濕噴混凝土臺車在成貴鐵路佛界山隧道初期支護中的應用

惠 沖

（四川路橋橋梁工程有限責任公司 成都 610071）

濕噴混凝土臺車在成貴鐵路佛界山隧道初期支護中的應用

惠 沖

（四川路橋橋梁工程有限責任公司 成都 610071）

隨著隧道工程技術的發展，濕噴混凝土工藝由于具有其顯著的安全、環保、施工質量易于保障等優點，目前已經成為隧道噴射混凝土的主要施工工法，其主要施工機械設備有小型濕噴混凝土機和濕噴混凝土臺車兩種，本文主要結合成貴鐵路佛界山隧道介紹濕噴混凝土臺在隧道施工中的優勢。

隧道初期支護濕噴混凝土臺車安全；經濟；質量優勢

引言：近年來，隨著計算機和數控技術的快速發展，濕噴混凝土臺車設備隨之集中了較高的科技含量，并在實用性上能夠適應市場需求。濕噴混凝土臺車施工系統一般由噴頭、臂及回轉或翻轉機構、大臂的起落機械等組成。具有能使噴嘴前后俯仰、左右擺動或畫圈，臂桿可伸縮、升降和旋轉等功能，以滿足噴射混凝土的施工要求。

一、概述

佛界山隧道位于成貴鐵路6標管轄內，隧道起訖里程為DK146+925～DK149+580,全長2655m，為低瓦斯隧道，是成貴鐵路重點控制性工程，深部為南廣儲氣構造且穿越侏羅系含油頁巖及三疊系含煤地層，有害氣體聚集風險大；下穿南廣背斜，局部處于煤炭采空區核心部，基巖節理裂隙很發育，地下水豐富；不良地質為有害氣體、采空區堆積體、順層及放射性。其施工難度大，風險及技術含量高，圍巖多為頁巖、砂巖、砂夾泥巖及部分較風化花崗巖且裂隙發育。

二、濕噴混凝土臺車在隧道初期支護施工中的優勢

佛界山隧道屬于高速鐵路特長隧道，初期支護噴射方量大，設計噴射量達1.7萬m2；隧道斷面面積大（平均范圍130～145m2），高度與寬度均大于 10m，在這種長隧道、大方量的施工噴射中，濕噴混凝土臺車顯示出較大較明顯的優勢。

1工法優勢

1.1 施工質量穩定，預拌混凝土拌合料及外加劑參量穩定，在加上濕噴混凝土臺車噴射的流量穩定。速度均勻，并能實現現場連續濕噴，濕噴混凝土表面平整度較好，外觀顏色均勻，力學性能上下浮動幅度小，初期支護混凝土強度高、整體性強、密實度好。

1.2 施工效率高。濕噴混凝土臺車噴射效率為7～28m3/h，平均為18m3/h，行走采用四輪驅動，移動速度快，噴射前準備時間短，可縮短作業循環時間。

1.3 安全系數高。濕噴混凝土臺車在支護施工中，操作人員可在遠離施工作業面（15m左右）采用有線遙控器操作設備，具有較高的安全性；能快速封閉巖面，有效約束巖層變形的發展，改善圍巖受力狀態，增強圍巖的穩定性。

1.4 濕噴作業的范圍大。濕噴混凝土臺車的大臂和小臂通過油缸都可以伸縮2m的行程，在噴射機組不移動的情況下，噴射高度可達 16m，寬度可達 28m，具有較高的方便快捷性，可以噴射到工人無法噴射到的死角部位。

1.5 降低勞動強度，有利于環保。

1.6 濕噴混凝土臺車濕噴作業時間，機械化程度高，可降低作業人員勞動強度，采用低堿液態速凝劑，大大降低對人體環境的危害，同時粉塵少，施工噪音低，改善了作業環境。

三、濕噴混凝土臺車在佛界山隧道的應用實例

新建成貴鐵路 6標佛界山隧道由四川路橋橋梁工程有限責任公司承建，該隧道為新建成貴鐵路控制性工程，工期緊、難度大、拆遷協調任務多，加之2014年3月隧道進口施做洞口抗滑樁，剛開挖就遇到地質滑坡，隨之變更及設計施工問題接踵而來，正式掘進時間延后了半年。

為保證質量、加快進度、節約成本、降低安全事故，我項目及時引進了天津中隧科技有限公司的ZS-2515系列濕噴混凝土臺車，用于隧道出口的初期支護施工，并取得了成效。從以下幾方面做以介紹：

1、作業環境明顯改善

濕噴混凝土臺車作業過程中有獨立供風系統提供穩定的風壓，在程序模塊和液態添加劑計量輸送裝置的共同作業下，加上噴漿工藝的優化和工人濕噴技術的提高，達到了對混凝土和速凝劑流量和頻率的同步程序控制，在實現對速凝劑精確添加、保證速凝劑最優參量的同時，有效降低了因煙塵和速凝劑揮發而造成的空氣污染。采用機械手濕噴，施工產生的粉塵很少，噪音較小，作業人員可站在距噴射面約10m開外的安全位置，通過操作有線遙控器來控制噴射臂手進行噴射砼作業，與小型噴射機器需人工手持噴槍短距離噴射方式相比，作業環境有了很大的改善，更環保，明顯有利于作業人員的職業健康

2、噴砼質量穩定有保證。

普通濕噴機加速凝劑方式為人為操作方式，誤差相對較大，同時常規小型濕噴機需采用人工手持噴槍近距離噴射（約1.2～1.5m），回彈石子、作業粉塵、混凝土腐蝕性、圍巖軟弱破碎部位的掉塊風險、上下作業臺架不便等都會對手持噴槍工人產生壓力、影響，造成噴射距離、角度不能嚴格執行標準而帶來噴射砼質量不穩定。

濕噴混凝土臺車配備液態添加劑自動計量輸送裝置，能夠精確的添加速凝劑，電子程序能自動對混凝土和速凝劑流量同步控制，保證速凝劑的最優參量，機械手噴砼可以保證噴射角度、距離，避免了人工噴射的盲區、盲點及因噴槍手畏難、省事心里而對噴射角度、距離操作精度有所折扣，再加上機械手噴射的流量穩定、速度均勻，并能實現現場連續濕噴，濕噴混凝土表面平整度較好，外觀顏色均勻，力學性能指標上下浮動幅度小，初期支護混凝土強度高、整體性強、密實度好。濕噴機械手的大臂和小臂通過油缸都可以伸縮2m的行程，在噴射機組不移動的情況下，噴射高度可達 16m，寬度可達 28m，具有較高的方便快捷性，可以噴射到人工無法噴射的死角部位，能做到噴嘴到受噴面距離基本控制在1m，良好操控性還可以減少噴射砼回彈量，減少材料浪費。經實驗室現場鉆心取樣測試，由機械手噴制而成的現場取樣試件，比傳統的噴漿機噴出的試塊強度，平均高出 5Mpa以上，密實度較高。

3、噴砼安全性能更高

普通濕噴機進行施工時，噴砼人員須在尚未進行支護的圍巖下面進行作業，人員作業安全難保證。采用機械手施工，機械手處于已經完成初期支護的位置，操控作業人員可在遠離支護作業面（15m左右）對機械手進行遙控操作，避免了掌子面坍塌對作業人員和機械設備的安全威脅，作業安全性大大提高。

4、提高作業效率及減少材料浪費

目前市場上常規的小型濕噴機1臺噴射砼效率只能達到3m3/h；濕噴機械手的噴射效率為7～28m3/h，平均為18m3/h，噴射前的設備準備時間短，可縮短作業循環時間，且快速封閉巖面會有效約束巖層變形的發展，改善圍巖受力狀態，增強圍巖的穩定性。

采用機械手濕噴作業前期，因技術、經驗不足而噴射速度慢、噴射回彈率較大、經常堵管等問題，項目部、工區經過不斷的實踐、比較、總結，外聘專業廠家指導等，通過大小臂之間的協調旋轉，操作手可以掌控好小臂行程的速度，確保移動噴射由點到線再到面，保持噴射外觀的平整度；同時對速凝劑品種及參量、骨料級配、作業供應的風壓、風量等與噴砼回彈率的關系作現場試驗、統計比較、總結，回彈率逐步降低到預期狀態。采用常規小型設備噴砼回彈率一般在30%～50%左右，而采用機械手噴砼回彈率可以控制在 7%～15%左右，因此機械手施工可以更好的控制材料的浪費，節省成本。

由此可見，濕噴機械手在佛界山隧道施工中發揮了巨大的作用，直接經濟效益可觀。

結語：混凝土濕噴臺車具有操作方便、靈活、安全、可靠，工作效率高、回彈少、經濟效益高等優點。混凝土濕噴臺車將占據隧道施工及其他作業的市場，因此與之相對應的其他配套設施及專業人員的配備是今后工作培訓的重中之重，只有改善這些相關的設施設備，該設備才能最大化的發揮在高速鐵路隧道市場及其他市場的優勢，才能推動我國基礎建設的快速發展。

[1]關寶樹，隧道工程施工要點集〔第二版〕.北京：人民交通出版社，2011.7；

[2]高速鐵路隧道工程施工技術指南(鐵建設〔2010〕241號)；

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