湿式喷射混凝土技术

秦立荣

(中铁隧道集团北京分公司 北京100022)

摘要将湿喷技术与干喷技术的优劣进行了对比，并重点叙述了湿喷技术、施工工艺和施工注意事项。

关键词湿喷混凝土工艺

1 前言

喷射混凝土施工技术在隧道建设领域应用很广，目前我国喷射混凝土施工普遍采用的是干喷和潮喷，随着施工技术的不断发展，一种新的喷射混凝土施工技术——湿式喷射混凝土正逐渐运用于喷射混凝土施工作业中。湿式喷射混凝土的基本原理是将搅拌好的混凝土送入湿式喷射机，用压缩空气在喷嘴处与从计量泵压到喷嘴的雾化速凝剂混合，形成料束，喷到受喷面上；干喷混凝土是把水泥、骨料和速凝剂

按比例拌匀，加进喷射机后用压缩空气将物料通过软管，在喷嘴处加水，形成料束，高速推送到受喷工作面上；潮喷是预先在砂石料堆中加水(砂含水率不大于8％ ，石含水率不大于4％)后与水泥拌合，在加入喷射机时掺入速凝剂，用压缩空气将物料通过软管和喷嘴形成的料束高速推送到受喷工作面上。

部分西方国家喷射混凝土作业中干喷与湿喷所占比例如表1所示。

表1 干喷与湿喷使用情况一览表

国家 湿喷(％) 干喷(％)

法国 60 40

意大利 90 10

日本 80 20

挪威 99 1

瑞士 65 35

美国 60 40

2 湿喷技术的优越性湿式喷射混凝土技术是一门新技术。湿喷与干

(潮)喷比较有明显的优越性。

a．湿喷混凝土配合比易于控制：施工时，湿喷的混凝土按生产工艺生产后运至湿喷机进行喷射，其配合比完全处于受控状态，从而保证了喷混凝土的质量。干(潮)喷的混凝土质量不易控制，特别是混凝土的水灰比带有随意性，是由喷射手根据经验及肉眼观查来进行调节的，混凝土的品质在很大程度上取决于喷射手操作正确与否。

b．回弹率低，能有效控制成本：干(潮)喷回弹率达35％ 45％(根据北京城铁l4标段喷混凝土测试)，而湿喷回弹率为15％左右，所以湿喷的生产成本低，效益高。

C．施工时的粉尘浓度低：潮喷喷嘴旁粉尘为60mg／m ，干喷喷嘴旁粉尘浓度比潮喷粉尘浓度更高，而湿喷喷嘴旁粉尘较潮喷喷嘴旁粉尘浓度低。喷混凝土施工时，往往由于粉尘浓度及其他原因，造成隧道内能见度低，客观上使操作人员只讲喷射数量，而忽视喷射质量使喷混凝土的质量不稳定，浪费很大。

d．生产率高：干式混凝土喷射机一般不超过5m ／h。而使用湿式混凝土喷射机，人工作业时可达7—9m ／h；采用喷射机械手作业时，则可达l5～18m ／h，比其他喷射法提高2～3倍。

e．设备材料磨损小：干喷机结构简单，体积小，清洗方便，但结合板的磨损大；湿喷机的构造较复杂，体积大，需要较大动力设备的牵引，但结合板的磨损小。上述因素值得我们高度重视。喷射混凝土质量好坏及生产效率高低是直接影响隧道施工进度、工程质量和经济效益的重要因素。

3 干喷与湿喷法技术性能比较(见表2)

表2 干喷与湿喷法技术性能比较表

指标 干喷法 湿喷法(风动型) 湿喷法(泵送型)

机械设备 简单 较简单 较复杂

粉尘浓度 较大，一般50mg／m 可降低50％ ～80％ 可降低80％ 以上

耗风量 较大 可降低50％左右 可降低50％ 以上

回弹率 较大，20％ 一40％ 可降低至10％左右 可降低至5％ 一10％以下

水灰比 0．4～0．5 0．5～0．55 0．55+塑化剂

压送距离 长，200～300m 短 短

设备情况 容易 困难、中途不用停歇 困难、中途不用停歇喷射混凝土抗压强度 较低，一般15～25MPa 提高约50％ 提高约30％ 一50％水泥用量(kg／m ) 40o 450～480 480～560

混凝土坍落度(em) 5～7 8～10 10～12

4 湿喷工艺的确定

4．1 配合比的确定及配料选用

a．配合比的确定

灰骨比为1：4；

水灰比为0．55；

每立方米喷射混凝土水泥用量为427kg；

每立方米喷射混凝土掺8604型液态速凝剂

19．2kg；

坍落度控制在8～12cm。

b．配料选用

①水泥：选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，标

号不低于425号，(这两种水泥的C，S和C，A含量

较高，同速凝剂的相容性好，能速凝、快硬，后期强度

也较高。

②砂：砂子过细，会使干缩增大；砂子过粗，则会

增加回弹。因而湿喷混凝土用砂宜选择中粗砂，细

度模数大于2．5。(注：砂子中小于0．075颗粒不应

超过20％)。

③骨料：卵石或碎石均可，但以卵石为好。骨料

的最大粒径不宜大于15mm，见表3。

表3 粒径级配

筛孔尺寸(mm) 累计筛余(％)

15 O． 4

10 9． 9

5 69．5

2．5 95．4

<2．5 1oo

④速凝剂：选用8604型液态速凝剂。当水泥中

加入3．5％ ～5％ 的8604型液态速凝剂后，能使水

泥在1～4rain内初凝，2～10min内终凝，一般掺人

量取4．5％为宜。

4．2 主要施工机具见表4

表4 主要施工机具

序号 设备名称 型号 生产能力

1 混凝土湿喷机 TK— 61 5m ／h

2 配料机(电子秤) PL8000型

3 强制式混凝土拌合机 JDY350型 20—50 m ／h

4 混凝土输送罐车 G rB一Ⅱ 6m

5 开挖台车

6 电动空压机 12m

4．3 湿喷工艺

a．工艺流程

湿喷工艺流程见图1。

注：喷嘴到受喷面的距离为0．8m一1．0m。

图1 湿喷工艺流程图

b．湿喷机操作流程

受喷面

圈2 TK—961型湿喷机操作流程圈

4．4 施工注意事项

a．严格控制工作机的风压在0．15MPa～0．2MPa

范围内；

b．严格控制喷嘴与受喷面的距离和角度，无钢筋

网喷射时，喷头应与喷面垂直，有钢筋网时可适当放

偏，喷嘴离受喷面的距离控制在0．8—1．Om范围内；

c．严格控制水灰比，以刚喷射的混凝土表面有

一层暗淡光泽为宜；

d．渗漏水地段的处理：在喷射混凝土前用压缩

空气吹扫。当水量不大时，喷射混凝土配料及拌料

按正常施工程序进行。当水量较大时，开始喷射时，

适当减小用水量。喷射时由远而近，临时加大速凝

剂掺量(≯5％)逐渐合拢；水止住后，必须恢复用正

常速凝剂掺量的喷射混凝土封闭；

e．湿喷混凝土必须进行砂子的含水率试验，用

以校正加入的水量，以取得期望的坍落度；

f．配料时骨料与水泥的温度不应低于5℃；

g．湿喷混凝土拌合料搅拌的最短时间见表5，

掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长。

表5 湿喷混凝土拌合料搅拌的最短时间(s)

搅拌机类型 搅拌容积(1)

<400 l 4OO～1000 I>1000

自落式 90 I 120 l 150

强制式 60 l 90 l 120

5 喷射作业

5．1 施工准备

a．检查受喷面轮廓尺寸，并进行修正，使之符合设计要求，若有松动、破碎部分必须清除干净；

b．有明显渗漏水地段应事先作好防排水处理；

c．用高压风或水(地质不良不用)清理受喷面；

d．备好脚手架或工作平台；

e．检查机械、管道、安全阀、压力表是否完好，并进行试运行；

f．在拱顶、边墙作好设计喷层厚度标志。

5．2 喷射作业技术要点

a．严格按以下顺序操作：打开速凝剂辅助风

— — 缓慢打开主风阀送风— — 启动速凝剂计量泵、

主电机、振动器—— 向料斗加料；

b．开机后注意观察风压，起始风压大于或等于

0．5MPa才能开机操作，并据喷头出料情况调整风

压，边墙工作风压应控制在0．3MPa一0．5MPa之间，

拱部控制在0．4MPa～0．65MPa之间；

c．供料应连续均匀，料斗内应有足够的存料并

及时清除粒径大于15mm振动筛上的粗集料；

d．喷头与受喷面尽量垂直，保持0．8m～1．Om

的距离；对挂有钢筋网的受喷面，喷头略倾斜，距离

相对减少；距离大于1m，将增加回弹量，并降低密实

度，从而也降低了强度，如喷嘴距受喷面小于0．8m，

则不仅回弹量会增加，而且喷射手也受回弹颗粒的

打击；

e．横过受喷面将喷嘴稳定而系统地作圆形或椭圆形移动，分区段，一般不超过6m，自上而下，一圈压半圈，缓慢移动，每一环圈应为横向40～60cm，高15～20cm。若受喷面不平，应先喷凹坑找平；

f．一次喷层厚度应根据设计厚度确定：初喷厚度一般控制在4～5cm，第二次喷射厚度可达lOcm以上。

6 结束语

由于我国劳动力成本低，人们的环保意识尚待提高，同时由于采用湿式喷射混凝土作业时，设备投资较高，设备操作和维修要求有一定的技术水审

(上接40页)

平，因此湿喷混凝土的施工成本高于干喷混凝土的施工成本，使湿式喷射混凝土技术在国内的推广受到一定程度的。但是，从施工的整体效益上来看，湿喷混凝土的总费用比任何形式干喷混凝土便

宜30％ 一40％ ，湿喷技术又具有明显的优势。今后，随着人们环保意识的加强、施工技术水平的提高以及对喷射混凝土施工质量要求的提高，湿式喷射混凝土技术必将逐步地取代干式喷射混凝土技术。