混凝土喷射机范文
时间：2023-03-20 02:40:51
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篇1
关键词：转子式混凝土喷射机；噪声；齿轮传动；阻尼
中图分类号：TH13 文献标识码：A
1.概述
转子式混凝土喷射机是一种风动混凝土支护施工设备，在煤矿岩巷工程领域得到了广泛的使用。由于设备工作的过程中，随着转子的转动产生强度不变的周期性噪声，给机具周围的上料人员和控制人员在生理上和心理上带来很大的危害，煤炭行业标准MT/T547-2006《转子式混凝土喷射机》对其噪声的限值做出了详细的规定。转子式混凝土喷射机的噪声源主要由机械传动系统、液压系统和电机三个部分组成，其中机械传动系统是主要噪声源。
2机械传动系统噪声
转子式混凝土喷射机的传动系统为齿轮传动系统，由电机、全闭式齿轮减速器、输出轴组成，输出轴带动转子体及其衬板在结合板上旋转。减速器齿轮在啮合过程中产生的节线冲力和啮合冲力是齿轮振动和噪声的激振源，在齿轮动态啮合力作用下系统的各零部件会产生强制振动，这些振动所产生的声辐射是闭式齿轮传动的主要声源。转子式混凝土喷射机齿轮传动机构噪声传播的两种路径如下：
I自鸣噪声：减速器齿轮体振动——减速器传动轴——支座振动——齿轮箱及机体振动辐射噪声。
II扭振噪声：减速器齿轮交变负荷——转子体传动轴弯曲振动——轴承动负荷——齿轮箱及机体辐射噪声。
在转子式混凝土的工作原理方面，带有衬板的转子以一定的转速旋转，而结合板在衬板上固定不动，结合板上连接有进风管和出料弯头，当转子中装有物料的各个料腔转动到与出料弯头相通时，物料通过出料弯头和料管输送到喷嘴，通过压气的作用下在喷嘴处喷射出去。由衬板和结合板组成的密封副起到压气和物料的作用，由于结合板和衬板存在相对运动，在此程中产生的摩擦噪声也是整机噪声过高的重要因素。
3液压噪声和电机噪声
转子式混凝土喷射机的液压噪声主要是减速器油箱产生的气穴噪声,随着齿轮啮合对液压油的搅动以及轮齿周围压力、温度的变化，原来溶解在油液中的空气分离出来形成大量的气泡，气泡在压力油的冲击下迅速溃灭，并以压力波的形式向周围传播，产生振动和噪声。其传播路径如下：
减速器轮齿啮合冲击——齿轮箱内介质扰动——齿轮箱辐射噪声。电机噪声产生的主要原因有：电机缺相、轴承损坏、不足或者杂质、风叶碰撞风罩、定子绕组接线错误等。
4噪声控制
4.1机械传动系统的噪声控制
机械传动系统是转子式混凝土喷射机产生噪声的主要原因，包括齿轮传动系统噪声和衬板摩擦噪声两个方面。产生齿轮噪声的齿轮本身结构系统因素分为原理性因素和误差因素，原理性因素是指齿轮参数因素和制造精度因素，误差因素对噪声的作用主要取决于齿轮的加工和传动系统的整体安装精度。根据统计，在齿轮传动产生噪声的全部原因中，装配情况占15%，加工精度占30%，设计参数占35%，使用占20%。由于提高加工精度所需的成本相对较高，因此应该重点从优化齿轮参数以及提高齿轮、齿轮传动轴、轴承、齿轮箱体、转子体传动轴等传动系统零部件的装配精度等方面来降低传动系统的噪音。优化齿轮参数应主要考虑以下几个方面：
(1) 选用斜齿圆柱齿轮；
(2) 采用小模数，降低圆周速度；
(3) 采用非整数比传动，避免周期性振动；
(4) 适当增大重合度，减小齿面的单位压力；
(5) 齿形修缘，减小齿轮弯曲变形引起的瞬间顶撞；
(6) 降低齿面粗糙度。
衬板和结合板的材质选择方面，应在满足硬度、韧性、耐磨性的基础上，选用质量轻、摩擦系数低的材质。另外，应合理调节结合板压紧力的大小，若压紧力过大不仅会使摩擦噪声上升，也会因摩擦力过大而产生机体二次共振噪声，同时加剧结合板的磨损；若压紧力过小，衬板和结合板起不到密封副的作用，影响机具的正常使用性能。
4.2阻尼控制
在喷射机工作过程中，机体可以看成是一个随减速器齿轮啮合、分离构成的弹性振动系统，图1为机体的力学振动模型：m为机体质量；K为弹簧刚度； 为阻尼系数。利用阻尼降噪技术降低机体的噪声，即利用阻尼材料阻尼能耗的特性，将喷射机的振动能及声振能转变成热能或者其他可以耗损的能量，提高机器机构的抗振性，增强系统的动态稳定性，降低机体的噪声。转子式混凝土喷射机噪声的阻尼控制应主要从以下两个方面考虑：
（1）提高减速箱齿轮体阻尼系数，可以采用在轮体侧面钻消声空塞入阻尼材料、轮体上镶装阻尼环等方法；
（2）由于转子式混凝土喷射机板壳类零部件较多，因此应特别注意板壳类零件的二次激发噪声，这类零件受来自机体的振动而形成新的振动源，当其固有频率与所受振动频率相同时会出现共振现象，导致二次激发噪声的产生。对于这类零件可以将高阻尼材料附着在结构件表面，提高其阻尼系数 ，以耗散结构件的能量实现减振降噪的目的。
结语
（1）机械传动系统是转子式混凝土喷射机的主要噪声源，应主要从合理设计齿轮参数、提高传动零部件装配精度、合理调整结合板压紧力三个方面来控制该噪声源的产生。
（2）对于喷射机的二次激发噪声应采用阻尼控制技术，提高机体、板壳类零件的阻尼系数以实现减振降噪的目的。
参考文献
[1]陈娅婷.齿轮装置噪声的分析与控制[J].机械制造与自动化，2011（4）：69-71.
[2]董华.齿轮传动中噪声产生的原因分析及治理[J].机电信息，2011（33）：177-179.
[3]伍利群，杨益梅.液压系统振动与噪声的原因分析[J].机械研究与应用，2006（5）：15-16.
[4]倪晋挺，孙大刚，易志成.履带式推土机振动与噪声的阻尼控制[J].工程机械文摘，2009（4）：154-155.
篇2
【关键词】长距离；井筒；喷射混凝土
近年来，我国煤矿岩巷工程的施工技术发展很快，掘进光面爆破技术与锚喷支护相结合使巷道一次成型，斜井井筒施工月进尺可以连续达到百米以上。然而长距离斜井施工中，按照传统喷浆方式施工经验，喷浆机的最远喷射距离仅为200m 左右，施工中喷浆机移机、材料运输都比较困难，而且成本费用较高。因此，对喷浆系统进行技术改造，研究和应用长距离井筒施工的喷射混凝土技术，可以取得良好的技术经济效益。
1.工程概况
神宁集团麦垛山煤矿位于宁夏宁东鸳鸯湖矿区，设计原煤产量为800万吨/年，矿井采用两立井两斜井的联合开拓方式，二号副斜井承担全矿井的皮带排矸任务。该井筒全长1599 m，倾角20°，井筒掘进断面11.59m2，净断面9.77m2，井筒净宽3.6m，净高1.5m。基岩段采用锚网喷支护，喷射混凝土强度C25，厚度150mm，井筒喷射混凝土每米消耗量1.75m3，共计2798.25m3。
2.技术改造思路
喷射混凝土支护，是以压缩空气为动力、用喷浆机将细骨料混凝土以喷射方法覆盖到需要维护的岩面上，从而凝结硬化后形成混凝土结构的支护方式。经过分析研究和反复试验，通过改造喷浆机和中间管路助力加压输送混凝土，实现了井筒远距离喷射混凝土的目的。
3.喷浆系统技术改造
3.1 喷浆机技术改造
3.1.1 喷浆机结构原理
喷浆机选型为PZ-5型转子式混凝土喷浆机，该设备主要是用于潮式（或干式）喷射混凝土，主体结构由驱动装置、转子总成、气路系统、压紧装置和喷射系统等部分组成。喷浆机的工作原理是：拌合好的混凝土人工上料，混凝土干料经过筛网到达喷射机旋转料斗，由拨料器拨动注入转子总成的料腔，在料腔内与气路系统的压缩空气混合，呈旋转、浮游状态，在压风作用下进入到输料管路，在喷头处和水混合，之后喷射到巷道的围岩上。
3.1.2 喷浆机技术改造
通过对PZ-5型喷浆机分析论证和反复试验，最终确定了效果最好的改造方案，具体技术措施如下：
（1）自制加密筛网，加大筛网密度，将原来的网孔直径由Φ32mm 改为Φ17 mm，以减少较大粗骨料进入喷浆机后堵塞和磨损管路。
（2）改造将喷浆机结合板，将中部钢衬板的7个下料孔改为5个，以降低下料速度，均和混凝土供给量以保持压风动力输送的稳定性，减少混凝土堵管现象。
（3）加大喷浆机出料口连接管的直径，将原来喷浆机原配置的直径为Φ40mm弯脖改为Φ50mm，以减低关键部位摩擦阻力，提高了混凝土料进入管路的初速度。
3.2 喷浆管路技术改造
3.2.1喷浆管路存在问题及改造思路
矿用PZ-5喷浆机配置的喷浆管路在长距离输料时存在的问题主要是管路堵塞和磨损。根据原设计的管路系统，施工中针对管路的材质选型、管径大小、连接方式等重新进行了计算和匹配，同时对长距离输料的动力损失和补偿进行了深入研究和反复实验。因此管路的改造思路是首先要减小管路阻力，其次要适当补充输送混凝土的动力，以最终达到远距离输料的效果。
3.2.2喷浆管路技术改造
（1）混凝土输送管采用Φ80mm无缝钢管替换原设计的Φ50mm焊管，并用法兰盘连接替换设计的快速接头连接。因每根无缝钢管长度为9m，而焊管长度仅6m，同时采用法兰盘连接后，管路更直而且整体更加稳定，又因增大了管路直径，因此混凝土在管路中输送的阻力大幅降低。且无缝钢管较为耐磨不易破损，基本解决了频繁修补和更换管路的问题。
（2）输料管路每200m和井筒内的压风管相连接，并在连接管路上安装单向逆止阀和压力表，以确保压风管路向喷浆管路送风的同时防止喷浆管路的混凝土进入压风管路，压力表可以及时监控管路供风压力。随着井筒长度的不断增加，在喷浆管路输送动力不足时，即可及时开启阀门补充和调节压风风量，确保管路内混凝土输送动力和管路末端混凝土喷头所需的工作压力。
3.3 长距离喷浆效果试验
3.3.1 喷浆方法
喷浆试验采用潮式喷射法施工，搅拌机拌料，PZ-5型混凝土喷射机喷浆作业。
3.3.2 技术质量要求
喷浆前要先用压风和压水冲洗受喷面，冲洗浮矸以保证喷体与受喷面结合严密。喷射手控制好水灰比，以喷出混凝土轻微流动、表面有光泽为宜。喷浆砼标号C25，使用普通硅酸盐水泥标号为42.5R，混凝土细骨料为水洗砂，粗骨料为破碎石（粒径5～10mm），在进入搅拌机前均要过筛，使颗粒粗细均匀，含泥量按重量计算不大于3%。配比为：水泥：砂子：石子=1：2：2。速凝剂型号为J85 型，掺加量为水泥用量的5%。喷射时的压风压力为0.2-0.3MPa，水压保持于0.3～0.5MPa之间，喷浆水灰比为0.45左右。在喷射作业时，喷头工可根据喷射混凝土在围岩表面的塌落状况结合喷头的出料量，及时调整喷头压水的供水量，使喷射混凝土附着在围岩后既不产生干块也不能出现明显流淌现象，混凝土的粘着力要强，尽可能降低回弹料。喷射混凝土作业的回弹率，煤炭定额测算为30%，实际施工中墙部喷浆回弹率不应大于20%，拱顶部不大于30%。否则，应查找原因进行处理调整。
3.3.3 井筒喷浆顺序和结果
喷浆机放置在地面搅拌站下方的井颈段专用的喷浆临时硐室，喷射混凝土经搅拌机机械搅拌后，经溜灰桶下放至喷浆站，之后人工上料至喷浆机。在施工井筒开口段时，喷射混凝土作业即采用改造后的喷浆系统，但不设置加压装置。从井筒斜长400m之后，喷浆管路开始出现不断堵塞现象，证明管路输送动力已经不足，于是连接加压输送装置，通过压风加压后继续向下喷射混凝土施工，延长管路作业直至井筒斜长1100m。之后，在此处重新设置喷浆站，安装喷浆机和喷浆管路系统，施工了剩余井筒499m。因此，该井筒喷射混凝土作业全长1599m共分为两段完成长距离喷射混凝土施工。
4.结语
长距离斜井喷射混凝土施工技术研究与应用，实现了煤矿斜井远距离输送喷射混凝土的要求，保证了斜井井筒施工中掘进和支护两个主要作业工序的连续性，有效解决了长距离斜井喷射混凝土施工时井筒运输路线单一、无法大量运料、喷浆机频繁下移、喷射混凝土工序滞后以及井筒空间狭小安全管理难度较大等的难题。在确保喷射混凝土支护质量的同时，加快了工程施工进度，保障了施工安全，减轻了工人劳动强度，节约了施工成本，效果显著。通过应用该技术，麦垛山煤矿二号副斜井喷射混凝土最远距离达到1100m，取得了良好的技术经济效益，具有较高的推广价值。
参考文献：
[1] 刘刚.井巷工程.中国矿业大学出版社，2005.7： 52-53.
[2] 李广新. 锚喷支护设计方法比较.煤炭技术， 2010， 3： 23-23.
[3] 刘巨才，刘文清， 李敏.浅谈巷道的锚喷支护.煤炭技术，2001， 20（5）： 36-36.
[4] 孔德岩. 混凝土湿喷技术应用实例分析.铁道建筑， 2007，5：44-44.
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【关 键 词】 参数研究防尘 干喷混凝土
喷射混凝土是利用压缩空气等为动力,将适于喷射的混凝土拌合借助喷射机械通过输料管和喷嘴直接喷射到受喷面上并快速凝结硬化的一种工程技术,其工艺简便、支护及时、成本较低,在地下工程中应用广泛。目前主要喷射方式有干喷和湿喷2种，干喷以适应性强（使用方便、机动灵活、可远距离压送）、易加入速凝剂、喷嘴脉冲现象少、场地需求小、机器成本低、操作方便等优势，在我国地下工程中广泛应用，由于回弹率高、粉尘大而限制了其发展。研究干喷的主要技术参数对回弹率、粉尘及喷射效果的影响，为干喷技术的进一步应用提供依据。
1．喷射混凝土参数研究
影响喷射混凝土喷射效果的因素很多，下面依据尼尔基右岸灌溉洞工程分析几个主要参数对混凝土喷射质量的影响。
1.1风压控制
在喷射作业时，输料管长度一般应控制在20m左右，喷嘴与喷射机出料口的高差小于5m。实践表明，当喷嘴处的风压稳定在0.1～0.2Mpa范围内时，对回弹量控制最为有利；此时喷射机上的压力表读数为0.2～0.45Mpa，而风源风压应稳定在0.4～0.65Mpa范围内。在施工中操作手要根据拌合料输送距离、喷射方向、机具型号、软管的直径变动时，视喷射的状况和易粘附程度加以修正空气压力。风压过大或过小，都将导致回弹量增大。
1.2水压控制
喷水嘴处水压应控制在比输料管风压高0.1～0.15Mpa范围内，且喷射作业区的系统水压应大于0.4Mpa，此时喷射混凝土效果最好。水压过大，喷射混凝土在未凝固前被水冲洗形成“淌流”，下垂甚至脱落；水压过小，干拌料不能充分湿润水化，表面出现干斑，粉尘、回弹量都显著增大，并且混凝土硬化后强度大大降低。控制喷嘴水量的最重要方面是防止骨料的含水量出现很大变动。
1.3 喷射角度控制
在喷射平整的受喷面时，喷嘴应与受喷面垂直，喷嘴沿螺旋式轨迹运动，螺旋的直径以300mm为宜，使料束以一圈压半圈作横向运动。如喷射混凝土射流不能与
受喷面垂直，将造成回弹量加大和密实度降低，同时混凝土强度也将发生很大变化。允许喷嘴与受喷面不垂直的特殊场合是在喷射内部角隅和有潜在危险的岩石下面。内部角隅应在2个受喷面恶化角处进行喷射，这样可使裹入角隅的混凝土回弹量最小，当角隅被填满形成一个曲面后，再向两侧壁面延伸，然后与壁面成90度喷射；对于外部角隅，可将喷嘴垂直地先对准1个受喷面喷射，然后再喷射角隅的另侧。
1.4距离控制
喷射距离对喷射混凝土的质量和回弹量有很大的影响。距离太远，会使喷射混凝土回弹率增大，密实度降低，从而降低了强度，距离太近，不仅回弹率增大，而且回弹颗粒会伤害到喷射手。实际施工中，通常在喷头上接1个直径为100mm，长为0.8～1.0m的塑料管，它的作用是使水泥充分与水拌和，且混凝土束集中及回弹骨料不致伤害喷射手。当风压适宜时，喷嘴与受喷面最佳距离一般为0.8～1.2m。
1.5混凝土一次喷射厚度及各喷层间的时间间隔控制
一次喷射混凝土过厚常常造成混凝土下垂或脱落，这是因为新鲜喷射混凝土，其抗拉及粘结强度都很低，即出现下垂或脱落。施工中出现，当料流开始与受喷面碰撞时，回弹率很大，粗骨料几乎全被弹回，当形成0.5～1cm的砂浆塑性层后，粗骨料才被嵌入，回弹逐渐减小，喷射厚度在5cm时，回弹基本稳定下来，所以，一次喷射厚度不小于集料粒径的两倍。一次喷射厚度如下表：
喷射混凝土一次喷射厚度
喷射方向 一次喷射厚度
各喷层间的时间间隔与水泥品种、施工温度和有无掺速凝剂等因素有关。
1.6喷射分区与喷射顺序控制
为了减少喷射混凝土因重力作用而引起的滑动或脱落现象，喷射时应分段、分部、分块，由下而上，先边墙，后拱脚和拱腰，最后喷拱顶的原则进行混凝土喷射。对凹凸悬殊的岩面，喷射时应注意喷射次序要先下后上，先两头后中间，以减少回弹量。
1.7喷射混凝土的原材料和配合比控制
尽管采取了增强喷射混凝土效果的各种措施，如果不能很好的控制喷射混凝土的原材料和配合比，则无论采取何种有效的措施，喷射混凝土的质量都难以保证。
1.7.1原材料控制
1.7.1.1水泥
喷射混凝土对所用水泥的基本要求是：与速凝剂的相溶性好，能速凝、早强、快硬、后期强度高。水泥品种和标号的选择主要应满足工程需要。实践证实，喷射混凝土施工中应优先选用不低于425#的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。
1.7.1.2砂子
经过试验，喷射混凝土用砂最好选用中、粗砂，细度模数2.5-3.2，含泥量小于5%，含水量按质量计以5%-8%为宜。砂子过细，会使干缩增大，易堵管；砂子过粗，则会增大回弹。一般控制粒径0.2mm以下的颗粒不超过20%，否则由于骨料周围粘有灰尘，会妨害水泥的水化作用，显著影响强度的增长，粉尘也增多。
1.7.1.3石子
卵石或碎石均可，但以卵石为好，其最大粒径不宜大于10-15mm，且应选用合理连续级配的骨料。骨料级配对喷射混凝土拌合料通过管道的流动性、在喷嘴处的水化、回弹率及最终喷射混凝土的密实度和成本控制都有重要作用。
1.7.1.4水
喷射混凝土用水要求与普通混凝土相同，本工程主要为嫩江地下水。
1.7.1.5外加剂
用于喷射混凝土的外加剂有速凝剂、早强剂、减水剂和粘结剂等。使用速凝剂的主要目的是使喷射混凝土速凝快硬，减少回弹损失，防止喷射混凝土因重力作用引起的脱落，提高它在潮湿或含水岩层中使用的适应性能，适当加大一次喷射厚度和缩短喷射层间隔时间。选用某一品种速凝剂时，应符合下列条件：初凝在3min以内，终凝在12min以内，8h后的强度不小于0.3Mpa，28d强度不低于不加速凝剂试件强度的70%。以红星型速凝剂为例，速凝剂的最佳掺量为水泥重量的2.5%～4%，当掺量超过4%时，不但凝结时间增长，混凝土强度也会降低。
通过试验得知，掺加速凝剂后，水灰比越大，速凝剂效果越差；同时，温度对掺速凝剂的喷射混凝土的凝结时间影响最大，当温度低于10℃时，凝结时间很慢，回弹率达50%以上，喷射强度下降45%。所以，如在气温低于10℃施工时，就想办法将骨料的温度控制在10℃以上。
1.7.2配合比的控制
配合比设计应满足下列原则：必须能保证混凝土向上喷射到指定的厚度，并且回弹最少；4～8h的强度应能具有控制地层变形的能力，在速凝剂用量满足可喷性和早期强度的要求下，必须达到设计的28d强度；有良好的耐久性；粉尘少；不发生管路堵塞。
1.7.2.1胶骨比（即水泥与骨料之比）
适宜的比例为1：4～1：5，水泥过少，回弹量大，初期强度增长慢；水泥过多，不仅粉尘量增多，且硬化后的混凝土收缩也增大，也影响混凝土后期强度的增长。喷射混凝土中的水泥用量控制在300～400kg/m3，水泥用量增大并不能使混凝土强度提高，且收缩性大。
1.7.2.2砂率
砂子在整个粗细骨料中所占的百分率对喷射混凝土施工及力学性能有显著影响，综合考虑各种因素，砂率以45%～55%为宜。
1.7.2.3水灰比
是影响喷射混凝土强度的主要因素，一般来说，当喷射混凝土表面出现流淌、滑移、拉裂时，表时水灰比太大；若喷射混凝土表面出现干斑、作业中粉尘大、回弹多，则表明水灰比太小。适宜的水灰比为0.4～0.5，在这一范围内，混凝土表面平整，呈水亮光泽，粉尘和回弹量均较少，偏离这一范围，不仅降低喷射混凝土强度，也使回弹量增大。
2．减少施工粉尘的措施
干喷时粉尘大，严重恶化施工环境，降低工作效率，损害施工人员健康。在施工中进行控制粉尘产生源、处理已产生粉尘、；加强人体防护。
2.1 对粉尘发生源采取的措施
1)增加骨料含水量，变干喷料为料。实践证明，这是减少喷射混凝土粉尘简单有效的办法之一。
2)保持喷射机密封良好，防止跑风漏气。
3)采用超前水环（长喷嘴）加水。可使湿料在管路中有较长的拌合时间，使水泥颗粒较充分湿润，减少粉尘。
4)选择适宜的工作风压后，维持合适的水压，控制砂中粒径小于0.2mm的颗粒含量。
2.2 对已发生粉尘的处理
加强通风是降低空气中粉尘浓度不可少的一环。通风分为压入式、混合式、抽出式。在尼尔基水利枢纽工程右岸灌溉洞施工中，由于洞径较小，没有足够的空间安装固定通风筒，只能采用软式通风带。根据工程实际情况，采用压入式通风的方式。
2.3 人体防护
采用防尘眼镜、防尘面罩、防护网、手套、雨衣、长筒靴、毡袜等加强对人体的保护。
3．结论
分析了风压、水压、喷射角度、喷射距离、喷层厚度以及原材料配比对回弹率、喷射混凝土性能的影响，为喷射混凝土的正确施工提供了依据，从而达到提高喷射混凝土质量、降低回弹率及工程成本、减少施工粉尘的目的。
【参考文献】
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关键词：喷射混凝土墙体加固
现代很多人防地下室施工都采用商品混凝土连续浇筑，拆模后会发现墙体有较普遍的蜂窝、麻面、露筋和孔洞。为此需进行检验、鉴定及加固工作。在不影响主体受力的情况下可采用喷射混凝土对破损部位进行加固处理。首先需要用超声波检验墙体内部缺陷，确认该地下室的墙体混凝土强度（破损部位除外）可满足设计要求，只需对有缺陷（蜂窝、麻面、露筋、孔洞）部位用喷射混凝土加固修复。喷射混凝土是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定配比的拌和料，通过管道运输并以高速喷射到受喷面上，迅速凝结固化而成的混凝土，用压力喷枪喷涂灌筑细石混凝土的施工法。常用于灌筑隧道内衬、墙壁、天棚等喷射混凝土薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层。加固后新旧混凝土应具有良好的整体作用，墙体加固修复后表面应光滑平整，并用水泥砂浆抹平，以达到与无破损的墙体表面相一致的平整度。
一、喷射混凝土施工
1、施工准备工作
1.1.原材料使用前要严格过筛，除去大块物料，以防发生堵管事故。
1.2.喷射机和空压机等在使用前要认真检验和试运转，确认一切正常才能使用。
1.3.认真凿除描体结构混凝土缺陷部位，凡墙体表面有蜂窝、麻面、露筋及孔洞部位的混凝土一律凿至密实处，缺口应凿成八字形，需加厚的墙体表面也应凿毛，以增加新旧混凝土的粘结和整体强度。
1.4.为使加固后墙体表面规则平整，厚度均匀，尺寸准确，凡墙体洞口部位或在门窗框处的缺陷部位，事先要支设好一侧（墙体）和侧面（门窗框处）模板。模板应紧靠墙面，接触严密，安装牢固。
喷射作业
喷射混凝土是借助喷射机械，以压缩空气为动力，将按一定比例的拌合料，通过管道输送并以较高速度喷射到受喷面上凝结硬化而形成的一种混凝土，具有机动灵活、快速高效、质量可靠等优点。
2为确保喷射质量和作业顺利进行，应做好以下准备工作：
2.1.按修复设计要求，凿除烧损混凝土的疏松层。
2.2.因地面供水压力不足，需在喷射作业面设置临时水池，并安装水泵，接通水管。
2.3.为使修复后的混凝土墙、梁、柱棱角清晰、尺寸准确、厚度均匀，事先要支设模板，按设计要求，模板应伸出构件表面，伸出部分即为喷射混凝土的厚度。
3喷射作业操作要求
3.l.喷射前应将受喷面的浮渣、粉尘用高压水清洗干净，以利新旧混凝土的粘结。
3.2.射喷混凝土的水灰比应控制在0.45左右，以混凝土表面光滑而不出现干斑和流淌为宜。
3.3.结构物表面喷完且初凝前要将结构物表面适当刮平至设计尺寸。
3.4.终凝后应进行养护，以防因收缩而开裂。
喷射作业按先喷孔洞后喷表面的顺序进行，以避免回弹物喷人墙体孔洞内形成松散隔离层，影响新旧混凝土的粘结和其本身的密实性。
为确保喷射质量，除要求控制适宜的水灰比外，喷头操作应严格按要求进行。喷孔洞时应尽量缩短喷射距离，喷头与受喷面的距离以30~50cm为宜，使料束集中，喷捣密实，在喷表面和找平时应适当加大喷射距离，此时以1.0m左右为宜，使料束分散，厚度均匀，喷射面光滑平整。
二、施工中应注意的几个问题
1.喷射前必须将被凿除部位表面的粉尘、浮渣用压缩空气和高压水冲洗干净。
2.为使墙体表面光滑平整，喷后随即将表面刮平，再用水泥砂浆将表面抹平。
3.喷射混凝土水灰比较小，喷层薄，水泥用量大，为防止早期脱水收缩开裂，需加强养护工作。
喷射混凝土的强度检验
主要检验喷射混凝土的抗压、抗拉强度值。试件按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》规定制作，即在施工现场将混凝土喷射在预先制好的40cm×40cm×10cm的模板内，其原材料配合比及工艺条件均与施工现场相同。试件经自然养护28d后切割成10cm×10cm×10cm的试块，用标准法测定抗压强度，用劈裂法测定抗拉强度。
三、加固效果评价
实践表明，用喷射混凝土对裂损建（构）筑物的修复加固与以往沿用现浇混凝土、压浆混凝土及其他方法相比具有以下优越性：
1.施工方便：喷射法施工为管道输送，可不用或只需少量模板，施工中无需经常搬运设备，通常只需增加管路长度，不受其他工序干扰就能灵活机动地将混凝土输送到任意方向，满足各部位的喷射需要。本工程房间多，喷射部位零散，施工中只用两节输料管并通过墙体空间拉入输料管路，即可实施对各房间各部位的喷射作业，充分体现了喷射法施工的机动灵活、工艺简单和施工方便的特点。
2.质量可靠：用喷射混凝土对该工程进行修复加固，测得抗压强度为37.9MPa，抗拉强度为3.24MPa，均达到了补强加固设计要求。尤其是喷射混凝土以高速（70~100m/s）高压喷射到破损结构物表面和孔洞中，能与旧混凝土紧密粘结形成一体，具有较高的粘结力和整体强度，可有效地保证新旧混凝同工作，是理想的加固方法。
3.施工快速：对于加固质量要求严格，工程量较大（加固修复面积为1400m2）的地下室工程采用喷射法进行修复，整个工程只用了不到3d时间。修复工作的提前完成为该工程尽快复工赢得了宝贵时间，为早日交付使用创造了有利条件。
篇5
【关键词】隧道工程；喷射混凝土；施工技术；质量
引言 喷射混凝土施工技术是隧道开挖初期支护的重要内容，它是借助于喷射设备，利用压缩空气将预先拌合好混凝土喷射到支护面上，混凝土迅速凝结硬化而形成隧道的围护结构。喷射混凝土施工技术水平的高低，直接影响到隧道支护质量和施工安全。
一、喷射混凝土在隧道工程复合支护中的作用
喷射混凝土主要用于充填裂隙、填补凹穴、加固岩层。
喷射混凝土能将张开的裂隙、节理、层缝充填一部分，并能起到黏结作用，使许多岩块黏结在一起，成为整体，以阻止岩块的松动，而且喷射混凝土又能填补凹穴，喷射混凝土能填补凹穴，避免应力集中，从而加固了围岩，提高围岩的抗渗漏性能和岩层自身的稳定性，发挥围岩的承载能力。
喷射混凝土可封闭围岩，防止风化。喷射混凝土后隔绝了岩层与空气的接触，可以阻止岩层节理和节理裂隙的渗水，防止水和空气对围岩的破坏，越易风化的岩层越要及时进行封闭，如泥岩、泥质页岩，遇吸潮后膨胀软化、泥化，应及时进行封闭，可防止风化，减少岩石膨胀变形。
目前隧道工程复合支护中普遍采用的是喷射混凝土或钢纤维喷射混凝土，喷射方式主要有干喷和湿喷。喷射混凝土具有支护及时、强度高、密实性强、操作简单、灵活性大等优点，特别是在软弱围岩地质条件下，配合钢拱架和系统锚杆作为联合支护，其优点更为明显。当喷射混凝土具有一定强度后，可把钢拱架、系统锚杆和喷射混凝土组成的支护体系看作钢性结构，用来控制围岩变形，达到保护和发挥围岩自承能力的效果。
二、喷射混凝土施工的关键技术
1、喷射混凝土的回弹量控制
目前隧道工程喷射混凝土施工，为保护环境和维护工人健康。大多采用，其回弹量普遍较大，平均在30%以上，损失较大。一般隧道工程的利润主要来自开挖和初期支护的喷射混凝土。如何通过技术改进和加强管理来降低喷射混凝土的回弹量是目前有待解决的问题。通过对多座隧道工程、多个施工队伍施工情况的分析比较，总结出以下几点可以将回弹量控制在15%～24%的范围。
（1）分段分块喷射。分段长度不超过6m，分块大小不超过2m×2m，严格按照先墙后拱、先下后上的顺序进行喷射，以减少混凝土因重力而滑动或脱落。
（2）喷射混凝土的水压一般控制在稍高于风压即可，施工现场可以按水压高于输料管风压10～15N/cm2进行控制，其目的是为了保证高压水能够从喷枪混合室（喷头处）内壁小孔高速射出，把拌合料迅速拌合均匀。喷射料的水灰比控制是比较困难的。熟练的喷射手通过喷射混凝土表面的光滑度可判定水灰比的大小。理论上讲，0.45～0.50的水灰比对喷射混凝土的回弹量和质量是有利的。
（3）控制喷嘴距离（喷射距离）和角度。喷射距离在0.6～1.2m时，混凝土回弹量较小，喷射距离过大或过小都会增加回弹量。喷头长度一般只有0.5～0.6m，喷射手因存在骨料反弹的恐惧心理，要将喷射距离控制在0.6～1.2m较困难。根据任小平的研究结果，隧道工程喷射混凝土施工的探讨决的办法可将喷头加长到1.2～1.5m，这样喷射手站在距离喷岩面2.0m左右即可进行喷射。喷嘴与喷岩面应尽量垂直，并偏向刚喷射部位（倾斜角控制在10°内），这样不仅回弹量少，而且喷射效果和质量更好。
2、严格控制风压、水压和水灰比。过大的风压会造成喷射速度太快，加大骨料的反弹，从而加大回弹量，但混凝土密实性较好；风压过小，会使喷射力减弱，造成混凝土密实性较差，甚至达不到设计和规范要求。总结实践经验，当输料管长度为20m时，合适的风压为100～130N/cm2。
3、控制一次喷层厚度和分层喷射的间隔时间。
4、喷射混凝土厚度的控制
喷射混凝土的厚度应达到设计厚度和规范允许的误差范围。从施工现场的情况看，个别隧道存在喷射混凝土普遍偏薄的现象，这是有风险的。因为初期支护将会和围岩共同控制同岩变形的释放，保证下道工序施工安全和隧道结构的稳定，是主要受力者。若喷射混凝土出现裂缝，原则上也应及时进行补喷和采取其他补强措施，以控制围岩变形在适度范畴，而不是任其释放。有人说，“初期支护喷层厚度不够，可以利用二次衬砌混凝土进行补充”，这种说法只是从隧道总体结构尺寸满足了要求，但从新奥法施工原理和结构受力机理而言，却是一大误区。 要解决这个问题，重点应放在喷射过程中，要求喷射手在全断面螺旋喷射完成后，及时对钢拱架间进行补喷；或者在挂防水板前对喷射混凝土表面进行检查，严重不够的必须及时进行补喷，否则二次衬砌混凝土浇筑后再通过打孔（或预埋钢管）注浆填充来处理两层间的空洞，不仅费时费工，而且还会破坏防水板，造成漏水现象。
对局部喷射混凝土过厚的情况，在挂防水板前一定要将突出部分混凝土剔除。因为这种情况有可能顶破防水板，更有可能在初期支护和二次衬砌之间形成点接触，造成局部应力集中而导致二次衬砌表面开裂。
三、对喷射混凝土在隧道工程施工中的几点建议
在实际的隧道工程施工过程中，根据以往文献记载，笔者总结出以下几点需要注意的建议：
1、重视混凝土的喷射方式，积极推广湿喷技术的运用。在湿喷过程中，事先可将包括水在内的各种材料正确计量，0.45～0.50的水灰比容易控制，从而容易达到减少回弹量和粉尘的目的。
2、加强喷射混凝土配合比的调整和控制，骨料尽量采用连续级配。施工应重点控制好骨料的级配，这除了要求工地实验室定期定量检测外，还要求加强骨料加工和采集，采取多种措施保证骨料的连续级配。譬如，骨料粉尘量过大时，就应该在加工场骨料出口安置抽风机，在材料源头进行控制和处理。
3、做好光面爆破设计，保证光面爆破质量。光面爆破应针对不同等级围岩单独设计，要考虑到炮眼布置、深度和角度、单孔装药量和装药结构、起爆顺序等，通过光面爆破参数的改变和修正，保证不同围岩地段光面爆破轮廓圆顺，保证开挖质量。圆顺的开挖轮廓既有利于保证喷射混凝土的质量，更有利于减少喷射混凝土的回弹量。
4、尽量采用大板切割的试验检测方法对喷射混凝土强度进行检测。大板切割即向木板或竹夹板（板的大小根据取样组数多少而定）上喷射13～15cm厚的混凝土并进行养护，待达到一定强度后切割取样。这样取得的试块可以代表洞内喷射混凝土的实际情况，方法简单，也不破坏支护结构。
五、结束语
综上所述，本文重点对隧道工程中喷射混凝土的施工特点以及基本原理进行了详细的分析，在此基础上，针对隧道建设中，喷射混凝土的质量控制也做出了详细的介绍，供施工人员参考。
参考文献
篇6
关键词：初期支护喷射混凝土湿法配合比施工
Abstract: with the rapid development of our province highway, mountain tunnel increase, as a guarantee construction safety of spray anchor primary support becomes very important. Combining with the ningbo wear mountain good think room highway engineering contract section 2 primary support tunnel project for example, wet methods of injection C25 jet concrete proportions for example.
Keywords: primary support sprayed concrete mixing wet law construction
中图分类号： TU528文献标识码：A文章编号：
1 原材料的选用
1. 1水泥
应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，本例选用宁波海螺牌P.O42. 5普通硅酸盐水泥。
1. 2骨料
粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石。粒径不宜大于16mm，骨料级配宜采用连续级配，细集料应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数宜大于2. 5，含水率宜控制在5%～7%。本例粗集料采用宁波港盛石材0～16mm连续级配碎石，其压碎值为10. 0% ；细集料采用福建中砂，细度模数为2.96。
1. 3速凝剂
应根据水泥品种、水灰比等选择合适的速凝剂，要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。本例选用安徽巢湖亨通生产的SL-D型速凝剂，推荐掺量为水泥用量的5%。
1. 4水
混凝土用水应符合工程用水的有关标准。不得使用污水及PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按 计算超过混合用水重量1%的水。本配合比采用生活用水。
2 喷射混凝土（湿法）配合比设计的基本要求
在保证原材料合格的前提下，配合比设计既要兼顾对强度等主要指标的要求，又要兼顾到工艺等要求。一般应满足以下几方面:
满足设计强度要求；回弹量少、粉尘少、粘附性好、密实，且能满足施工要求，输料顺畅，不发生堵管等。
3 喷射混凝土（湿法）配合比设计参数对施工的影响
湿法喷射混凝土作为混凝土的一种，其配合比设计参数主要有水泥用量、灰骨比、砂率、水胶比以及坍落度等。
3. 1 水泥用量控制
水泥用量过少，回弹量大，初期强度增长慢，当水泥用量增加，喷射混凝土强度会提高，回弹减少。当受喷面为有水地段时，应调整配合比，适当增加水泥用量。本例因围岩面潮湿、局部有渗水，水泥用量为452kg/m3。
3. 2 灰骨比
即水泥与骨料之比，应根据施工工艺的不同采用不同的骨灰比。采取湿法喷射施工时，水泥与砂、石之重量比宜为1：3. 5～1：4. 0。本例灰骨比为水泥∶砂∶石子= 1：2.00：1. 63。
3. 3 砂率控制
根据施工经验，砂率的大小既影响喷射混凝土的施工性能，也影响其力学性能。当砂率低于50% ，回弹率高，管路宜堵塞，施工工艺不易掌握，喷层厚度相应变薄，喷射混凝土强度离散性很大。砂率过大，高于60%，因粗集料不足，喷射时石子对混凝土冲击捣实力不大，使喷射混凝土的强度降低，同时使集料比表面积增大，要达到相应坍落度和流动性，水泥用量也要加大，既不经济也会使混凝土收缩增大。
3. 4 水胶比
湿法喷射施工水灰比宜控制在0. 42～0. 50。水灰比的大小影响喷射混凝土回弹率和强度。水胶比过大，回弹率虽然可以减小，但强度降低；水灰比过小，强度虽高，但回弹率也增高。湿法施工时水胶比可以准确控制。
3. 5 坍落度
坍落度是评价混凝土流动性、粘聚性和保水性的重要指标。当采取湿法喷射施工时，坍落度宜控制在80～120mm。实践证明坍落度在该范围内喷射混凝土回弹率最低。
4 喷射混凝土（湿法）配合比设计
喷射混凝土（湿法）配合比一般采用经验公式和施工技术规范相结合的方法来确定。
第一步是依据喷射混凝土的要求提出基准配比，第二步是以基准配比为前提，在现场调整、验证、确定其配合比。两个步骤互为补充，缺一不可。
4.1确定试配强度( fcu,0 )
fcu,0 ≥fcu,k + 1.645σ= 25 + 1. 645 ×5 = 33. 2 (MPa)
稠度：按《普通混凝土配合比设计规程》及施工要求要求选定坍落度为80-120mm。
集料最大粒径：按《公路隧道施工技术细则》选定为16mm。
确定水泥实际强度：经试验得出该水泥取富余系数1.13,
fce=rc×fce,g=1.13×42.5=48.0MPa
4.2计算水胶比(W /C)
W /C =αa×fce/（fcu,0 +αa ×αb×fce）= (0. 46×48.0) / (33. 2 + 0. 46×0. 07×48.0) = 0. 64
考虑到水胶比需符合混凝土耐久性要求，根据经验取W/C=0.52。
单位用水量(mw0 )根据坍落度为80-120mm，mwo= 235 kg。
胶凝材料用量(mco )和速凝剂用量(m速)mco = mwo/w/c=235/0.52 =452 kg；
m速= 452 ×5% = 17. 76 ( kg)
选定砂率：依据喷射混凝土的技术要求计算式中砂率，取βs = 55%。
集料用量（质量法）：mco +mgo +mso +mwo=mcp (1)
βs =mso/（mgo+mso）×100% (2)
设每立方米混凝土拌和物的假定重量为2350kg，将(1) 、(2)式合并化简即可得:
ms0 =902 kg
mg0 =738 kg
4. 3 计算初步理论配合比：
4.3.1 基准配合比
水泥：砂：碎石：水：速凝剂（W /C = 0. 52）=452：902：738：235：22.6=1：2.00：1.63：0.52：0.05
在用水量不变的前提下，增加或减少水胶比0.02，相应增加或减少砂率1%
4.3.2 水泥：砂：碎石：水：速凝剂（W /C = 0. 50）=470：876：746：235：23.5=1：1.86：1.59：0.50：0.05
4.3.3 水泥：砂：碎石：水：速凝剂（W /C = 0. 54）=435：928：730：235：21.8=1：2.13：1.68：0.54：0.05
4.4 现场调整工作性，提出基准配合比：通过试配，坍落度为85mm，表观密度2350kg/m3，符合工作性要求，和易性良好。
5 喷射混凝土质量检测
5.1 标准试块法
5.1.1 检查喷射混凝土抗压强度所需的试块应在施工中抽取制取。每50～100m3混合料或混合料小于50m3的独立工程，不得少于一组。每组试块不得少于3个；材料或配合比变更时，应另作一组。
5.1.2 检查喷射混凝土的标准试块应从现场施工的喷射混凝土板件上割成要求尺寸的方法制作。模具尺寸为450mm ×350mm ×120mm (长×宽×高) ，其尺寸较小的一个边为敞开状。试件为边长10cm的立方体，在标准养护条件下养护28d，用标准试验方法测得的极限抗压强度，并乘以0. 95的系数。
5.2 现场取芯法（取芯步骤略）
本工程采用100mm直径的钻筒，厚径比为1：1，每组试块不得少于3个，在标准养护条件下养护28d，用标准试验方法测得的极限抗压强度。
篇7
关键词：锚喷支护 支护质量 控制
中图分类号：O213.1文献标识码： A 文章编号：
前言
锚喷支护是一种适应性很强的先进技术, 不但用于矿山井巷工程, 而且大量用于道路、隧道及其它地下建筑工程。既适用于中等稳定岩层, 也适用于节理裂隙发育的松软破碎岩层；不仅可作为巷道的永久支护, 而且可用于临时支护和处理冒顶事故。
一、锚喷支护施工
1锚杆施工，原材料准备
1) 锚杆材料: 锚杆材料采用20锰硅钢筋或中空注浆锚杆, 特殊情况采用缝管式摩擦锚杆或楔缝式内锚头锚杆。钢筋直径22mm 或25mm,按设计要求规定的材质、规格备料, 并进行调直、除锈、除油, 以保证砂浆锚杆的施工质量和施工的顺利进行。
2) 水泥: 通常情况选用普通硅酸盐早强水泥。
3) 砂: 宜采用清洁、坚硬的中细砂, 粒径不宜大于3mm, 使用前应过筛。
4) 配合比: 普通水泥砂浆的配合比(水泥:砂) 一般宜为1: 1~ 1: 1.5 (重量比), 水灰比宜为0.45~ 0.50。
5) 砂浆拌制: 砂浆应拌合均匀, 随拌随用。一次拌和的砂浆应在初凝前用完, 并严防石块杂物混入。主要为了保证砂浆本身的质量及砂浆与锚杆杆体、砂浆与孔壁的粘结强度, 也就是为了保证锚杆的锚固力和锚固效果。
2 锚杆孔的施工
1) 孔位布置: 孔位应根据设计要求和围岩情况布孔并标记, 偏差不得大于50mm;
2) 锚杆孔径: 砂浆锚杆孔径应大于锚杆体直径15mm;
3) 钻孔方向: 宜沿隧道周边径向钻孔, 以保证锚杆的作用半径。部分情况可沿岩层主要结构面垂直打入, 但钻孔不宜平行岩面;
4) 钻孔深度: 砂浆锚杆孔深误差不应大于10cm;
3 锚杆安装
1) 注浆: 砂浆锚杆孔内的砂浆采用注浆罐和注浆管进行注浆。注浆开始或中途停止超过30m in时应用水注浆罐及其管路。注浆孔口压力不得大于04MPa, 注浆时应堵塞孔口。注浆管应插至距孔底5 ~ 10cm 处, 随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出, 并用手将水泥纸堵住孔口。
2) 锚杆安装: 锚杆头就位孔口后, 将堵塞孔口水泥纸掀开, 随即迅速将杆体插入并安装到位。若孔口无水泥砂浆溢出, 说明注入砂浆不足,应将杆体拔出重新灌注后再安装锚杆; 锚杆插入孔内的长度不宜小于设计规定。锚杆安设后, 不得随意敲击、碰撞, 三天内不得悬挂重物。
二、钢筋网片施工
1 钢筋网采用类围岩衬砌钢筋网，网格为15x 15cm, 类围岩衬砌钢筋网网格为20x 20cm, 固结在锚杆端头上。
2 钢筋须调直除锈, 按规定长度下料。钢筋网成形后, 每根钢筋都应绑扎或焊接。按顺序堆放在工作面上使用。钢筋网片加工大小视开挖循环进尺决定。
3 钢筋网应随喷射混凝土面的起伏进行铺设, 紧贴初喷混凝土表面。在二次喷射混凝土时,钢筋极少颤动。
4 钢筋网应铺设在第一次喷射混凝土和锚杆施工后进行。搭接处应预留10cm 左右, 以保证和下一循环拼接。
5 如设置了型钢或格栅钢架时, 钢筋网片应与型钢或格栅钢架联接牢固。
三、型钢或格栅钢架施工
型钢或格栅钢架具有结构简单、受力结构条件好、加工制造方便、架设工艺简便等优点。对于隧道软弱破碎围岩加强地段的施工和处理险情、坍方处理都是一种应急而有效的施工措施和手段。加工及架设时应做到:
1 加工时应按设计规定尺寸采用千斤顶进行, 为保证弧度, 顶点间距不能过大; 分几段连接时, 连接钢板与拱架轴线夹角须控制好。
2 按设计位置安设, 一般在初喷后进行。对局部欠挖部位应予凿除, 以确保证拱架正确就位, 拱架应垂直于隧道中线。上下、左右偏差应小于5cm, 拱架倾斜度小于2。连接钢板骑缝焊接及螺栓连接要保证质量。
3 拱架之间必须按设计要求进行纵向联接。以保证处于良好的联合受力状态。
四、喷射混凝土施工
用压缩空气将掺有速凝剂的混凝土拌合料通过混凝土喷射机高速喷射到开挖成型的隧道岩面上,使其迅速凝固而起支护作用。喷射混凝土可分为干喷、、湿喷三种方式。目前隧道施工大多采用干喷法及法。
1 喷射混凝土的原材料和配合比
1) 原材料: 水泥采用PO325# 普硅早强水泥;砂一般用坚硬耐久的中砂或粗砂, 细度模数一般宜大于25, 含水率以5~ 7% 为宜;石子采用坚固耐久的碎石或卵石, 粒径小于15mm;水采用洁净水, 不得使用污水以及PH 值小于4的酸性水和含硫酸盐超过l% 的水, 也不得使用含有害物质的其它水;速凝剂采用BR 型外加剂, 初凝不大于5min,终凝不大于10min。一般掺量为水泥用量的2% ~4%, 边部可用2% 。
2) 配合比的选定可根据试验确定。含砂率过小或过大都易造成堵管、回弹量大、强度低、且收缩加大。
2 喷射混凝土施工(见图1)
场地布置： 搅拌机一般布置在洞外, 通过运输车运入洞内, 然后给料于喷射机, 同时应搭设晴雨棚, 以控制砂石的含水率。
清理工作面： 喷射混凝土前, 应认真检查开挖断面尺寸, 欠挖者应予以凿除, 修整断面, 清理浮石及拱脚的虚碴等。
喷射混凝土作业：
1) 混合料的制备: 混合时, 各种材料应按配合比准确称量; 采用强制式密封搅拌, 时间不少于90s;
2) 机具就位: 机具安装在围岩稳定地段,保证输送线路通畅。未上料前, 先进行混凝土喷射机试运转: 开启高压风及高压水, 如喷嘴风压正常喷出的呈雾状; 如喷嘴风压不足, 可能出料口堵塞; 如喷嘴不出风, 则可能输料管堵塞。有故障及时排除, 待喷射机运转正常后才能进行喷射作业。
3) 喷射混凝土作业要点: 喷前应用高压风或高压水清洗岩面, 将附着在岩面上的粉尘、岩屑冲洗干净, 以保证混凝土与岩面粘结牢固。若用高压水清洗会引起岩面软化时, 只能用高压风清扫岩面杂物(视地质情况而定)。
喷嘴移动轨迹应因地制宜, 横条、竖条、圆圈等应交替使用, 移动速度要慢, 让混凝土“堆”起来, 有了一定厚度再移开, 然后逐块扩大其喷射范围;喷射顺序一般采用先下后上, 先墙后拱, 以减少因重力作用而引起的滑动或脱落现象发生。喷射应分层进行, 一次喷射厚度一般拱部为5~ 6cm, 边墙为7~ 10cm, 具体以喷射效率、回弹损失率等确定。凹凸不平时应先将凹处喷平, 按正常顺序喷射, 以减少回弹。
五、安全措施
1 锚杆施工安全措施
1) 锚杆作业中, 要密切注意观察围岩或喷射混凝土的剥落、坍塌现象。清理浮石要彻底, 要及早发现危险征兆, 及时处理。
2) 锚杆种类及锚固方式要选择得当, 严防锚固用的砂浆流失及锚固力不够, 导致锚杆脱落而造成事故, 因此要指定专人负责, 定期检查锚杆抗拔力。
2 喷射混凝土安全措施
1) 喷射前要检查作业地段的围岩, 并进行清理浮石、危石等必要的排险作业。
2) 喷射机要安放在围岩稳定或已衬砌地段内, 同时喷射作业地段应加强照明和通风。
3) 喷射时严格掌握好风压、水压, 加强综合防尘措施。
4) 注意风嘴不准对人, 以免射伤人。
3 拱架施工安全措施
1) 搬运过程中, 应将拱架构件绑扎牢固。以免发生碰撞伤人。
2) 拱架脚槽钢的连接必须置于原状土(石)上, 并焊接牢固。
3) 拱架尽量与系统锚杆焊接, 必要时须设锁脚锚杆, 以免拱架倾覆伤人。
4) 拱架之间连接钢板骑缝焊接牢固, 两榀之间用连接钢筋焊接稳定。
结束语
锚喷支护能有效的与围岩形成共同的受力支护体系, 是施工中早封闭、强支护的关键手段, 是防止围岩坍塌的有效措施。施工中的严格控制是隧道施工安全和质量的保证。可积累锚喷支护的参数、质量控制与监控量测的信息反馈, 根据隧道设计的经验, 进一步完善设计参数, 使得设计参数更加合理、安全、节约投资。在施工中, 建议对喷射混凝土的施作进行回弹量的测试, 总结回弹量的指标和强度之间的关系, 从施工工艺、设备配套和施工过程中提高喷射混凝土的质量。
参考文献
[1] 高晓华. 锚喷支护与小导管注浆在隧道塌方处理中的应用[J]. 科技创新导报. 2011(29)
[2] 李恒力,王子鹏. 锚喷支护在隧道加固中的应用[J]. 公路交通科技(应用技术版). 2010(04)
篇8
关键词：锚喷；锚网；混凝土；支护结构；施工技术
0 引言
为了保持煤矿巷道的稳定性，避免围岩出现垮落或过大变形，巷道掘进后一般都要进行支护。支护的主要方法是架设棚式支架、砌筑石材整体式支架和锚喷、锚网支护。进行支护以前一般选打砌达碹方式或砼碹方式。这些支护方式的缺点是加大了掘进断面，影响了掘进速度，还爆破、运输、支护等材料费用高。支护效果上，埋深厚，砼碹开裂，巷道变形，底鼓现象比较严重，满足不了安全生产的需要。目前，一些煤矿采用锚网、锚索喷联合支护技术。
在采用锚网、锚索喷联合支护技术后，可明显改善围岩受力状态，有效地控制围岩变形，提高支护的安全可靠性。与砼碹相比，锚喷、锚网喷和、锚网索喷联合支护技术可减少掘进荒断面，降低支护费用，经济效益显著。锚喷、锚网喷和、锚网索喷联合支护技术可缩短工期。因掘进断面比砼碹支护方式小，掘进工程量小，掘进速度快，可缩短工期20%左右。
喷射混凝土作为用喷射方法制备的混凝土，是砂石料、水泥和速凝剂等材料搅拌而形成，借助混凝土喷射机使混合物在压缩空气的作用下，通过软管输送到喷嘴处。在喷嘴处加水混合并形成料束，高速喷敷在围岩表面上，就可形成喷射混凝土层，以支护矿井围岩。锚杆和喷射混凝土两种支护手段经常相互配合、补充，联合使用，形成锚杆喷射混凝土支护，能够增加它们对围岩的支护能力，可以适应多种围岩条件。
1 喷射混凝土的原材料及其配比
1.1 水泥。应优先选用普通硅酸盐水泥，它凝结硬化快，保水性好，早期强度增长快。也可从实际出发选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。水泥标号一般不得低于325号，过期、受潮结块或混合的水泥不能使用。
1.2 砂子。应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含泥量要小于3％。细砂会增加喷射混凝土的干缩变形，过细的粉砂易产生粉尘，影响操作人员的身体健康。
1.3 石子。应采用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径小于15mm。卵石因其光滑干净，对喷射机和输料管路磨损少，有利于远距离输料和减少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土强度高，喷射作业中回弹率也较低，但碎石有棱角，表面粗糙，会对喷射机和输料管路磨损，应少用。
1.4 水。饮用水及洁净天然水可以作为喷射混凝土混合水。混合水不应含有影响水泥正常凝结与硬化的物质，不得使用污水和酸性水。
1.5 速凝剂。一种以铝酸盐和碳酸盐为主；一种以水玻璃为主；按形状又可分为粉状和液体两类。速凝剂能使喷射混凝土凝结速度决、早期强度高、后期强度损失小、缩变形增加不大、对金属腐蚀小、在低温（5℃左右）下不致失效，用量一般约为水泥用量的2.5％~4%。由于喷射混凝土施工工艺的特点，在选择喷射混凝土配比时，既要满足支护方面的要求，还应考虑施工工艺的要求。
2 喷射混凝土支护结构
喷射混凝土的结构选择，要视巷道的地质条件、围岩、工程断面、跨度等情况确定。《规范》规定了在各种条件下锚喷支护参数选择，可以结合施工情况选用，支护结构一般可分为以下几类。
2.1 喷砂浆支护是在巷道周围围岩表面喷一层砂浆的支护形式，主要用以封闭围岩使之不与不利环境接触，减缓其风化。侵蚀等作用。喷砂浆的标号要等于或大于75号，喷砂浆的厚度应等于或大于10mm，小于30mm。
2.2 喷射混凝土支护是在井巷围岩表面喷射一层混凝土，与围岩自承能力相结合，实现巷道支护的支护形式，根据它的使用功能，即临时支护、永久支护，初喷、复喷的要求，喷射混凝土厚度最小30mm。
2.3 锚杆喷射混凝土支护是锚杆和喷射混凝土联合支护的一种支护结构，这种结构既能充分发挥锚杆的作用，又能充分发挥喷射混凝土的作用，两种作用相结合，有效地改进了支护的效能。
2.4 锚杆喷射混凝土金属网联合支护是锚杆、金属网和喷射混凝土进行联合支护的形式。金属网的介入，起到了加固的作用。因此，在W、V类围岩的井巷支护，软岩巷道中得到广泛的应用。一般金属网的网格不小于150mm，金属网所用钢筋或钢丝直径为2.5~10mm，施工时应注意用锚杆固定牢靠，金属网间要用丝绑扎结实，钢筋保护层厚度不应小于20mm、不大于40mm，必须能与喷射混凝土密切结合产生强度。
2.5 钢纤维喷射混凝土支护是在喷射混凝土中掺入适当钢纤维，以提高喷射混凝土性能的支护。较多地应用于过断层破碎带的巷道支护和大断面交叉点，或处理冒顶等事故，也可在裂隙、节理发达的围岩以及承受扰动影响的巷道和高速水流冲刷中使用，一般碳素钢纤维的抗拉强度不得低于380MPa，钢纤维的直径应控制在0.3~0.5mm，钢纤维的长度20~25mm，钢纤维掺量应为混合料质量的3%~6%。
2.6 钢架喷射混凝土联合支护是在软岩中应用的一种支护结构，先在掘进后架设钢架，允许围岩收敛变形，稳定后再进行喷射混凝土支护，把钢架喷在里面，有时也打一些锚杆，控制围岩变形。钢架自身仍保持相当的支护能力，被喷射混凝土裹住后又起钢筋加固作用．而喷射混凝土层的柔性，对围岩稳定后的微量变形可以适应。
3 锚喷和锚网喷射混凝土施工
3.1 喷射混凝土施工设备布置。喷射混凝土施工设备的布置，要以施工安全、高效操作为前提．尽量缩短混合料搅拌机与喷射机之间的距离。如搅拌机设在地面，按一定比例搅拌的粗细骨料运往井下，在现场与水泥、速凝剂一起搅拌后喷射，喷射机至作业面的距离要近，以便提高效率，防止堵管。斜井施工中喷射机布置在井口进行长距离输料时，应检查铺设输料管，不宜用弯头，改变输料管径时应用锥形变径接头，以减少运输阻力，防止管路堵塞。使用压力水箱向喷头供水时，水箱位置设置在喷射机司机、喷射手的可视范围内，调节和控制水箱压力。搅拌机、上料机、喷射机等均应布置在巷道一侧，以便掘进排研和喷射混凝土供料车能随时通过，确保连续施工。
3.2 锚杆喷射混凝土支护。锚杆的施工要根据锚杆的型号而不同。在掘进后，先安装临时锚杆，继而喷薄层混凝土，再进行复喷达到设计规定的喷层厚度，顶板情况良好时，喷一薄层混凝土，再安装锚杆，再进行复喷，达到设计规定的喷层厚度。
3.3 锚网喷射混凝土施工。锚杆的施工对于破碎软岩断层带需增加金属网一层或两层，增大其强度，起到钢筋混凝土的作用，钢筋网铺设在使用前清除污锈，在围岩表面喷射一薄层棍凝土后再铺设金属网，金属网与锚杆或其他坚固件应联结牢固。金属网片也应互相绑扎紧密，使之在喷射混凝土操作时不晃动，钢筋网的网格尺寸应等于或大于150mm，采用金属网时，第一层金属网被喷射混凝土覆盖后再铺设第二层金属网。
篇9
【关键词】煤矿；巷道支护；支护技术
煤矿井下巷道开挖之后，巷道顶帮围岩原有的三向应力的平衡状态被打破，为了保持煤矿巷道的稳定性，避免围岩出现垮落或过大变形，巷道掘进后一般都要进行支护。目前，我国大部分煤矿采用锚网、锚索喷联合支护技术。在采用锚网、锚索喷联合支护技术后，可明显改善围岩受力状态，有效地控制围岩变形，提高支护的安全可靠性。与砼碹相比，锚喷、锚网喷和、锚网索喷联合支护技术可减少掘进荒断面，降低支护费用，经济效益显著。锚喷、锚网喷和、锚网索喷联合支护技术可缩短工期。因掘进断面比砼碹支护方式小，掘进工程量小，掘进速度快，可缩短工期20%左右。
1.煤巷锚杆支护
使用锚杆支护的作用
使用锚杆支护，既可发挥其加固拱作用和悬吊作用，使复合顶板内的各煤岩体与锚杆紧固成一个所谓的“组合梁”，从而提高顶板岩层的抗弯强度，减少各岩层层面滑移、离层和冒落的机率，从而保证巷道的稳定性。直接经济效益：以6.4m2断面的每米支护费用对比，使用锚杆支护，每m巷道支护费用为186.16元，节约火工品费用25元，且巷道不需维修。而使用棚式支护，每m巷道掘进支护费用为165元，维护费用为165元。间接经济效益：使用锚杆支护，较棚式支护单进提高了10%，掘进工效提高了38%，提前准备出来工作面供采。社会效益：使用锚杆支护代替原来的棚式支护，取消了木材消耗，有效地保障了国家“天然林保护工程”顺利实施，有利于环境保护。同时也减轻了操作人员的体力劳动，消除了棚式支护所带来的操作不安全隐患，改善了操作人员的劳动环境，杜绝了超时劳动和超体力劳动的现象。
2.煤巷锚杆网喷浆支护
2.1使用锚杆网喷浆支护作用
锚杆网喷浆支护既能充分发挥锚杆作用，又充分发挥喷射混凝土的作用。同时网使围岩表面破碎圈完整化，使喷层平整均匀，增加抗弯、抗剪能力，并具有较高柔性和较大的允许变形量。
锚杆网喷浆支护突破了传统旧的支护形式和支护理论，不是消极地支护已松动的围岩，而是主动地保持围岩的完整性、稳定性，控制围岩变形、位移及裂隙发展，充分发挥围岩自身的支承作用。即以护为主，以支为辅，是加固松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用断层破碎带不稳定岩石的一种支护形式。
2.2使用锚杆网喷浆支护现状
在全矿区主要运输大巷、回风大巷都采用了锚杆网喷浆支护。
2.3喷射混凝土
2.3.1喷射混凝土厚度选择
喷层过薄影响支护强度，过厚影响其柔性，使脆性增加，易于围岩离层，而使围岩形成的承载结构不能保持。根据巷道服务年限、跨度、围岩稳定性和该矿实际经验，确定喷射混凝土厚度为100mm。分二次喷射混凝土，初喷厚度40mm，复喷达到100mm厚度。
2.3.2喷射混凝土材料要求
选用42.5强度等级的普通硅酸盐水泥，采用粒径为0.3mm-3mm的中砂，石子直径不大于25mm，水泥：砂子：石子=1：2.5：1.5。
2.3.3喷射混凝土参数
选用旋转式ZHP-2型混凝土喷浆机，工作压力0.12MPa-0.18MPa，喷口到喷面距离1m-1.5m，输料管长20m，速凝剂控制在3%-5%范围内，喷两墙时取小值，喷拱顶时应取大值，并做到潮拌料，喷前岩壁洒水，降低回弹、粉尘，保证混凝土的强度。
3.岩巷锚喷锚网混凝土支护
喷射混凝土作为用喷射方法制备的混凝土，是砂石料、水泥和速凝剂等材料搅拌而形成，借助混凝土喷射机使混合物在压缩空气的作用下，通过软管输送到喷嘴处。在喷嘴处加水混合并形成料束，高速喷敷在围岩表面上，就可形成喷射混凝土层，以支护矿井围岩。锚杆和喷射混凝土两种支护手段经常相互配合、补充，联合使用，形成锚杆喷射混凝土支护，能够增加它们对围岩的支护能力，可以适应多种围岩条件。
喷射混凝土的原材料及其配比
（1）水泥。应优先选用普通硅酸盐水泥，它凝结硬化快，保水性好，早期强度增长快。也可从实际出发选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。水泥标号一般不得低于325号，过期、受潮结块或混合的水泥不能使用。
（2）砂子。应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含泥量要小于3%。细砂会增加喷射混凝土的干缩变形，过细的粉砂易产生粉尘，影响操作人员的身体健康。
（3）石子。应采用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径小于15mm。卵石因其光滑干净，对喷射机和输料管路磨损少，有利于远距离输料和减少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土强度高，喷射作业中回弹率也较低，但碎石有棱角，表面粗糙，会对喷射机和输料管路磨损，应少用。
（4）水。饮用水及洁净天然水可以作为喷射混凝土混合水。混合水不应含有影响水泥正常凝结与硬化的物质，不得使用污水和酸性水。
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【关键词】喷射混凝土；砖混结构；墙体加固
1 前言
喷射混凝土是借助喷射机械，以压缩空气为动力，将水泥、砂、石子、外加剂等干拌料通过喷射机，经输料管，压送至喷枪，加入高压水，经迅速混合，高速高压喷射到结构物上凝结硬化而成的一种混凝土。由于在高速喷射时水泥与集料通过反复连续撞击压密了混凝土，使得混凝土、砖石、钢材之间具有很高的粘结强度，与钢筋网联合使用可很好的在结合面上传递拉应力和剪应力，具有较高的力学性能和良好的耐久性，并能大幅度地提高墙体承载力和整体性。
2 工程应用
2.1 工程简介
本工程为绵阳市某职业技术学校教学楼加固工程。教学楼结构型式为砖混结构，层数5层，其中底层层高3.9米，其余层层高3.6米，结构总高度18.30米。受5.12汶川8.0级特大地震影响，教学楼局部砖墙出现裂缝，部分门、窗洞口产生斜裂缝。由于该建筑修建年代较早，设计时未考虑抗震设防烈度，建筑整体性及抗震性较差，为保障教学楼结构安全及学校师生正常的教学秩序，决定对教学楼进行整体改造加固，并对出现裂缝的墙体进行重点加固。
2.2 整体加固思路
教学楼的整体加固思路为：对预制楼板采取拉结补强，增设构造柱和圈梁，提高教学楼的整体抗震性能，同时在教学楼刚度较低的部位增加钢筋剪力墙，对砖墙采取钢筋网喷射混凝土加固，以此增强建筑结构的整体刚度。本文将主要对钢筋网喷射混凝土加固墙体进行介绍说明。
2.3 砖墙挂钢筋网喷射混凝土加固
2.3.1 原墙体抹灰层剔除：根据设计要求，将需加固墙体表面的抹灰层进行剔除，并将裂缝凿成宽为约50-100mm，深约50mm的V型槽，以增加喷射混凝土与墙体的咬合，保证二者的可靠结合。
2.3.2 砖墙钻孔：抹灰层剔除后，按照设计图纸，在原墙面将需要钻孔的位置进行标示，钻孔时钻头直径应比所植钢筋的直径大两级，钻头长度应大于钻孔深度20~50mm，以保证钻孔深度≥植筋深度。另外，钻孔时还应注意使钻机略微向上倾斜，形成50~150上倾角的钻孔。这样可以有利植筋灌胶时胶浆不易从孔口流出，以免影响施工质量。
2.3.3 涂刷界面剂：将墙体表面粉尘清理干净，用清水使之湿润，然后涂刷素水泥浆或界面剂一遍，以此增加墙体基层表面的粗糙程度，更大地增强混凝土与墙体之间的粘结力。
2.3.4 钢筋网制作安装：按照设计图纸要求，采用Φ4钢筋，间距@100×100制作钢筋网（见图1）。通过植筋技术将Φ6拉钩按间距200呈梅花状布置将钢筋网固定于墙体。其中，钢筋网下端锚固于室外地坪以下500mm或基础顶，在门窗洞口位置把钢筋弯折锚进墙体内侧。
2.3.5 喷射混凝土：
喷射混凝土（见图2）应注意：①喷射应分段分片依次进行，喷射作业应自下而上进行，喷射作业区段的宽度依具体条件而定，一般应以1.5～2.0m为宜。②当设计厚度大于一次喷射厚度时，应分层进行喷射，两次喷射的最小时间间隔，在常温(15～20℃)条件下，掺速凝剂为 15～20 min。③在进行喷射混凝土作业时，高压机风量应不小于9m3/min，气压0.2～0.5Mpa，喷头水压不小于0.15 Mpa，喷射间距控制在0.6～1m，应和墙面尽量保持垂直，以保证喷射强度，喷射厚度应为设计墙厚减20mm（20mm为预留下道工序，人工抹灰找平厚度，平整度控制在±20mm）。④喷射操作应选择有经验的、熟练的喷射手。因为喷射手的技术水平是影响喷射混凝土强度的主要因素， 喷嘴与受喷面的角度和距离、 喷嘴移动速度和位置以及水量的控制等都是由喷射手掌握的，其技术高低直接影响喷射作业的质量。
图1墙体钢筋网
图2喷射混凝土
2.3.6 喷射砼的养护
喷射砼厚度达到设计要求后，应刮抹修平，且在混凝土初凝后及时进行。修平时不得扰动新鲜混凝土的内部结构及其与基层的粘结。待最后一层混凝土终凝2h后，应淋水养护，养护时间不应少于14d。当气温低于+50C时，不宜喷水养护，应采取保水养护。
3 工程建议
3.1 喷射混凝土是整个加固墙体过程中最为关键也是施工难度最大的一个工序环节。为了保证施工质量及施工过程安全，在喷射混凝土前应对各种机械设备（空压机设备、混凝土喷射机）进行试运转，经检验运转正常后，还应对砼拌合料输送管道进行送风试验、对水管进行通水试验，不得出现漏风、漏水情况。同时，对于非喷射混凝土区（如教学楼的门窗玻璃处）应采取相应的防护措施，做好护、包、盖、封等保护措施，并在门窗等洞口处设置模板，以免喷射混凝土喷溅到该区形成结块，给下道工序增加难度。
3.2 喷射混凝土技术是本工程墙体加固的重要内容，其技术难度要求也最高，特别以如何控制好喷射混凝土施工过程中的回弹量为甚。由于墙体与地面垂直，且墙体本身硬度比较大，在进行喷射混凝土时，混凝土的回弹量特别大，基本在30%以上。这不仅造成施工现场粉尘量过高，严重损害着施工人员的身体健康，另外还导致材料浪费，影响工程质量和进度。因此，在施工过程中，应注意采取有效措施降低喷射混凝土的回弹量。降低的措施有：①严格控制混凝土的配合比，对砂子、石子、水、 水泥、速凝剂等材料的用量进行科学计算，并充分均匀搅拌。②合理掌握工作水压，保持适当的水灰比。③调整合适的风压。喷射混凝土时，保持适当的风压是一个关键的措施。风压过小喷射速度小，就会导致喷射料喷到岩面时射捣无力而发生回弹，还容易发生堵管；风压过大，喷射料速度太快，对墙体的冲击过大，由于反作用力的原因，也易发生回弹。有些施工人员，在施工过程中，为了防止发生堵管现象和加快喷射速度 ，往往用较高的风压喷射，其效果可想而知。通过技术改进，我们使用较低的风压喷射混凝土，显著地降低了喷射混凝土的回弹率。
4 结束语
本工程是在5.12汶川8.0级特大地震后进行的砖混结构教学楼加固，是喷射混凝土技术在墙体加固中的具体工程应用。工程表明，喷射混凝土修复加固建筑结构具有一定的优越性，如粘结强度高、凝结速度快，早期强度高，不需支模等等。工程施工工期仅为2个月，加固至今，使用状况良好。
参考文献
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[3]汤远亮，解兰生. 干法喷射混凝土施工[J].价值工程，2010，06：254.
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