林濤

【摘? 要】隧道是交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，由于長(zhǎng)大隧道的特殊性，建設(shè)難度比較大。傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法保證施工質(zhì)量、進(jìn)度的需求，因此需要采用混凝土濕噴機(jī)械手。論文先介紹混凝土濕噴機(jī)械手工藝，再分析施工效率和質(zhì)量，最后提出問(wèn)題和改進(jìn)建議。

【Abstract】Tunnel is an important part of traffic infrastructure. Because of the particularity of long tunnel with large section， it is difficult to construct. Traditional technology can not guarantee the construction quality and progress， so it is necessary to use concrete wet spraying manipulator. This paper firstly introduces the wet shotcreting technology， then analyzes the construction efficiency and quality， and finally puts forward the problems and improvement suggestions.

【關(guān)鍵詞】混凝土濕噴機(jī)械手;長(zhǎng)大隧道;有效應(yīng)用

【Keywords】concrete wet spraying manipulator; long tunnel with large section; effective application

【中圖分類號(hào)】U455? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）06-0147-02

1 引言

隨著隧道長(zhǎng)度和斷面的增大，隧道施工難度在不斷增加，對(duì)隧道施工工藝提出了更高的要求?；炷翝駠姍C(jī)械手經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，在施工的高效、安全、環(huán)保、自動(dòng)化方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在長(zhǎng)大隧道的建設(shè)中得到普遍應(yīng)用。

2 噴濕機(jī)械手工藝

2.1 濕噴機(jī)械手設(shè)備選型

在正式施工之前要選擇合適噴濕機(jī)機(jī)械手，這是非常重要的。濕噴機(jī)選型需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況：隧道斷面尺寸決定了臂架最小展開(kāi)尺寸，過(guò)大的臂架無(wú)法在小隧道中展開(kāi);掘進(jìn)速度決定了泵送方量，正常狀態(tài)下要求3～4小時(shí)噴完一個(gè)掘進(jìn)尺;現(xiàn)場(chǎng)是否具備壓縮空氣決定了主機(jī)是否需要帶空壓機(jī);工地路面情況決定是采用工程底盤(pán)還是汽車底盤(pán)。作為專業(yè)性施工設(shè)備，必須要做針對(duì)性選擇，只有符合施工需求，才能最大發(fā)揮其性能，提高工程質(zhì)量、進(jìn)度。

2.2 混凝土配合比

在隧道建設(shè)中，混凝土是施工的主要材料，其質(zhì)量直接關(guān)系到工程質(zhì)量，所以要加強(qiáng)控制。水灰比和施工強(qiáng)度有著直接關(guān)系，所以要進(jìn)行有效控制，保證其塌落度在140～200mm，同時(shí)由于濕噴的特性，要求將混凝土中的骨料粒徑嚴(yán)格控制在16mm以下?；炷僚浜系脑戏N類比較多，其質(zhì)量直接關(guān)系到混凝土質(zhì)量，在配合過(guò)程中要控制不同原料的比例，才能保證混凝土質(zhì)量[1]。由于速凝劑是和水泥起反應(yīng)，為了降低回彈量，對(duì)配比中的水泥摻量是有嚴(yán)格要求的，建議每方的水泥含量不低于500kg。

2.3 添加速凝劑

混凝土噴濕過(guò)程中，濕噴機(jī)一般會(huì)配置液態(tài)速凝劑計(jì)量輸送裝置，如此可以保證速凝劑添加的精確性。速凝劑過(guò)少導(dǎo)致回彈率上升，混凝土回彈、掉落增加，速凝劑過(guò)多，成本大幅增加。速凝劑的摻量保證在水泥重量的2%～8%，速凝劑本身有酸性、中性、堿性三大類，水泥也種類繁多，常用的有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥六大類，在噴濕之前，應(yīng)做速凝劑與混凝土的匹配性實(shí)驗(yàn)，要求測(cè)試速凝劑摻量，以此設(shè)定速凝劑與泵送排量的比例關(guān)系，以此保證上墻效果。同時(shí)對(duì)不同區(qū)域，需要對(duì)速凝劑摻量進(jìn)行微調(diào)，隧道頂部需要適當(dāng)提高摻量，兩側(cè)則可以減少一些，不同的地質(zhì)情況也會(huì)對(duì)回彈率造成影響，從而對(duì)速凝劑摻量產(chǎn)生影響。

2.4濕噴機(jī)械手工藝流程

做好施工前的準(zhǔn)備工作，對(duì)受噴面用壓縮空氣進(jìn)行處理，將表面的灰塵、泥土、碎石進(jìn)行清理，保證達(dá)到施工要求，埋設(shè)噴層厚度標(biāo)釘，接通電源后調(diào)試設(shè)備，確保處于正常運(yùn)行狀態(tài)之中，之后進(jìn)行潤(rùn)管，避免出現(xiàn)堵管。一切工作準(zhǔn)備就緒之后，就可以開(kāi)始噴射混凝土，施工結(jié)束后進(jìn)行工程質(zhì)量檢查，如果不合格就要補(bǔ)噴，對(duì)配合比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證滿足施工需求。在噴射混凝土過(guò)程中，有一定的順序和要求，因此要按照規(guī)定執(zhí)行，絕不可隨意變化，否則會(huì)影響到施工質(zhì)量。每一個(gè)環(huán)節(jié)都要由專業(yè)技術(shù)人員來(lái)完成，確保準(zhǔn)確無(wú)誤后才能繼續(xù)下一步施工，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程質(zhì)量的有效控制。

2.5 施工作業(yè)要點(diǎn)

混凝土質(zhì)量要滿足要求，主要控制好配比和塌落度兩個(gè)方面，塌落度越大，泵送性越高，工作風(fēng)壓越小，但是回彈率越高。骨料粒徑越小，回彈越低，噴漿過(guò)程中需要注意噴頭到墻面尺寸保證在1～1.5m，與墻面夾角成75～90°，噴漿時(shí)噴頭要進(jìn)行Z字形移動(dòng)，每層厚度為1～3cm，實(shí)現(xiàn)薄層多次噴，從而保證混凝土的初凝效果，避免出現(xiàn)塌落，保證混凝土原料供應(yīng)的連續(xù)性，過(guò)程中機(jī)械手不能停止噴射，容易出現(xiàn)堵管的問(wèn)題，影響到正常施工進(jìn)度。在混凝土噴射結(jié)束后，要做好機(jī)械手的維護(hù)，確保后期正常投入使用[2]。

3 濕噴機(jī)械手施工質(zhì)量

3.1 噴射混凝土平整度

由于隧道受力、外觀等因素影響，隧道施工中對(duì)混凝土平整度的要求日漸增高，影響混凝土平整度的因素有以下幾點(diǎn)：骨料粒徑，骨料過(guò)大，混凝土表面的麻點(diǎn)越清晰;風(fēng)量大小，風(fēng)量過(guò)小，混凝土難以上墻，風(fēng)量過(guò)大，平整度效果難以保證;速凝劑摻量，速凝劑摻量過(guò)低，常發(fā)生滑落，平整度無(wú)法保證。為保證平整度，一般噴漿采取分層進(jìn)行噴射，在噴漿過(guò)程中，臂架操作特點(diǎn)是 “動(dòng)大臂、移小臂”，協(xié)調(diào)好大小臂之間的運(yùn)轉(zhuǎn)，其中小臂尤為重要，必須要控制好行程速度，在合理范圍之內(nèi)，才能保證混凝土噴射效果

3.2 噴射混凝土強(qiáng)度和厚度

為了提升噴射混凝土施工水平，需要從整體上把控，處理好各方面的工作，保證施工質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求。在噴射過(guò)程中，噴射機(jī)械手通過(guò)混凝土泵將混凝土在噴頭處，利用設(shè)備自帶液態(tài)添加劑計(jì)量輸送裝置，精確添加速凝劑，保證不同部位的噴射混凝土和速凝劑實(shí)現(xiàn)充分結(jié)合，有利于提升噴射混凝土的強(qiáng)度。在施工現(xiàn)場(chǎng)，要采用預(yù)埋鋼筋、分層噴射、覆蓋鋼筋等方式來(lái)保證噴射混凝土的厚度。

4 濕噴機(jī)械手施工效率和回彈量

運(yùn)用濕噴機(jī)械手大大提升了施工效率，只需要2～3個(gè)人就可以操作，具有很好的自動(dòng)化水平。和普通濕噴機(jī)比較而言，濕噴機(jī)械手施工效率優(yōu)勢(shì)明顯，對(duì)于相同施工量，可以在更短時(shí)間內(nèi)完成，而且需要的施工人員更少。濕噴機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)由多個(gè)部分組成，其中大臂、小臂、噴頭發(fā)揮著重要作用，為了保證施工效果，過(guò)程中必須控制好噴頭和噴射面的距離及角度。濕噴機(jī)機(jī)械手自帶空壓機(jī)，采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，具有獨(dú)立的供風(fēng)系統(tǒng)，為施工提供所需的風(fēng)壓。濕噴機(jī)械手配置液態(tài)添加劑計(jì)量輸送裝置，提升了添加速凝劑的精確性。實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土和速凝劑流量的同步控制，保證速凝劑的最佳摻量。通過(guò)對(duì)比施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際收集回彈的混凝土量和使用量，可以計(jì)算出噴射隧道拱部回彈率[3]。

5 濕噴機(jī)械手的作業(yè)環(huán)境

開(kāi)展噴射混凝土施工時(shí)，施工人員可以站在提前準(zhǔn)備好的位置上，對(duì)噴頭控制實(shí)現(xiàn)遙控，不需要人員動(dòng)手操作，不僅減輕了施工強(qiáng)度，而且保證了人員安全。濕噴機(jī)械手采用機(jī)械臂伸縮到掌子面進(jìn)行噴射施工，機(jī)器本身停留在已經(jīng)初期支護(hù)完成的部位，即使掌子面出現(xiàn)塌方也不會(huì)對(duì)機(jī)器造成影響。對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境，要求粉塵濃度不能高于標(biāo)準(zhǔn)值，保證作業(yè)區(qū)域內(nèi)的空氣良好，保證施工人員身體健康。作業(yè)環(huán)境對(duì)施工質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大影響，因此要進(jìn)行有效控制，創(chuàng)建出良好環(huán)境條件，為施工開(kāi)展提供可靠保障。另外，良好環(huán)境可以保證施工人員身體健康，減少有害因素的影響。

6 存在的問(wèn)題和建議

問(wèn)題：隨著濕噴機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)濕噴機(jī)廠家不斷涌現(xiàn)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)難見(jiàn)國(guó)外品牌，甚至三一重工等廠家已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。但是施工功法并沒(méi)有隨著設(shè)備的提升而提升，同時(shí)速凝劑市場(chǎng)隨著市場(chǎng)的迅速擴(kuò)大質(zhì)量變得參差不齊，而速凝劑質(zhì)量對(duì)噴漿質(zhì)量有著巨大的影響。濕噴機(jī)械手結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)操作人員提出了較高的要求，而操作人員的技能水平難以跟上設(shè)備的發(fā)展，在維修上面必須要專業(yè)技術(shù)人員來(lái)維修。

建議：為了減少成本投入，國(guó)內(nèi)廠家應(yīng)當(dāng)從設(shè)備制造商轉(zhuǎn)移到工藝功法上去，研究出更合適的功法，更好地投入到施工中去。同時(shí)要和速凝劑廠家進(jìn)行配合研究，提高速凝劑的質(zhì)量。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混凝土濕噴機(jī)械手在長(zhǎng)大隧道中的應(yīng)用具有重要意義，可以改善施工效果，提升工程整體質(zhì)量。運(yùn)用混凝土濕噴機(jī)械手時(shí)，要考慮長(zhǎng)大隧道的特點(diǎn)，制定出科學(xué)合理的施工方案，保證施工順利開(kāi)展。為了滿足發(fā)展的需求，要加強(qiáng)對(duì)專業(yè)技術(shù)的研究，不斷提升濕噴機(jī)械手操作水平，為隧道事業(yè)建設(shè)提供支持。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王俊，琚元元，周洋.混凝土濕噴機(jī)械手在長(zhǎng)大隧道中的應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2018（15）：181-182.

【2】袁海燕.機(jī)械手濕噴混凝土施工技術(shù)在高天隧道中的應(yīng)用[J].寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，18（06）：91-94.

【3】翟富強(qiáng).混凝土機(jī)械手濕噴技術(shù)在長(zhǎng)大隧道中的應(yīng)用[J].隧道建設(shè)，2018，30（S1）：346-349.