摘? 要：研究表明鐵路工程中現(xiàn)場噴射混凝土技術(shù)需采用特殊施工機(jī)械來實現(xiàn)，因此施工機(jī)械的設(shè)計水平和工作能力在一定程度上決定了噴射混凝土的質(zhì)量。本文結(jié)合具體工程項目背景，基于集行走、泵送和噴射三大功能于一體的HPS3016S混凝土噴射臺車，重點研究了利用噴射臺車進(jìn)行混凝土濕噴的操作方法，經(jīng)實踐證明這種機(jī)械裝備對于鐵路隧道施工具有重要作用和推廣價值。

關(guān)鍵詞：混凝土噴射臺車;鐵路隧道噴射混凝土施工;現(xiàn)場噴射混凝土工藝

中圖分類號：U455.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）03-0000-00

0引言

鐵路隧道施工過程中，開展砼噴射工藝，會加快施工進(jìn)度、減少回彈及粉塵危害，為隧道作業(yè)創(chuàng)造安全、穩(wěn)定、干凈的環(huán)境。目前，常用的砼噴射工藝可分為干噴、濕噴兩類。干噴工藝，首先在施工現(xiàn)場將混凝土（砂石、水泥，包括粉狀速凝劑）均勻干拌，然后送入干噴機(jī)，利用壓縮空氣的壓力將干混料通過膠管送到噴管，同時在噴管中注入水，干混料和水在噴管內(nèi)混合，然后從噴嘴高速噴出，使混凝土粘接到巖石或其它材料表面并迅速凝結(jié)硬化。這種施工工藝采用的機(jī)械設(shè)備小巧靈活，但是噴射出來的混凝土質(zhì)量參差不齊，施工效率較低[1]。

濕噴工藝能夠克服干噴工藝在工程實踐中暴露出的缺陷，采用該施工工藝時，需要預(yù)先在攪拌站生產(chǎn)出合格的混凝土，然后將混凝土用罐車運送到施工現(xiàn)場，裝入濕噴機(jī)并通過膠管送入噴管，水和液體速凝劑同時加入到噴管中，混凝土、水與液體速凝劑在噴管內(nèi)混合，然后從噴嘴高速噴出，使混凝土粘接到巖石或其它材料表面并迅速凝結(jié)硬化。利用這種工藝噴射形成的混凝土質(zhì)量穩(wěn)定，回彈率低，施工效率較高。

鐵路工程中現(xiàn)場噴射混凝土技術(shù)需要采用特殊的施工機(jī)械來實現(xiàn)，施工機(jī)械的設(shè)計水平和工作能力在一定程度上決定了噴射混凝土的質(zhì)量[2]。本文結(jié)合具體工程項目背景，基于多功能（移動、泵送、噴射）HPS3016S混凝土噴射臺車，重點研究了此噴射臺車進(jìn)行混凝土濕噴的操作方法，同時指明了噴管處理方法和施工結(jié)束后臺車的處理方法。

1項目背景介紹

新建福州至廈門鐵路工程（簡稱新福廈鐵路工程）位于福建省沿海地區(qū)，北起福州市，途經(jīng)莆田市、泉州市，南至廈門市和漳州市。本文研究由我單位承建的新建福廈鐵路3標(biāo)項目，其位于福建省福清市、莆田市境內(nèi)，起訖里程為DK51+717.925～DK68+054.5，正線長16.337km。該工程中有3條隧道，分別是碧峰寺隧道8434m，后俞隧道274m，香山寺隧道1215m，合計開挖134m3，混凝土34.4萬m3，濕噴砼量為69996m3全部使用濕噴工藝進(jìn)行，投入6臺HPS3016S混凝土噴射臺車。

2混凝土噴射臺車性能簡介

HPS3016S混凝土噴射臺車由中國鐵建重工集團(tuán)有限公司設(shè)計制造，具有移動、泵送和噴射三大主要功能，能夠滿足一般的隧道機(jī)械化施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。這種臺車采用自動控制方式操控，工作性能穩(wěn)定，噴射效果良好，有效提高了施工質(zhì)量和效率。主要特點如下：

（1）生產(chǎn)率高：混凝土噴射能力高達(dá)30m3/h。

（2）回彈率低：回彈率可以控制在10%以內(nèi)，遠(yuǎn)低于干噴作業(yè)15%～30%的混凝土回彈率，有效提高了材料利用率。

（3）噴射效果好：通過采用自動配比技術(shù)實現(xiàn)了水灰比的可靠控制，有效提高了混凝土噴射質(zhì)量，實現(xiàn)了勻質(zhì)、密實噴射。

（4）污染?。悍蹓m被控制在噴射臺車內(nèi)部，減小了泄露的風(fēng)險，有效降低了對環(huán)境的污染和破壞，提高了工人的工作環(huán)境。

（5）操作簡單：精確的速凝劑跟隨系統(tǒng)和自動噴射功能，無線遙控操作系統(tǒng)，可大大減小操作工人的勞動強(qiáng)度，操作更簡單方便。

3濕噴工藝流程圖（圖1）

圖1 濕噴工藝流程圖

4噴射機(jī)的操作順序

混凝土噴射臺車的操作順序如下：

（1）機(jī)器進(jìn)場。

（2）混凝土噴射臺車的定位與穩(wěn)定。

（3）檢查及啟動遙控器。

（4）移動和展開臂架。

（5）檢查作業(yè)。①檢查水箱水位;②檢查液壓油油位;③檢查添加劑液位;④空氣壓力調(diào)節(jié)。

（6）噴射作業(yè)。

5提高噴射混凝土質(zhì)量，減少回彈量的操作方法

只有為噴射臺車設(shè)置合適的工作參數(shù)，才能實現(xiàn)提高噴射質(zhì)量、減少回彈量的目的。工作參數(shù)的設(shè)置，主要包括：（1）噴射量可以根據(jù)現(xiàn)場情況和人員的熟練程度在控制柜面板上進(jìn)行設(shè)定，一般為15-30m3/h，熟練度不高或在掃平的情況下可以將噴射方量調(diào)至15m3/h左右進(jìn)行噴射;（2）速凝劑含量根據(jù)混凝土配比及噴射過程中混凝土的掉落情況進(jìn)行設(shè)定，其設(shè)定值會根據(jù)噴射方量進(jìn)行自動跟隨匹配，一般在4%-6%，根據(jù)速凝劑的濃度會有相應(yīng)的變化，可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)。

噴射過程中，需要根據(jù)地形隨時調(diào)整臂架和噴頭位置，噴射過程中應(yīng)保持噴頭垂直于拱架要噴射的部位。噴射時要做到一個垂直和一個平行，即“噴嘴垂直于噴射面+三臂平行于拱架”這樣才能保證噴射的質(zhì)量;噴射的三種模式通過不同機(jī)構(gòu)的不同動作來實現(xiàn)，即通過控制垂直回轉(zhuǎn)臂的伸縮來實現(xiàn)環(huán)向噴射模式、通過控制四臂的伸縮來實現(xiàn)縱向噴射模式、通過控制噴嘴的360°擺動來實現(xiàn)點噴射模式，這三種模式的綜合作用可以實現(xiàn)多角度、全方位的噴射。

施工過程中，有的時候會遇到大面積環(huán)形拱架的噴射，這時需要采用特殊的工法，即“整體噴射打底+逐段噴射找平+凹陷位置補(bǔ)噴”的方式，實現(xiàn)高質(zhì)量的噴射;切忌采用局部點噴射方式，避免造成噴射面凸出、影響美觀的施工問題。

停止噴射作業(yè)時，可以選擇結(jié)束按鈕，關(guān)閉泵送和速凝劑泵電機(jī)，空壓機(jī)和供風(fēng)需等12S后手動停止。

6作業(yè)過程中堵管處理方法

噴射臺車噴管堵塞是施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的機(jī)械故障。噴管堵塞是有征兆的可以用來判斷的，當(dāng)出現(xiàn)電機(jī)噪音過大、壓力表盤顯示泵送壓達(dá)到最大值且持續(xù)降不下來時，很有可能就是出現(xiàn)了噴管堵塞，這時檢查混凝土是否繼續(xù)噴射，如果混凝土的噴射也中斷，就可以判定出現(xiàn)了噴管堵塞現(xiàn)象。出現(xiàn)了這種故障，需要采取以下措施進(jìn)行處理：首先進(jìn)行2～3次的“反泵→泵送”循環(huán)操作，看能否沖破堵塞物體;如果不能沖破，就需要降低整個泵送系統(tǒng)的工作壓力，直到降為0MPa之后，然后再逐段管路進(jìn)行排查，直到找出堵塞的管路后，利用高壓水柱進(jìn)行沖洗，主要采用合適的水柱壓力，一般都能夠沖開堵塞，實現(xiàn)正常工作狀態(tài)。

7清洗噴射臺車方法

混凝土濕噴機(jī)工作環(huán)境決定了清洗臺車的重要性，它是保證濕噴機(jī)連續(xù)正常工作、提高機(jī)械壽命的重要環(huán)節(jié)，所以施工結(jié)束后必須及時清洗噴射臺車。

（1）清洗料斗和S擺管閥時，首先啟動反抽，使殘留混凝土從輸料管和缸內(nèi)進(jìn)入料斗，接著從卸料門排出。在反抽時可適當(dāng)舉高噴射臂，利用混凝土的重力幫助管道內(nèi)混凝土排出;然后拆卸出料口處90°彎管;接著用高壓水槍清洗料斗，若有混凝土已凝固，可使用工具將其鑿下，務(wù)必使料斗各角落處均應(yīng)清洗干凈;然后將水管或水槍插入S擺管閥，啟動反泵，兩缸交替清洗，直至只有清水流出。最后關(guān)閉電機(jī)，將手探到S管最低處，檢查并清除殘留混凝土。注意插入深度為能將水槍噴嘴或水管頭定位于密封環(huán)前，并用膠帶做出標(biāo)記，否則會被擺管閥切斷。

（2）清洗輸送管路時，由于在輸送管路內(nèi)的混凝土大部分已經(jīng)用混凝土泵反抽的方法排除后，關(guān)閉料斗卸料門：降低噴射小臂，卸下噴嘴（清洗噴嘴與清洗輸送管路同時進(jìn)行），把留在噴射頭上的輸送管出口對墻腳。首先拆卸90°彎管兩端的卡箍，移開90°彎管;然后往90°彎管出口處直管塞入DN150清洗球和濕水泥口袋紙團(tuán);接著安裝好90°彎管兩端的卡箍;接著在料斗內(nèi)注入清水，并保持料斗有足夠的供水;接著啟動混凝土泵，向輸送管道泵送清水;在紙團(tuán)和清洗球從噴射頭出口被泵出后，繼續(xù)泵送至流出的水不再渾，管道清洗完成。正常情況下，混凝土泵提供的壓力足以推動清洗球和紙團(tuán)刮干凈管壁粘附的混凝土。

（3）清洗噴頭時，由于從混流器處輸入速凝劑，該處若有混凝土殘留，很快會凝固，必須在停止噴射后立即清理。首先確保在混凝土和速凝劑停噴后，壓縮空氣繼續(xù)噴10-20秒鐘;接著降低噴射臂，把噴射頭調(diào)整到便于操作的高度和位置;接著關(guān)閉混凝士泵、速凝劑輸送裝置、空壓機(jī)和噴射臂;接著卸開噴射頭上混流器接頭;接著從混流器中抽出噴嘴，清洗混流器，疏通并清理注入口;接著清洗和檢查密封圈;最后清洗噴嘴，疏通各注入小孔。

（4）清洗臂架及車身時，首先用水槍對三臂、四臂及車身進(jìn)行沖洗，清洗時，噴射水流不要垂直對準(zhǔn)清洗面，應(yīng)斜著沖洗，噴嘴到目標(biāo)面的距離約30cm。

清洗車身過程中，請勿直接用高壓水槍沖洗電纜卷筒、電控柜、臂架燈，以免造成漏電危險和損害電氣元器件。

8結(jié)論與建議

本文結(jié)合具體工程項目，基于集行走、泵送和噴射三大功能于一體的HPS3016S混凝土噴射臺車，研究了利用噴射臺車進(jìn)行混凝土濕噴的操作方法，同時指明了噴管處理方法和施工結(jié)束后臺車的處理方法。經(jīng)過新福廈項目工地的驗證，達(dá)到了預(yù)期的目的，質(zhì)量穩(wěn)定，功效高，回彈率8%，環(huán)境污染小，證明這種機(jī)械裝備對于鐵路隧道現(xiàn)場噴射混凝土施工具有重大的促進(jìn)作用，同時能夠在保證工期和施工質(zhì)量的前提下節(jié)約工程成本，有利于工程的順利實施。本文的研究對工程實踐具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]陶濤.混凝土噴射臺車在隧道施工中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)：全文版，2016（3）：175-176.

[2]馬順利.混凝土噴射臺車應(yīng)用技術(shù)[J].隧道建設(shè)，2004（3）：69-71+61.

收稿日期：2020-02-02

作者簡介：武穎婷（1988—），女，山西呂梁人，本科，工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)備研究。