中铁七局集团第三工程有限公司 陕西省西安市 710032
摘要：在隧道施工中，混凝土的使用是必不可少的，湿喷技术更是现在最合适的工艺。在施工中合理地使用湿喷机，注意回弹问题就能在根本的角度上优化隧道施工的进程和工程的质量。鉴于此，本文主要分析湿喷机在隧道施工中的应用。
关键词：湿喷机；隧道施工；应用
1、引言
混凝土湿喷机施工效率高，喷射质量好，产生粉尘少，自进入国内以来便成为隧道施工的利器。喷射混凝土应采用湿喷工艺，保证强度、厚度和均匀性，严禁干喷。广泛应用隧道施工新型机械设备。建设单位应从提升工程质量保障能力出发，引导和鼓励施工单位提升隧道施工装备水平，改善施工条件、降低劳动强度、减少人为偏差。积极采用混凝土喷射设备等。
2、人工喷射混凝土存在的问题
人工干喷（潮喷）：将砂石料、水泥和速凝剂粉干拌后，用压缩空气输送至喷嘴，在喷嘴处加水混合后喷出。
.png)
图1
人工湿喷：将完全拌和好的混凝土用压缩风送至喷头，在喷头处加液体速凝剂后，混合后喷出。
.png)
.png)
图2
工人劳动强度大，效率低下，3方/小时；作业环境恶劣，工人易患矽肺病；喷射混凝土结构松散，后期强度低（C25混凝土28天抗压强度为10MPa左右），易坍塌、掉块；回弹量大，人工多，喷射成本高；作业面人数多，易出群死群伤的恶性安全事故。
3、湿喷机在隧道施工中的应用
本次施工所选用的设备为CHP25B型车载式湿喷机。
.png)
图3
3.1、施工准备工作
受喷面处理：有明显出水点时，可埋设导管排水；导水效果不好的含水岩层，可设盲沟排水；使用扫帚、水冲、风吹或其他方式除去所有松散物、尘土或其他有害物质。
机具设备准备：机械设备、风、水管路，输料管路和电缆线路等进行全面检查及试运转。
3.2、保持受喷面的合适湿度
在隧道施工中湿喷机的作业对受喷面是有要求的。如果说受喷面过于干燥，那么在湿喷之后受喷面会吸收混凝土中的水分，从而影响湿喷的效果。如果受喷面过于湿润，会影响混凝土的坚固性和强度。
3.3、湿喷机的开机关机顺序
混凝土湿喷开机作业时要按照一电、二风、三速凝剂、四进料的顺序。在停止作业时，则是要按照相反的顺序进行。另外，在隧道施工作业时，要及时调节风压和速凝剂的用量，根据受喷面的潮湿和光滑程度来调整。
3.4、控制湿喷的距离和方向
在隧道施工中影响湿喷的因素有很多。一般来说喷射的最佳距离是0.6～1.8m，这样的喷射距离可以达到最佳的效果，大大地降低了混凝土的回弹和灰尘。在喷射方向上，没有钢筋网的覆盖时，只要垂直喷射就可以了。如果在施工中有钢筋网的覆盖，可以将喷头偏移至70°左右。
3.5、湿喷顺序
在混凝土湿喷机作业时，不是直线喷射，是按照螺旋状喷射的。当喷射任务要求分区域作业时，要按照从下到上的顺序进行。这样的操作，可以使受喷面上的混凝土覆盖均匀，减少施工时的粉尘和回弹量。分段、分片由下而上，先墙后拱顺序进行；分层喷射，边墙每层厚度按6~8cm控制，拱部按4~6cm控制，后一层在前一层混凝土终凝后进行，直至复喷到设计厚度；喷嘴要垂直受喷面做反复缓慢螺旋形运动，同时与受喷面保持一定的距离，一般1.0~1.5m；喷射混凝土的回弹率控制不大于15%。
3.6、湿喷厚度
影响喷射厚度的因素有很多，如混凝土的质量、受喷面的材质，甚至是操作人员的水平。在湿喷机工作时，很多隧道要求多次喷射。一般来说，在第1次喷射时，厚度控制在5～7cm，然后再多次喷射来达到设计要求的厚度。当隧道受喷面有很多凹陷时，需要施工作业人员先把凹处补平，然后再进行接下来的湿喷作业。这时就要求操作人员拥有丰富的经验，根据隧道内的空间、形状、土质来采取合适的喷射厚度，既能够不过于厚重，还可以不掉落。
4、混凝土湿喷机的发展新趋势
4.1、绿色化
作为机械手湿喷机发明者的意大利CIFA，继1986年率先推出机械手湿喷机之后，又于2018年在业内率先推出了电动力湿喷机CSSE。CSSE整机的所有功能都可以通过电动力完成，因此从源头避免了燃油的消耗和废气的产生，绿色环保。同时考虑到隧道施工的特殊工况，整机还配备了一个柴油发电机用来保证电力故障情况下的应急工作。继CSSE之后，在2019年德国宝马展由Normet和Sika分别展出的新款湿喷机SmartDrive和CHP25B同样采用了全新的电动力设计，标志着电动新能源在隧道施工行业中正得到逐步的推广和应用。在国内，虽然新能源在客车、汽车等领域已经得到长足的发展，但是在湿喷领域，由于成本高和供应链不完善，目前还鲜有电动湿喷机的出现。
4.2、智能化
湿喷机自诞生后，一直在向着智能化的方向发展，并且已经在行业形成多项成熟技术，如智能化的添加剂计量系统，故障自诊断系统等均提高了作业的便捷性，提升了工作效率。但是在臂架的智能化方面，由于技术难度大，进展相对缓慢。
2014年中联CIFA在国内率先突破了关节运动空间重构和插值技术，研发出了行业内首个多关节机械手智能实时运动控制系统，通过一个摇杆即可实现臂架7个自由度的关节同时联动，达到控制臂架末端任意轨迹移动的功能，实现喷头与受喷面的动态移动误差<25cm，满足实际喷射精度要求，并且大大降低了机手操控的复杂性。
4.3、多功能化
为了最大化利用设备，减少客户购机成本，湿喷机不再局限于单一的喷射功能，能够满足一机多用的多功能型湿喷机越来越受到市场的青睐。
意大利CIFA开发的泵车湿喷机同时集成了泵车和湿喷机的功能，采用同一套臂架设计，根据需要可以快速切换臂架末端的工作装置形式，既可以作为传统的泵车使用，又可以作为长臂架湿喷机使用，特别适用于山体护坡等传统湿喷机无法作业的工况。
4.4、标准化
长期以来，国内缺乏湿喷机有关的规范和标准，湿喷机的设计多是参考国外设备进行仿制。随着国内各式湿喷机产品的需求量不断提高，设备技术争议、质量纠纷等问题日益突出，行业亟需规范。为推动行业有序发展和提高喷射施工安全性，湿喷机相关的规范和标准在近年相继制定。其中，由中联重科主导的国家标准《建筑施工机械与设备混凝土喷射机械术语和商业规格》对喷射机械的术语和商业说明文件进行统一和规范，有利于技术发展和交流。
5、结束语
需要严格控制喷射速度，这也是后续压实施工有序、有效进行的重要保障。若是喷射阶段高压空气压强相对比较大，则应该适当地提高喷射速度。当CHP25B喷射机处在运行状态时，必须仔细、认真检查高压空气压强。综合分析与研究喷嘴出料实际状况，然后以此作为依据科学调整高压空气压强。一般情况下，边墙位置高压空气压强在0.3～0.5MPa间，拱部位置高压空气压强在0.4～0.65MPa间。
参考文献：
[1]冯东亮，林涛.湿喷机在隧道施工中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2020（11）：158-159.
[2]庞石.大型湿喷机在笔架山隧道施工中的应用[J].低碳世界，2017（04）：199-200.
[3]胡仕成，宋晶晶，王祥军.混凝土湿喷机臂架系统的动力学建模与分析[J].工程设计学报，2014，21（03）：227-234.