1.6 面层混凝土湿喷技术

1.6.1 适用条件和范围

该技术适用于隧道、地铁、矿井、深基坑等地下工程及高边坡支护面层喷射混凝土施工工程。

1.6.2 技术要点

混凝土湿喷工艺原理是通过建立调节混凝土初凝作用的双体系实现的。第一步由缓凝剂完成。将缓凝剂以一定的掺量加入搅拌机里的新拌混凝土，使水泥颗粒发生疏水作用并保持混凝土新鲜。第二步由速凝剂完成。在湿喷机喷嘴处用气流将速凝剂加入黏流状态的混凝土，用于引发混凝土黏度突然下降，这称作“黏度衰减效应”。同时，速凝剂能够使混凝土在黏度突然下降前保持有可塑性和触变性，所以混凝土表面湿软，能与以后喷射的混凝土料较好地黏合，回弹率降低。

喷射混凝土附着力较好、密实度较高、回弹率低。该技术操作人员较少，机械化程度高，劳动强度显著降低。施工过程产生的粉尘少，作业环境得到极大改善，有利于劳动人员的身体健康。混凝土湿喷示例见图1-7。

1.6.3 施工要求

（1）施工配料严格按配合比进行操作，尤其要注意控制碎石参量，碎石多易堵管，碎石少又影响混凝土的强度。最大骨料直径为20mm，砂石比例约2∶1，水灰比为0.50～0.55，泵送混凝土坍落度控制在100～220mm之间（160～200mm为最佳）。

（2）严格控制风压。一般风压控制在0.75MPa左右风压太小，会使喷射力减弱，无法满足喷射混凝土的黏结密实要求；风压太大，喷射混凝土一触及岩面就会被后续的强大冲击力吹走。二者都会加大骨料的反弹，从而直接造成回弹的增加。

（3）无钢筋网喷射时，喷嘴尽量垂直岩面成90°，并偏向刚喷射部位（倾斜角控制在10°内），保持0.8～2m的距离，以确保混凝土的密实效果。对挂有钢筋网的受喷面，喷嘴应略倾斜，距离宜控制在0.6～1.0m的范围内。

（4）从隧道最低处开始由下而上、以S曲线移动进行喷射；从隧道两侧边墙底部开始喷射，喷射到拱顶中心线位置闭合。

（5）喷头均匀地按螺旋轨迹运行，顺时针，一圈压半圈，缓慢移动，每圈直径150～200mm；若受喷面不平，应先喷凹坑找平。

（6）在喷射混凝土终凝1h后进行洒水养护，保持喷射面湿润，养护时间不少于7d。

（7）冬期施工时，洞口喷射混凝土的作业场合应有防冻保暖措施；作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5℃；不得在结冰的层面上进行喷射混凝土作业；混凝土强度未达到6MPa前，不得受冻。

1.6.4 实施效果

（1）施工作业效率高：大型湿喷机喷射速度快，效率高。

①在正常情况下施工，大型喷射机每小时理论最大喷射能力30m3；作业范围大，一次定位喷射距离达15.5m；最大喷射高度可达17.26m，作业效率相当于干喷机的4倍。

②大型湿喷机行走和喷射臂由内燃发动机作动力，行走采用四轮驱动，行走速度快，大型湿喷机到达工作面时，只需要将电缆卷筒的电缆接头连接在配电箱内，前后支腿支起，使用无线遥控器将大臂和小臂移动到待喷部位，整个过程只需要10min左右，准备时间短。

③喷射范围广且移动方便，能提高作业循环的速度。大型湿喷机的大臂和小臂通过油缸都可以伸缩2m的距离，在湿喷机不移动的情况下，喷射高度可以达到17.26m，水平距离可达到15.5m。

（2）材料节省：干喷工艺平均回弹率为40%，湿喷工艺平均回弹率为10%，可大大降低材料浪费，节约施工成本。

（3）安全：大型湿喷机在喷浆支护的过程中，喷射操作手通过无线遥控器操作喷射臂的喷射位置和喷嘴的角度，可以避免因掌子面围岩较差而掉落石块伤人、喷射反弹料伤人等事故，同时可以减少操作人员对喷射混凝土粉尘的吸入量。

（4）质量效益：采用干喷工艺普遍存在混凝土平均强度低、匀质性差、抗渗性能差、密实性差等缺点，很难达到要求。采用湿喷工艺，混凝土集中拌合，混凝土施工配合比（水灰比、外加剂）可以得到有效控制，能大大提高混凝土施工质量。

（5）环保效益：相比而言，使用面层混凝土湿喷的喷浆料是按照配合比拌制的，属于全湿混凝土，施工时没有什么灰尘，回弹量也少，可以减少粉尘对操作人员的伤害，同时节约混凝土等材料，具有良好的环保性。

1.6.5 工程案例

仁新高速公路笔架山隧道位于广东省始兴县，隧道范围内中线高程220.1～735.1m，相对高差515m，隧道最大埋深约473.04m，属深埋特长隧道。中铁十四局集团有限公司于2015年11月—2018年6月采用的混凝土湿喷技术，具有施工机械化程度高、施工安全性强、作业环境好、工作效率高、回弹量少、经济效益和社会效益显著等诸多优点，加快了施工进度，减轻了对环境的污染，保证了隧道施工安全与质量，改善了工人的工作环境。