湿喷机械手在雪峰山隧道施工中应用

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1、湿喷机械手在雪峰山隧道施工中应用　　【摘要】：随着客运专线的发展，铁路隧道施工对施工安全、工程质量、进度、环境保护的要求与日俱增,尤其是沪昆客专标准更高。近年来湿喷混凝土成为铁路、公路及水工隧道主流施工工艺，但小型湿喷机械很难克服喷射速度慢，易损件损耗大以及人员及设备投入大等弊病，所以，小型湿喷机械的应用越来越受到限制。目前采用大型喷射混凝土机械手已成为主流施工方式。本文以雪峰山隧道进口湿喷机械手应用为例，详细介绍机械手喷混凝土工艺改进和优化，并对比分析机械手喷混凝土的优势，使机械手获得较为理想的效果。【关键词】湿喷机械手；雪峰山隧道；设备选型；工艺中图分类号：U45文

2、献标识码：A1工程概况及设备选型沪昆客专长昆湖南段雪峰山隧道位于湖南省邵阳市隆回县，全长14208m。其中进口施工管段全长2655米，所有初期支护采用C25湿喷混凝土。进口喷射混凝土采用Sika-PM500PC移动式混凝土喷射机组，该设备可以通过PLC控制系统控制各种数据，实现人机对话，如外加剂掺量、混凝土输出量、送料补偿修正值，并可以直观的检测机器工作状况、安全装置工作状况。8喷射机组技术参数2机械手湿喷工艺2.1配合比选择调整2.1.1原材料a.水泥喷射混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥型号符合设计要求，并按规定对进场水泥进行检验强。b.粗、细骨料粗骨料采用

3、自产碎石，花岗岩洞砟生产，最大粒径不大于15mm，骨料级配宜采用连续级配。含泥量不大于1%，泥块含量不应大于0.25%。细骨料采用河沙，中砂、细度模数2.5～3.0，含水率控制在5%～7%。砂中小于0.075mm的颗粒不大于20%。含泥量不大于3%，泥块含量不大于1%。c.减水剂本工程采用聚羧酸高效减水剂，掺量根据试验确定，掺量为水泥重量的0.8%。d.速凝剂8本工程采用的是AC-III型液体速凝剂，掺量不超过水泥重量的5%。根据试验，混凝土添加该速凝剂初凝时间1-5min，终凝时间5-10min。它的后期强度保存率大于90%。e.水水质应符合工程用水的有关标准，水中不

4、应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。一般应采用饮用水。2.1.2配合比选择调整项目部根据现场实际情况，做了几组模型进行现场试验，选择最合理的一组，具体见下表。喷施混凝土配合比设计选型汇总分析得出，影响混凝土强度的主要因素为水灰比，影响凝结时间的主要因素为外加剂的掺量。实际分析考虑，在满足质量要求的情况下尽量节约成本，配合比采用5号，水泥：砂：碎石：水：速凝剂=1：2.1：2.1:0.45:0.06。2.1.3配合比优化根据喷射混凝土的设计强度，综合考虑其生产率、回弹率、一次喷砼厚度和混凝土的和易性等。水灰比过大，速凝效果愈差，回弹量增大，混凝土强度偏低；水灰比小，施

5、工喷射困难，水泥水化不充分，强度较低，回弹增大。施工中不断调整优化试验，确定混凝土配合比，保证满足设计强度并控制坍落度在120mm±20mm。搅拌混合料采用HZ90的拌合站生产，每次搅拌时间不小于60s。拌合好的混合料运输时间不超过2小时，混合料随拌随用。2.2机械手喷混凝土工艺82.2.1工艺要求(1)喷头与受喷面的距离：湿喷机要求风压0．6～1．2MPa，喷头距受喷面太近时，压缩空气会将刚“粘”在受喷面上的混凝土拌和料吹走，使粗骨料的回弹量增大，喷射情况表明，当喷头距岩面为0.5～1.2m时较(2)喷射角度：喷头应保持与受喷面垂直，若受喷面被格栅、钢筋网覆盖时，可将

6、喷头稍加偏斜，但不宜小于70°，如果喷头与受喷面的角度过小时，会形成混凝土物料在工作面上的滚动，出现凸凹不平的波形喷面，增加了回弹量，影响了所喷混凝土的质量。在配有钢筋网片的岩面喷射时，喷嘴应靠近受喷面，并与垂直方向有一个小角度，使钢筋后面的混凝土能喷射得更加密实，防止钢筋后漏喷，以获得较好的包裹效果。(3)喷头运动方式：机械手活动范围很大，所以应分段、分部喷射，喷射时分段长度不超过6m，由左右边墙向拱部逐层喷射。喷头应作连续不断的螺旋状圆周运动，螺旋直径约为20～30m，后一圈压前一圈三分之一。(4)喷射厚度：喷射混凝土对墙部一次喷层厚可达10以上，拱部一次喷层厚可达

7、7cm。影响喷层厚度的主要因素是混凝土的坍落度，速凝剂的作用效果和气温。一般10～15cm左右的坍落度可获得较厚的喷层，能保证混凝土在2min内凝结的效果较好。8(5)对有喷射缺陷的地段，应凿除后重新补喷。对喷射后渗、漏水处，可进行局部引排后再补喷；2.2.2人员因素由于本工程首次采用大型机械进行喷射作业，我们采用了高薪聘请熟练师傅并配以学徒的方式在作业过程中不断提高并培养人才。在机械手喷混凝土作业中，喷射手至关要，喷射手的技术水平、经验、责任心在混凝土回弹及喷射速度乃至设备保养使用中到决定性作用。3湿喷机械手作业效果对比分析3.1快速性