明挖地铁车站围护结构喷射混凝土的选型分析

刘倩

摘要：本文通过对干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种喷射混凝土工艺的原理、工艺特点、优缺点进行分析，并结合明挖地铁车站的特性得出，明挖地铁车站围护结构一般采用潮喷混凝土较为合适，为相关工程提供施工经验与依据。

关键词：喷射混凝土；明挖地铁站；工艺技术

1、引言

喷射混凝土是利用压缩空气，用压力喷枪喷涂灌筑细石混凝土的施工法，将按一定配比的混凝土拌和料通过管道输送并高速喷射到受喷面上凝结硬化，从而形成混凝土支护层。喷射砼根据工艺流程一般分干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种。干喷是将骨料、水泥和速凝剂按一定的比例干拌均匀，然后装入喷射机，用压缩空气使干集料在软管内呈悬浮状态送到喷枪，再在喷嘴处与高压水混合，以较高速度喷射到岩面上。潮喷是将骨料预加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌和，从而降低上料、拌和和喷射时的粉尘。但大量的水仍是在喷头处加入和喷出的，其喷射工艺流程和使用机械同干喷工艺。

湿喷是将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用湿式喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出。混合喷射又称水泥裹砂造壳喷射法，是将一部分砂加第一次水拌湿，再投入全部水泥强制搅拌造壳；然后加第二次水和减水剂拌和成SEC砂浆；将另一部分砂和石、速凝剂强制搅拌均匀。然后分别用砂浆泵和干式喷射机压送到混合管混合后喷出。

2、工艺流程

3、工艺特点

（1）干喷工艺设备简单，操作方便、使用的粉状速凝剂成本低；但喷射回弹量大，对环境污染严重，所喷射砼强度低；受喷面本身有渗水的情况下，比较适用。

（2）潮喷工艺设备简单、操作方便、使用的粉状速凝剂成本低；但喷射回弹量比干喷小，粉尘少，所喷射砼强度比干喷高，适用范围比较广。

（3）湿喷工艺相对前两类工艺具有喷射回弹量小，粉尘少，对环境污染小，所喷射砼强度高的特点；但喷射设备相对复杂，对砼的骨料和坍落度要求，风压及风量要求较大，使用液态速凝剂成本高，而且液态速凝剂的悬浮物对喷射手的身体伤害较大；不适用于受喷面本身有渗水的情况。

（4）混合喷射是分次投料搅拌工艺与喷射工艺的结合，其关键是水泥裹砂（或砂、石）造壳技术。混合喷射工艺使用的主要机械设备与干喷工艺基本相同，但混凝土的质量较干喷混凝土质量好，且粉尘和回弹率有大幅度降低。但使用机械数量较多，工艺较复杂，机械清洗和故障处理很麻烦。因此混合喷射工艺一般只用在喷射混凝土量大和大断面隧道工程中。由于喷射工艺的不同，主要区别是各工藝的投料程序不同，特别是加水和速凝剂的时机不同。喷射混凝土强度不同，干喷和潮喷混凝土强度较低，一般只能达到C20，而混合喷射和湿喷则可达到C30～C35。

4、工艺对比

5、工艺选型

5.1 明挖地铁车站的特点

地铁明挖地铁车站大多数位于市中心，主要影响喷射混凝土选型的特点主要包括以下4个特点：

①明挖地铁车站施工对城市的正常生活、交通秩序影响非常大，对环境保护、文明施工等提出了更高的要求，地铁施工必须配合城市建设，高标准、严要求。

②一般情况下施工场地较为狭小，通长无法建设大型拌合站。

③明挖地铁车站围护结构采用围护桩或连续墙加内支撑体系，支护刚度较大，基坑变形量较小，而且作为临时性结构，主体完成后不再发挥作用。

④明挖喷射混凝土的用量较小，以合肥市某标准地铁站为例，主体的喷射混凝土面积在7521㎡。

5.2明挖地铁车站围护结构喷射混凝土选型

明挖地铁车站围护结构一般采用潮喷混凝土：主要原因有以下几点：

①设备简单，成本低，可靠性好，便于清洗和维修，只需要建设小型拌合站，节约施工用地。

②地铁施工对大气污染要求较高，潮喷混凝土粉尘浓度较干喷法可降低50%到80%，配合施工场地内洒水车、雾炮可以有效较低大气污染。

③明挖地铁车站围护结构围护刚度大，且主体完成后失去作用，对喷射混凝土回弹率要求不高。

④喷射面积较小，加上设备成本之后，喷射的单价较低。

6、总结

通过对干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种喷射混凝土工艺的原理、工艺特点、优缺点进行分析，并结合明挖地铁车站的特性得出，明挖地铁车站围护结构一般采用潮喷混凝土较为合适，为相关工程提供施工经验与依据。

参考文献

[1]王琪.喷射混凝土配合比设计及质量控制[J].北方交通，2010，2，98-102.

[2]朱广兵.喷射混凝土研究进展[J].混凝土，2011，4，105-109.

[3]GB 50086-2015.岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范[S].国家标准，2015

（作者单位：中铁四局集团第四工程有限公司）