隧道湿喷技术在公路隧道的运用与发展前景

李军保

【摘 要】随着我国公路工程建设频繁，对于公路施工技术要求不断地提高。隧道混凝土喷射技术是保障隧道工程施工安全的基础条件，因此对于喷射技术要求非常高。本文简单论述喷射工艺类型和特点，详细分析大型混凝土湿喷机配合的优点和湿喷工艺的工作原理，探讨隧道湿喷技术在大断面特长公路隧道的应用与发展前景。

【关键词】湿喷技术 隧道 发展前景

隧道湿喷技术在隧道工程施工过程中具有重要的作用，为整个隧道工程施工提供了初期的支护能力，保障了后续隧道施工的安全，尤其是针对大断面特长公路隧道的工程。目前我国的喷射工艺主要有三种，分别是干喷、湿喷和潮喷；干喷是将骨料、水泥按一定比例干拌均匀，用喷射机和高压水混合，高速喷射到岩面；潮喷是骨料加少量水在潮湿状态下与水泥拌合，喷射到岩面上，喷射工艺和机械都与干喷相同，因其明显的缺陷，逐渐被淘汰是必然的，而湿喷工艺具有多方面优点，最后占据了市场主导地位。下面会分析混凝土湿喷工艺特点和工作原理，阐述湿喷技术的应用和未来发展方向。

1 混凝土湿喷工艺类型及特点

干喷工艺的优点在于简单、耐用、使用成本低，但是却有着很多明显的缺陷，如喷射混凝土质量控制差、生产率低下，施工的时候回弹率高、落料损失大以及容易造成环境污染等，对操作人员的健康有着很大的危害。而湿喷的优点在于生产率高，质量控制高、无粉尘、回弹率低以及拌和混凝土时水灰比控制较为容易。由此对比，湿喷工艺必然占据隧道混凝土喷射工艺的主导地位[1]。

2 混凝土湿喷机械的特点分析

当前，我国隧道施工中多采用的是那种没有行走能力和伸缩臂的小型混凝土湿喷机，虽然其设备成本较低以及结构简单，但是却有生产效率低以及喷射效果差的缺点，同时小型湿喷机需要配备人工操作，浪费劳动力，且喷射范围也比较小，非常不利于连续作业和转移设备。因此，这类型的湿喷机不适合隧道施工工程，应该采用有伸缩臂和具有行走能力的大型湿喷机，才能有助于大断面特长公路隧道工程施工。我单位在兰永五标恐龙湾隧道施工中，运用的湿喷机械为意大利CIFACSS-3湿喷机组。湿喷作业喷射速度快、效率高、准备时间短、喷射范围广且移动方便，能有效提高作业循环的速度，加快施工进度，喷射平均速率达到了10立方米/小时。采用湿喷混凝土施工时，既降低了洞内粉尘浓度，又改善了隧道内的作业环境，保护了工人的身体健康。湿喷台车的速凝剂自动准确添加，排除了大量的人为因素，使混凝土强度得到了保证。

3 湿喷工艺的工作原理

混凝土湿喷工艺的工作原理是利用液压力将预拌好的混合料通过管道输送至喷枪，然后在喷枪口处引入压缩空气以及速凝剂，最后再以高速在受喷面上喷射混合料，快速凝结形成混凝土支护层。这种工艺最大好处就在于安全、经济以及快速，可以有效地完成隧道初期支护工作，主要施工要素有三个，分别为喷射、锚杆以及量测。

湿喷工艺中加入了速凝剂可以快速让湿喷层凝结硬化起来，同时利用牢固的锚杆挂网，可以轻松地将湿喷层粘附在隧道基面上，使初期支护层具备一定的承受力，在后续隧道承重墙体的施工中提供基础条件，使施工能够安全进行。在湿喷工艺作业中，锚杆挂网对混凝土支护层的支护能力和强度有着巨大的影响[3]。

混合料的配比可以依照施工条件和施工对象进行适当地调整，根据施工要求，合理使用外加剂，如减水剂、防冻剂以及防裂剂等，有助于加强湿喷混凝土的适应能力。同时可以在混凝土中加入钢纤维，提高混凝土的强度和支护能力。需要注意湿喷混凝土中砂石的粒径最好不要超过15mm，否则会降低混凝土的粘附性、流动性以及可喷射性。

4 隧道湿喷技术在大断面特长公路隧道的应用及发展前景

4.1 隧道湿喷技术的应用

在隧道工程施工过程中，混凝土湿喷工艺具有高安全、高环保、高效率以及低成本的优点，作为隧道工程施工的初期支护工艺，为整个隧道工程施工质量提供基础保障，提高了隧道施工的安全性，提高了隧道施工质量。目前，隧道湿喷技术已经得到了全面推广。大断面特长公路隧道施工极为困难，在施工过程中，容易出现隧道开裂、落土、落石以及塌方的情况，施工人员安全问题没有解决，影响施工进程，因此初期支护工作非常重要，采用施工质量好、工作效率高的大型湿喷机配合混凝土施工技术必定可以带来最可靠、最高效的初期支护性能。因此，在湿喷混凝土作业前，施工单位需要顺利完成以下几个方面的工作，便可以确保隧道湿喷施工质量：（1）充分认识到初期支护具有能够保障施工人员安全、缩短施工期限、降低成本消耗等各种作用，采取相应的措施确保混凝土湿喷施工质量；（2）充分利用遥感和遥测技术，对隧道周边的地质条件进行详细的测量，然后科学合理地分析使用锚杆和网板的参数，确定它们的连接工艺，最后决定湿喷混凝土的配比和布施厚度等；（3）根据实际地质情况，如软弱的地质结构或含水量高的地质条件，可以适当地调整锚杆的长度和布设密度，若是锚杆长度受到障碍物的阻挡，就在灌浆前利用开倒锥锚杆孔和拐弯锚杆孔提高锚杆的承载力，或者可以适当地减少网板的网孔，又或者提高锚杆的布设密度，都可以增加挂网的承受力；（4）混合料的配比需要根据隧道地质情况和施工要求进行合理地调整，也可以适当地添加外加剂，如增减速凝剂、减水剂、防冻剂以及防裂剂等，有利于增加湿喷混凝土的适应性；（5）重视湿喷技术员工的专业能力并加以培养，积极提高施工人员的技术水平，严格按照规范进行湿喷作业流程和设备维护工作。

4.2 隧道湿喷技术的发展前景

我国喷射混凝土工艺中，湿喷技术有效地弥补了干喷和潮喷的缺点，对隧道工程施工有着巨大的正面影响，它不仅保障了工作人员安全，还能提高喷射施工质量，大大缩减工程施工工期，确保了隧道工程施工的安全性。在施工过程中，湿喷技术具有粉尘少、回弹率低、消耗成本低、安全环保等优点，通过充分准确地调配混合料的配比，最大限度地保证了湿喷作业的施工效益，对混凝土的强度和支护能力、混凝土和隧道基面的粘附力以及混凝土的抗渗入能力等都有起到巨大的作用。同时，它的应用范围比较广，不仅是大断面特长公路隧道，还是其他类型的隧道工程都能够应用湿喷技术进行初期支护工作，因此，湿喷技术具有优秀的发展前景。

5 结语

隧道湿喷技术是我国隧道工程施工安全的基础保障，它为隧道工程提供了优秀的初期支护能力，保证施工过程能够安全进行。而且湿喷技术有着许多的优点，如生产率高、成本低、基本无粉尘等，配合大型湿喷机能有效地提高生产率以及缩减施工工期。而且应用范围广泛，能够符合大多数类型的隧道工程，具有良好的发展前景。同时施工单位也要加强湿喷技术的研究以及技术人员的培养，使其能够提供更好的支护能力，提高隧道工程施工质量。

参考文献：

[1]唐亮.隧道湿喷技术在大断面特长公路隧道的运用与发展前景[J].门窗，2014，06：458-459.

[2]李金朋，余志龙，徐儒村.Spraymec混凝土湿喷台车在隧道施工中的应用[J].工程机械与维修，2014，07：112-114+116.

[3]曹康建.湿喷钢纤维混凝土在隧道单层衬砌中的应用[J].水利与建筑工程学报，2011，03：83-86+102.