濕噴混凝土臺(tái)車在成貴鐵路佛界山隧道初期支護(hù)中的應(yīng)用

惠 沖

（四川路橋橋梁工程有限責(zé)任公司 成都 610071）

濕噴混凝土臺(tái)車在成貴鐵路佛界山隧道初期支護(hù)中的應(yīng)用

惠 沖

（四川路橋橋梁工程有限責(zé)任公司 成都 610071）

隨著隧道工程技術(shù)的發(fā)展，濕噴混凝土工藝由于具有其顯著的安全、環(huán)保、施工質(zhì)量易于保障等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)成為隧道噴射混凝土的主要施工工法，其主要施工機(jī)械設(shè)備有小型濕噴混凝土機(jī)和濕噴混凝土臺(tái)車兩種，本文主要結(jié)合成貴鐵路佛界山隧道介紹濕噴混凝土臺(tái)在隧道施工中的優(yōu)勢(shì)。

隧道初期支護(hù)濕噴混凝土臺(tái)車安全；經(jīng)濟(jì)；質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)

引言：近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，濕噴混凝土臺(tái)車設(shè)備隨之集中了較高的科技含量，并在實(shí)用性上能夠適應(yīng)市場(chǎng)需求。濕噴混凝土臺(tái)車施工系統(tǒng)一般由噴頭、臂及回轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、大臂的起落機(jī)械等組成。具有能使噴嘴前后俯仰、左右擺動(dòng)或畫圈，臂桿可伸縮、升降和旋轉(zhuǎn)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(biāo)管轄內(nèi)，隧道起訖里程為DK146+925～DK149+580,全長(zhǎng)2655m，為低瓦斯隧道，是成貴鐵路重點(diǎn)控制性工程，深部為南廣儲(chǔ)氣構(gòu)造且穿越侏羅系含油頁(yè)巖及三疊系含煤地層，有害氣體聚集風(fēng)險(xiǎn)大；下穿南廣背斜，局部處于煤炭采空區(qū)核心部，基巖節(jié)理裂隙很發(fā)育，地下水豐富；不良地質(zhì)為有害氣體、采空區(qū)堆積體、順層及放射性。其施工難度大，風(fēng)險(xiǎn)及技術(shù)含量高，圍巖多為頁(yè)巖、砂巖、砂夾泥巖及部分較風(fēng)化花崗巖且裂隙發(fā)育。

二、濕噴混凝土臺(tái)車在隧道初期支護(hù)施工中的優(yōu)勢(shì)

佛界山隧道屬于高速鐵路特長(zhǎng)隧道，初期支護(hù)噴射方量大，設(shè)計(jì)噴射量達(dá)1.7萬(wàn)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(zhǎng)隧道、大方量的施工噴射中，濕噴混凝土臺(tái)車顯示出較大較明顯的優(yōu)勢(shì)。

1工法優(yōu)勢(shì)

1.1 施工質(zhì)量穩(wěn)定，預(yù)拌混凝土拌合料及外加劑參量穩(wěn)定，在加上濕噴混凝土臺(tái)車噴射的流量穩(wěn)定。速度均勻，并能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)濕噴，濕噴混凝土表面平整度較好，外觀顏色均勻，力學(xué)性能上下浮動(dòng)幅度小，初期支護(hù)混凝土強(qiáng)度高、整體性強(qiáng)、密實(shí)度好。

1.2 施工效率高。濕噴混凝土臺(tái)車噴射效率為7～28m3/h，平均為18m3/h，行走采用四輪驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)速度快，噴射前準(zhǔn)備時(shí)間短，可縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間。

1.3 安全系數(shù)高。濕噴混凝土臺(tái)車在支護(hù)施工中，操作人員可在遠(yuǎn)離施工作業(yè)面（15m左右）采用有線遙控器操作設(shè)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(fā)展，改善圍巖受力狀態(tài)，增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性。

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

1.5 降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于環(huán)保。

1.6 濕噴混凝土臺(tái)車濕噴作業(yè)時(shí)間，機(jī)械化程度高，可降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，采用低堿液態(tài)速凝劑，大大降低對(duì)人體環(huán)境的危害，同時(shí)粉塵少，施工噪音低，改善了作業(yè)環(huán)境。

三、濕噴混凝土臺(tái)車在佛界山隧道的應(yīng)用實(shí)例

新建成貴鐵路 6標(biāo)佛界山隧道由四川路橋橋梁工程有限責(zé)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(xié)調(diào)任務(wù)多，加之2014年3月隧道進(jìn)口施做洞口抗滑樁，剛開(kāi)挖就遇到地質(zhì)滑坡，隨之變更及設(shè)計(jì)施工問(wèn)題接踵而來(lái)，正式掘進(jìn)時(shí)間延后了半年。

為保證質(zhì)量、加快進(jìn)度、節(jié)約成本、降低安全事故，我項(xiàng)目及時(shí)引進(jìn)了天津中隧科技有限公司的ZS-2515系列濕噴混凝土臺(tái)車，用于隧道出口的初期支護(hù)施工，并取得了成效。從以下幾方面做以介紹：

1、作業(yè)環(huán)境明顯改善

濕噴混凝土臺(tái)車作業(yè)過(guò)程中有獨(dú)立供風(fēng)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的風(fēng)壓，在程序模塊和液態(tài)添加劑計(jì)量輸送裝置的共同作業(yè)下，加上噴漿工藝的優(yōu)化和工人濕噴技術(shù)的提高，達(dá)到了對(duì)混凝土和速凝劑流量和頻率的同步程序控制，在實(shí)現(xiàn)對(duì)速凝劑精確添加、保證速凝劑最優(yōu)參量的同時(shí)，有效降低了因煙塵和速凝劑揮發(fā)而造成的空氣污染。采用機(jī)械手濕噴，施工產(chǎn)生的粉塵很少，噪音較小，作業(yè)人員可站在距噴射面約10m開(kāi)外的安全位置，通過(guò)操作有線遙控器來(lái)控制噴射臂手進(jìn)行噴射砼作業(yè)，與小型噴射機(jī)器需人工手持噴槍短距離噴射方式相比，作業(yè)環(huán)境有了很大的改善，更環(huán)保，明顯有利于作業(yè)人員的職業(yè)健康

2、噴砼質(zhì)量穩(wěn)定有保證。

普通濕噴機(jī)加速凝劑方式為人為操作方式，誤差相對(duì)較大，同時(shí)常規(guī)小型濕噴機(jī)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(yè)粉塵、混凝土腐蝕性、圍巖軟弱破碎部位的掉塊風(fēng)險(xiǎn)、上下作業(yè)臺(tái)架不便等都會(huì)對(duì)手持噴槍工人產(chǎn)生壓力、影響，造成噴射距離、角度不能嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)而帶來(lái)噴射砼質(zhì)量不穩(wěn)定。

濕噴混凝土臺(tái)車配備液態(tài)添加劑自動(dòng)計(jì)量輸送裝置，能夠精確的添加速凝劑，電子程序能自動(dòng)對(duì)混凝土和速凝劑流量同步控制，保證速凝劑的最優(yōu)參量，機(jī)械手噴砼可以保證噴射角度、距離，避免了人工噴射的盲區(qū)、盲點(diǎn)及因噴槍手畏難、省事心里而對(duì)噴射角度、距離操作精度有所折扣，再加上機(jī)械手噴射的流量穩(wěn)定、速度均勻，并能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)濕噴，濕噴混凝土表面平整度較好，外觀顏色均勻，力學(xué)性能指標(biāo)上下浮動(dòng)幅度小，初期支護(hù)混凝土強(qiáng)度高、整體性強(qiáng)、密實(shí)度好。濕噴機(jī)械手的大臂和小臂通過(guò)油缸都可以伸縮2m的行程，在噴射機(jī)組不移動(dòng)的情況下，噴射高度可達(dá) 16m，寬度可達(dá) 28m，具有較高的方便快捷性，可以噴射到人工無(wú)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(fèi)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)鉆心取樣測(cè)試，由機(jī)械手噴制而成的現(xiàn)場(chǎng)取樣試件，比傳統(tǒng)的噴漿機(jī)噴出的試塊強(qiáng)度，平均高出 5Mpa以上，密實(shí)度較高。

3、噴砼安全性能更高

普通濕噴機(jī)進(jìn)行施工時(shí)，噴砼人員須在尚未進(jìn)行支護(hù)的圍巖下面進(jìn)行作業(yè)，人員作業(yè)安全難保證。采用機(jī)械手施工，機(jī)械手處于已經(jīng)完成初期支護(hù)的位置，操控作業(yè)人員可在遠(yuǎn)離支護(hù)作業(yè)面（15m左右）對(duì)機(jī)械手進(jìn)行遙控操作，避免了掌子面坍塌對(duì)作業(yè)人員和機(jī)械設(shè)備的安全威脅，作業(yè)安全性大大提高。

4、提高作業(yè)效率及減少材料浪費(fèi)

目前市場(chǎng)上常規(guī)的小型濕噴機(jī)1臺(tái)噴射砼效率只能達(dá)到3m3/h；濕噴機(jī)械手的噴射效率為7～28m3/h，平均為18m3/h，噴射前的設(shè)備準(zhǔn)備時(shí)間短，可縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間，且快速封閉巖面會(huì)有效約束巖層變形的發(fā)展，改善圍巖受力狀態(tài)，增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性。

采用機(jī)械手濕噴作業(yè)前期，因技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)不足而噴射速度慢、噴射回彈率較大、經(jīng)常堵管等問(wèn)題，項(xiàng)目部、工區(qū)經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐、比較、總結(jié)，外聘專業(yè)廠家指導(dǎo)等，通過(guò)大小臂之間的協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)，操作手可以掌控好小臂行程的速度，確保移動(dòng)噴射由點(diǎn)到線再到面，保持噴射外觀的平整度；同時(shí)對(duì)速凝劑品種及參量、骨料級(jí)配、作業(yè)供應(yīng)的風(fēng)壓、風(fēng)量等與噴砼回彈率的關(guān)系作現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)比較、總結(jié)，回彈率逐步降低到預(yù)期狀態(tài)。采用常規(guī)小型設(shè)備噴砼回彈率一般在30%～50%左右，而采用機(jī)械手噴砼回彈率可以控制在 7%～15%左右，因此機(jī)械手施工可以更好的控制材料的浪費(fèi)，節(jié)省成本。

由此可見(jiàn)，濕噴機(jī)械手在佛界山隧道施工中發(fā)揮了巨大的作用，直接經(jīng)濟(jì)效益可觀。

結(jié)語(yǔ)：混凝土濕噴臺(tái)車具有操作方便、靈活、安全、可靠，工作效率高、回彈少、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)?；炷翝駠娕_(tái)車將占據(jù)隧道施工及其他作業(yè)的市場(chǎng)，因此與之相對(duì)應(yīng)的其他配套設(shè)施及專業(yè)人員的配備是今后工作培訓(xùn)的重中之重，只有改善這些相關(guān)的設(shè)施設(shè)備，該設(shè)備才能最大化的發(fā)揮在高速鐵路隧道市場(chǎng)及其他市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，才能推動(dòng)我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展。

[1]關(guān)寶樹，隧道工程施工要點(diǎn)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(shù)指南(鐵建設(shè)〔2010〕241號(hào))；

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1007-6344（2017）02-0070-01