介绍了湿喷技术在三仙隧道的具体应用，并根据湿喷技术在三仙隧道的具体应用情况总结出湿喷技术的施工方法和施工措施。关键词：长大隧道 湿喷技术 施工实践 1 前言湿喷技术是一门新技术、新工艺,湿喷与干（潮）喷比较有明显的优越性： 干喷是把水泥、骨料和速凝剂按比列拌匀，加进喷射机后用压缩空气将物料通过软 管和喷嘴形成料束，高速推送到受喷工作面上；是预先在砂石料堆中加水（砂含水率 不大于 8%，石含水率不大于 4%）后与水泥拌和，在加入喷射机时掺入速凝集，用压缩空气 将物料通过软管和

2、喷嘴形成的料束高速推送到受喷工作面上；湿喷把按配合比加水搅拌好 的混凝土送入湿喷机，通过高压风在喷嘴处与从计量泵压到喷嘴的雾化速凝剂混合后喷到 受喷面上。 干（潮）拌的混凝土质量不易控制，特别是水灰比带有随意性；湿喷的混凝土按生 产工艺生产后运至湿喷机进行喷射，其配合比完全处于受控状态，从而保证了喷混凝土的 质量。 干（潮）喷回弹量达 40%50%，而湿喷回弹量为 15%左右，所以湿喷的生产效率高。 喷嘴旁粉尘为 60mg/m3，干喷喷嘴旁粉尘浓度比喷嘴旁粉尘浓度高，而湿 喷喷嘴旁粉尘较喷嘴旁粉尘小。 干喷机结构简单，体积小，清洗方便，但结合板磨损大；湿喷机构造较复杂，体积 大，需要动力设备的

3、牵引，结合板磨损小。 由于粉尘浓度及其他原因，隧道内能见度底，工作环境极差，客观上使操作人员马 虎从事，只讲喷射数量，而忽视了喷射质量和喷层厚度，造成很大浪费； 上述因素引起了我们高度重视，喷射砼质量好坏及生产效率高低是直接影响三仙隧道 工程进度、安全质量和经济效益的重要因素之一。 三仙隧道是内昆铁路的主要控制工程之一，隧道全长 3620m，采用新奥法施工，按复 合式衬砌设计，锚杆、挂网及喷射砼既是初期支护，又是永久支护的一部分。隧道地质条 件复杂，岩性为泥岩夹砂岩，厚层砂岩，其节理较发育，DK184+930 处沟中富含孔隙水， 覆土厚达 37.5m；复合衬砌设计要求喷射砼厚度：类围岩 15c

4、m，类围岩 10cm，类围 岩 5cm。通过干（潮）喷与湿喷对比，三仙隧道喷射砼选用湿喷工艺并建立湿喷工艺线,截 止 1999 年 12 月 20 日隧道全线贯通（掘进 3620m） ，已完成喷射砼 7789m3。 2 湿喷工艺的确定 2.1 配合比的确定及喷料选用 2.1.1 配合比的确定 灰骨比为：1:4 水灰比为：0.55 每立方米喷射砼水泥用量为 427kg 每立方米喷射砼掺 8604 型液态速凝剂 19.2kg 坍落度控制在 1015cm 2.1.2 喷料选用 水泥：选用普通硅酸盐水泥，标号为 525 水泥，其技术指标符合规定；砂：选用二处内昆指挥部砂场自制的石灰石机制砂，颗料级配如

5、下： 筛孔尺寸（mm） 5 累计筛余(%) 5.82.5 12.71.25 20.60.63 51.40.315 84.00.16 92.2 0.16 100 细度模数小于 2.5，属中砂；速凝剂：选用 8604 型液态速凝剂，水灰比为 0.4 时掺有速凝剂的水泥浆初凝时间 5 分钟，终凝时间 10 分钟，掺量为水泥用量的 3%6%，一般取 4.5%为宜；粗骨料是过筛的石灰岩碎石，粒径小于 15mm，粒径级配如下： 筛孔尺寸（mm） 15 累计筛余(%) 0.410 9.95 69.52.5 95.42.5 1002.2 主要施工机具及施工组织2.2.1 主要施工机具： 序号设备名称型号生产能

6、力生产厂家备注1砼湿喷机TK9615m3/h成都岩峰科技有限发 展公司2配料机（电子秤）PL8000 型 山东工程机械厂 3强制式砼拌合机JDY350 型2050 m3/h新都核工业机械厂 4砼输送罐车GTB6 m3成都勤宏工程机械厂 5开挖台车 自制6电动空压机 12 m3柳州压缩机总厂 注：TK961 型砼湿喷机由供料系统、喂料系统、输料系统、空气管路系统、速凝剂 添加装置、传动系统等七大系统构成。 2.2.2 劳动安排：序号工作部位工作内容人数（人）1供应砂22供碎石43供水泥14后仓拌合砼（机械）15操作湿喷机16喷射砼喷射手27前仓进料28合计13 2.3 湿喷工艺2.3.1 工艺流

7、程：第一次上料（砂、石、水泥）拌合机运输混泥土安设调试喷射机及管路 第二次上料过筛、滤出超粒径石子受喷面喷嘴 空 压 机用风加压0.30.65Mpa湿式砼喷射机速凝剂泵速凝剂注：喷嘴到受喷面的距离为 0.82.0m2.3.2 湿喷机操作过程框图添加速凝剂 设定动压力 接风水管路 接喷管、速凝剂、吸水管检查转子、振动器、计量泵 埋顺砼管子 检查电压加入半料斗砂浆将砂浆转入转子 腔和气料混合物开速凝剂辅助风缓慢打开主风阀启动速凝剂计量泵启动主电机启动振动器在料斗中加入砼TK961 型湿喷机开机过程2.4 施工注意事项严格控制工作机的风压在 0.15Mpa0.2Mpa 范围内；严格控制喷嘴与受喷面的

8、距离和角度，无钢筋网喷射时，喷头应与喷面垂直，有钢 筋网时可适当放偏，喷嘴离受喷面的距离控制在 0.61.0m 范围内；严格控制水灰比，以刚喷射的混泥土表面有一层暗弱光泽为度；渗漏水地段的处理，当水量不大时，在喷射混凝土前用压缩空气吹扫，喷射混凝土 配料及拌料按正常施工程序进行。当水量较大时，在开始喷射时，适当减小用水量，喷射 时由远而近，临时加大速凝剂掺量（5%）逐渐合拢，水止住后，必须紧接着用正常速凝 剂掺量的喷射混凝土封闭。 3 喷射作业 3.1 施工准备 检查受喷面轮廓尺寸，并加以修正，使之符合设计，若有松散、破碎部分必须清除 干净；有明显渗水地段应事先作好防排水处理；用高压风或水（地

9、质不良不用）清理受喷面；备好脚手架或工作平台及护铁纱罩； 检查机械、管道、安全阀、压力表是否完好，并进行试运行； 在拱顶、边墙作好设计喷层厚度标志。 3.2 喷射作业技术要点严格按以下顺序操作，打开速凝剂辅助风缓慢打开主风阀送风启动速凝剂 计量泵的主电机振动器向料斗加料；开机后注意观察风压，起始风压大于或等于 0.5Mpa 才能开机操作，并据喷头出料情 况调整风压，边墙工作风压应控制在 0.30.5Mpa 之间,拱部控制在 0.40.65Mpa 之间；供料应连续均匀，料斗内应有足够的存料并及时清除粒径大于 15mm 振动筛上的粗集 料；喷头与受喷面尽量垂直，保持 0.82m 的距离，对挂有钢筋

10、网的受喷面，喷头略倾斜， 距离相对减少；喷头应均匀地按螺旋轨迹，分区段，一般不超过 6m，自上而下，一圈压半圈，缓慢 移动，每圈直径 1520cm。若受喷面不平，应先喷凹坑找平；停机严格按以下顺序操作：关主电机、振动电机，关速凝剂计量泵，关主风阀，用水清洗速凝剂管路，通知喷射 手将喷嘴从受喷面移开，依次打开主风阀、计量泵电机、主电机，清洗气料混合仓和砼管 路，然后关闭主风阀、计量泵、速凝剂辅助风。 4 喷射效果 4.1 一次喷层厚度喷射厚度应根据设计厚度确定：类围岩分 3 次；类围岩分 2 次；类围岩分 12 次；采用湿喷，经现场测定初喷厚度一般在 45cm，第二次喷射厚度可达 10cm 以上

11、。 4.2 回弹量现场检测砼回弹量很少，几乎看不到成快掉落，回收掉落砼过秤测定，回弹率在 12% 以下。4.3 粉尘测定 施工时作业面测定，粉尘含量在 20mg/m3左右。较砼减少粉尘约 67 个百分点。 4.4 强度完全达到设计强度指标。 5 结束语（1）喷砼采用湿喷作业严格遵循工艺规程操作，其产生的粉尘浓度和回弹损失都很小， 截止 99 年 12 月 20 日三仙隧道掘进 3620m，喷射砼 7789m3，折合经济价值约 15.6 万元； 同时作业环境较干（潮）喷大为改善，工效大为提高。 （2）湿喷采用的 8604 型液态速凝剂，价格较昂贵，且液态速凝剂运输、存放不方便。（3）湿喷砼工艺存在的问题是砼拌和物停放时间不能太长（不得超过 30min） ，若砼 的拌合、运输和喷射这三个工作环节之间的配合不紧密，砼易凝结造成堵管。