CN109695460A - 一种隧道施工中混凝土的喷射方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道施工中混凝土的喷射方法，包括如下步骤：S1、开机前准备：喷射混凝土工序施工在初期支护钢架验收合格后，对台车施工场地内的地面进行简单处理至平整，遇到不平或软弱地面时。本发明通过将水泥、骨料、水和外加剂等按设计配合比经强制拌和搅拌均匀后，利用混凝土运输罐车运至作业地点，通过受料斗、喷射机泵将喷射混凝土输送至喷头处，利用自带电脑全自动配比掺量控制液体速凝剂，再利用高压空气进行喷射，从而将喷射混凝土喷射至受喷面，喷混凝土与钢架、围岩基面形成密实钢筋混凝土结构，改善了作业环境，提高了作业效率，提升实体质量和机械化作业水平，取得了良好社会和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种隧道施工中混凝土的喷射方法。
背景技术
喷射混凝土，是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、天棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层。喷射混凝土是将预先配好的水泥、砂、石子、水和一定数量的外加剂，装入喷射机，利用高压空气将其送到喷头和速凝剂混合后，以很高的速度喷向岩石或混凝土的表面而形成。
传统隧道施工采用小型干喷机或潮喷机(不大于5m3/h)，作业效率低，粉尘大，作业环境差，严重危害作业人员身心健康，为此，我们提出一种隧道施工中混凝土的喷射方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道施工中混凝土的喷射方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道施工中混凝土的喷射方法，包括如下步骤：
S1、开机前准备：喷射混凝土工序施工在初期支护钢架验收合格后，对台车施工场地内的地面进行简单处理至平整，遇到不平或软弱地面时，必须用垫块和棱木支垫在支腿撑板下，混凝土湿喷机械手到达掌子面后，使用自带液压支腿支撑台车；
S2、受喷面处理：喷射施工前，先对受喷面及拱脚处进行检查，受喷面上松动的石块、浮渣和松散层、拱脚处石渣堆积物必须清除；
S3、喷射混凝土施工：喷射混凝土到场后，湿喷机械手就位，依次打开主高压风管阀、速凝剂辅助风阀、喷射机风阀和速凝剂计量泵，再开启喷射机的主电动机和振动电动机，待喷射机运转未定后，再输送喷射混凝土料，罐车开启反转罐体将混凝土料缓缓流入湿喷机械手受料斗内，湿喷作业分段进行，分层自下而上作业，每段长度不超过2m，喷射作业时先喷钢格栅与壁面之间的混凝土，然后喷两个钢格栅之间混凝土。
优选的，所述步骤S1中湿喷台车开机前做例行安全检查，检查并确认湿喷设备具备安全可靠的工作条件，没有可查见的破裂、损坏、螺栓松动或缺失、销子缺失、承载结构生锈和漏油缺陷，发现任何隐患或故障，立即进行检修，如果出现的故障已危及安全，立即停止工作。
优选的，所述步骤S3中分层喷射时，在前一层混凝土终凝后进行，每层厚度不超过8-10cm，后一层喷混凝土在前一层终凝后进行。
优选的，所述步骤S3中喷射混凝土操作是左右对称作业，沿受喷面使喷头螺旋形往复运动。
优选的，所述步骤S3中喷头与岩面距离在0.6-1.2m之间，喷嘴与受喷面保持5-15°夹角。
优选的，所述步骤S3中喷嘴移动方法是横过受喷面而系统地作圆形或椭圆形移动，喷射手所画的环形圈横向40-60cm，高15-20cm。
优选的，所述步骤S3中喷射混凝土的坍落度控制在140-180mm，顶部喷射采用分层喷射，两次间隔时间为0.5h。
优选的，所述步骤S3中侧喷混凝土从墙脚开始向上喷射，一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度。
优选的，所述步骤S3中湿喷工艺混凝土的回弹量小于15％，喷射混凝土表面不得出现裂缝、脱落、漏喷、空鼓和渗漏水的现象，喷混凝土效率为15-25m3/h。
优选的，所述步骤S3中作业完成后，关闭风阀，首先清洗料斗，打开料斗底盖，用高压水冲洗料斗内外，然后清洗S管及混凝土料缸，打开料斗处的弯管，启动反泵作业，同时将水管从处伸进S管内，在反泵过程中冲洗管及混凝土缸内的混凝土，然后合上料斗底盖，把海绵球塞入弯管内，关闭弯管，最后在料斗中注满清水，启动湿喷机、送风、启动清洗泵，用清水进行胶管清洗，同时，用胶管中剩余混凝土喷浆，减少混凝土损失，并清洗喷头。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将水泥、骨料、水和外加剂等按设计配合比经强制拌和搅拌均匀后，利用混凝土运输罐车运至作业地点，通过受料斗、喷射机泵将喷射混凝土输送至喷头处，利用自带电脑全自动配比掺量控制液体速凝剂，再利用高压空气进行喷射，从而将喷射混凝土喷射至受喷面，喷混凝土与钢架、围岩基面形成密实钢筋混凝土结构，改善了作业环境，提高了作业效率，提升实体质量和机械化作业水平，取得了良好社会和经济效益。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种隧道施工中混凝土的喷射方法，包括如下步骤：
S1、开机前准备：喷射混凝土工序施工在初期支护钢架验收合格后，对台车施工场地内的地面进行简单处理至平整，遇到不平或软弱地面时，必须用垫块和棱木支垫在支腿撑板下，混凝土湿喷机械手到达掌子面后，使用自带液压支腿支撑台车；
S2、受喷面处理：喷射施工前，先对受喷面及拱脚处进行检查，受喷面上松动的石块、浮渣和松散层、拱脚处石渣堆积物必须清除；
S3、喷射混凝土施工：喷射混凝土到场后，湿喷机械手就位，依次打开主高压风管阀、速凝剂辅助风阀、喷射机风阀和速凝剂计量泵，再开启喷射机的主电动机和振动电动机，待喷射机运转未定后，再输送喷射混凝土料，罐车开启反转罐体将混凝土料缓缓流入湿喷机械手受料斗内，湿喷作业分段进行，分层自下而上作业，每段长度不超过2m，喷射作业时先喷钢格栅与壁面之间的混凝土，然后喷两个钢格栅之间混凝土。
实施例一：
开机前准备：喷射混凝土工序施工在初期支护钢架验收合格后，对台车施工场地内的地面进行简单处理至平整，遇到不平或软弱地面时，必须用垫块和棱木支垫在支腿撑板下，混凝土湿喷机械手到达掌子面后，使用自带液压支腿支撑台车；
受喷面处理：喷射施工前，先对受喷面及拱脚处进行检查，受喷面上松动的石块、浮渣和松散层、拱脚处石渣堆积物必须清除；
喷射混凝土施工：喷射混凝土到场后，湿喷机械手就位，依次打开主高压风管阀、速凝剂辅助风阀、喷射机风阀和速凝剂计量泵，再开启喷射机的主电动机和振动电动机，待喷射机运转未定后，再输送喷射混凝土料，罐车开启反转罐体将混凝土料缓缓流入湿喷机械手受料斗内，湿喷作业分段进行，分层自下而上作业，每段长度不超过2m，喷射作业时先喷钢格栅与壁面之间的混凝土，然后喷两个钢格栅之间混凝土。
实施例二：
开机前准备：喷射混凝土工序施工在初期支护钢架验收合格后，对台车施工场地内的地面进行简单处理至平整，遇到不平或软弱地面时，必须用垫块和棱木支垫在支腿撑板下，混凝土湿喷机械手到达掌子面后，使用自带液压支腿支撑台车，湿喷台车开机前做例行安全检查，检查并确认湿喷设备具备安全可靠的工作条件，没有可查见的破裂、损坏、螺栓松动或缺失、销子缺失、承载结构生锈和漏油缺陷，发现任何隐患或故障，立即进行检修，如果出现的故障已危及安全，立即停止工作；
受喷面处理：喷射施工前，先对受喷面及拱脚处进行检查，受喷面上松动的石块、浮渣和松散层、拱脚处石渣堆积物必须清除；
喷射混凝土施工：喷射混凝土到场后，湿喷机械手就位，依次打开主高压风管阀、速凝剂辅助风阀、喷射机风阀和速凝剂计量泵，再开启喷射机的主电动机和振动电动机，待喷射机运转未定后，再输送喷射混凝土料，罐车开启反转罐体将混凝土料缓缓流入湿喷机械手受料斗内，湿喷作业分段进行，分层自下而上作业，每段长度不超过2m，喷射作业时先喷钢格栅与壁面之间的混凝土，然后喷两个钢格栅之间混凝土，分层喷射时，在前一层混凝土终凝后进行，每层厚度不超过8-10cm，后一层喷混凝土在前一层终凝后进行，喷射混凝土操作是左右对称作业，沿受喷面使喷头螺旋形往复运动，喷头与岩面距离在0.6-1.2m之间，喷嘴与受喷面保持5-15°夹角，喷嘴移动方法是横过受喷面而系统地作圆形或椭圆形移动，喷射手所画的环形圈横向40-60cm，高15-20cm，喷射混凝土的坍落度控制在140-180mm，顶部喷射采用分层喷射，两次间隔时间为0.5h，步骤S3中侧喷混凝土从墙脚开始向上喷射，一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度，步骤S3中湿喷工艺混凝土的回弹量小于15％，喷射混凝土表面不得出现裂缝、脱落、漏喷、空鼓和渗漏水的现象，喷混凝土效率为15-25m3/h。
实施例三：
开机前准备：喷射混凝土工序施工在初期支护钢架验收合格后，对台车施工场地内的地面进行简单处理至平整，遇到不平或软弱地面时，必须用垫块和棱木支垫在支腿撑板下，混凝土湿喷机械手到达掌子面后，使用自带液压支腿支撑台车，湿喷台车开机前做例行安全检查，检查并确认湿喷设备具备安全可靠的工作条件，没有可查见的破裂、损坏、螺栓松动或缺失、销子缺失、承载结构生锈和漏油缺陷，发现任何隐患或故障，立即进行检修，如果出现的故障已危及安全，立即停止工作；
受喷面处理：喷射施工前，先对受喷面及拱脚处进行检查，受喷面上松动的石块、浮渣和松散层、拱脚处石渣堆积物必须清除；
喷射混凝土施工：喷射混凝土到场后，湿喷机械手就位，依次打开主高压风管阀、速凝剂辅助风阀、喷射机风阀和速凝剂计量泵，再开启喷射机的主电动机和振动电动机，待喷射机运转未定后，再输送喷射混凝土料，罐车开启反转罐体将混凝土料缓缓流入湿喷机械手受料斗内，湿喷作业分段进行，分层自下而上作业，每段长度不超过2m，喷射作业时先喷钢格栅与壁面之间的混凝土，然后喷两个钢格栅之间混凝土，分层喷射时，在前一层混凝土终凝后进行，每层厚度不超过8-10cm，后一层喷混凝土在前一层终凝后进行，喷射混凝土操作是左右对称作业，沿受喷面使喷头螺旋形往复运动，喷头与岩面距离在0.6-1.2m之间，喷嘴与受喷面保持5-15°夹角，喷嘴移动方法是横过受喷面而系统地作圆形或椭圆形移动，喷射手所画的环形圈横向40-60cm，高15-20cm，喷射混凝土的坍落度控制在140-180mm，顶部喷射采用分层喷射，两次间隔时间为0.5h，步骤S3中侧喷混凝土从墙脚开始向上喷射，一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度，湿喷工艺混凝土的回弹量小于15％，喷射混凝土表面不得出现裂缝、脱落、漏喷、空鼓和渗漏水的现象，喷混凝土效率为15-25m3/h，步骤S3中作业完成后，关闭风阀，首先清洗料斗，打开料斗底盖，用高压水冲洗料斗内外，然后清洗S管及混凝土料缸，打开料斗处的弯管，启动反泵作业，同时将水管从处伸进S管内，在反泵过程中冲洗管及混凝土缸内的混凝土，然后合上料斗底盖，把海绵球塞入弯管内，关闭弯管，最后在料斗中注满清水，启动湿喷机、送风、启动清洗泵，用清水进行胶管清洗，同时，用胶管中剩余混凝土喷浆，减少混凝土损失，并清洗喷头。
(1)开机前准备：
对台车施工场地内地面进行简单处理至平整，如遇不平或软弱地面时，必须用垫块和棱木支垫在支腿撑板下。
混凝土湿喷机械手到达掌子面后，使用自带液压支腿支撑台车，湿喷台车开机前应做例行安全检查，检查并确认湿喷设备具备安全可靠的工作条件，没有可查见的缺陷(破裂、损坏、螺栓松动或缺失、销子缺失、承载结构生锈、漏油等)；若发现任何隐患或故障，应立即进行检修，如果出现的故障已危及安全，必须立即停止工作。
(2)受喷面处理：
喷射施工前，先对受喷面及拱脚处进行检查，受喷面上松动的石块、浮渣和松散层、拱脚处石渣堆积物必须清除。
(3)喷射混凝土施工：
喷射混凝土到场后，湿喷机械手就位，依次打开主高压风管阀、速凝剂辅助风阀、喷射机风阀和速凝剂计量泵，再开启喷射机的主电动机和振动电动机，待喷射机运转未定后，再输送喷射混凝土料，罐车开启反转罐体将C25混凝土料缓缓流入湿喷机械手受料斗内。
(4)湿喷作业质量控制要点：
喷射顺序：湿喷作业应分段，分层自下而上作业，每段长度不宜超过2m，喷射作业时先喷钢格栅与壁面间混凝土，然后喷两个钢格栅之间混凝土，分层喷射时，应在前一层混凝土终凝后进行，每层厚度不超过8-10cm，后一层喷混凝土在前一层终凝后进行，喷射混凝土操作是左右对称作业，沿受喷面应使喷头螺旋形往复运动，避免垂直喷射造成钢筋网片背后堆积料过多，从而造成背部脱空。
喷射机的操作主要是控制工作风压和保证喷嘴料流的均匀性，风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响喷混凝土强度。
喷头与岩面距离在0.6-1.2m之间，喷嘴与受喷面应保持5-15°夹角，距离过大，会增加喷混回弹量，造成喷混不密实，喷距过小，不仅增加回弹，而且喷射手也会受到回弹料打击。
喷嘴移动，移动方法是横过受喷面而系统地作圆形或椭圆形移动，一圈压半圈，喷射手所画的环形圈，横向40-60cm，高15-20cm。
混凝土坍落度的控制，喷射混凝土的坍落度控制在140-180mm，过大混凝土会流淌，过小容易出现堵管现象。
顶喷，为避免顶部喷混凝土易产生垂落现象，因此需要分层喷射，两次间隔时间为0.5h。
侧喷，侧喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹不致裹入最后喷层，一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度，既不能因厚度大而影响喷混凝土的粘结力和凝聚力，也不能太薄而增加回弹。
有钢筋网的喷射作业，喷射比素喷混凝土更接近于受喷面一些，方向与垂直方向稍偏离一个小角度。
喷射混凝土作业要保持供料均匀，喷射连续，正常情况采用湿喷工艺混凝土的回弹量小于15％，喷射混凝土表面要密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象。
(5)喷射混凝土密实及表面平顺的保证措施：
严格控制混凝土施工配合比，配合比经试验确定，混凝土各项指标都必须满足设计及规范要求，混凝土拌和用料计量精度及偏差符合规范要求，严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都满足要求，喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续，同时加强对设备的保养，保证其工作性能。
采用湿喷机喷射，喷混凝土效率为15-25m3/h，水灰比，坍落度在现场试验室配制检测后确定，在洞外拌制混凝土，混凝土罐车运到洞内，直接卸料到混凝土喷射机进料漏斗，喷射混凝土先供风后供料，喷射时喷嘴垂直于受喷岩面，保持1m左右距离，分片作螺旋往复运动，直到达到规定厚度。
对于渗漏水比较小的地方，喷射从无水处向有水处进行，对于渗漏水较大的地方，先采取引流措施后再喷混凝土。
为提高初支表面平整度，必要时配合人工进行表面修整，每循环湿喷作业待机状态下(10-15min内)，喷混初凝前，对于台阶法或三台阶工法，在上下台阶各配置1-2名工人采用铁锹、平铲配合对局部不平整初支清理，可有效改变初支表面不平顺现象，对于后续防水板敷设、减少二衬脱空不密实有很好质量提升效果。
本发明通过将水泥、骨料、水和外加剂等按设计配合比经强制拌和搅拌均匀后，利用混凝土运输罐车运至作业地点，通过受料斗、喷射机泵将喷射混凝土输送至喷头处，利用自带电脑全自动配比掺量控制液体速凝剂，再利用高压空气进行喷射，从而将喷射混凝土喷射至受喷面，喷混凝土与钢架、围岩基面形成密实钢筋混凝土结构，改善了作业环境，提高了作业效率，提升实体质量和机械化作业水平，取得了良好社会和经济效益。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、开机前准备：喷射混凝土工序施工在初期支护钢架验收合格后，对台车施工场地内的地面进行简单处理至平整，遇到不平或软弱地面时，必须用垫块和棱木支垫在支腿撑板下，混凝土湿喷机械手到达掌子面后，使用自带液压支腿支撑台车；
S2、受喷面处理：喷射施工前，先对受喷面及拱脚处进行检查，受喷面上松动的石块、浮渣和松散层、拱脚处石渣堆积物必须清除；
S3、喷射混凝土施工：喷射混凝土到场后，湿喷机械手就位，依次打开主高压风管阀、速凝剂辅助风阀、喷射机风阀和速凝剂计量泵，再开启喷射机的主电动机和振动电动机，待喷射机运转未定后，再输送喷射混凝土料，罐车开启反转罐体将混凝土料缓缓流入湿喷机械手受料斗内，湿喷作业分段进行，分层自下而上作业，每段长度不超过2m，喷射作业时先喷钢格栅与壁面之间的混凝土，然后喷两个钢格栅之间混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：所述步骤S1中湿喷台车开机前做例行安全检查，检查并确认湿喷设备具备安全可靠的工作条件，没有可查见的破裂、损坏、螺栓松动或缺失、销子缺失、承载结构生锈和漏油缺陷，发现任何隐患或故障，立即进行检修，如果出现的故障已危及安全，立即停止工作。
3.根据权利要求1所述的一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：所述步骤S3中分层喷射时，在前一层混凝土终凝后进行，每层厚度不超过8-10cm，后一层喷混凝土在前一层终凝后进行。
4.根据权利要求1所述的一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：所述步骤S3中喷射混凝土操作是左右对称作业，沿受喷面使喷头螺旋形往复运动。
5.根据权利要求1所述的一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：所述步骤S3中喷头与岩面距离在0.6-1.2m之间，喷嘴与受喷面保持5-15°夹角。
6.根据权利要求1所述的一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：所述步骤S3中喷嘴移动方法是横过受喷面而系统地作圆形或椭圆形移动，喷射手所画的环形圈横向40-60cm，高15-20cm。
7.根据权利要求1所述的一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：所述步骤S3中喷射混凝土的坍落度控制在140-180mm，顶部喷射采用分层喷射，两次间隔时间为0.5h。
8.根据权利要求1所述的一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：所述步骤S3中侧喷混凝土从墙脚开始向上喷射，一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度。
9.根据权利要求1所述的一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：所述步骤S3中湿喷工艺混凝土的回弹量小于15％，喷射混凝土表面不出现裂缝、脱落、漏喷、空鼓和渗漏水的现象，喷混凝土效率为15-25m3/h。
10.根据权利要求1所述的一种隧道施工中混凝土的喷射方法，其特征在于：所述步骤S3中作业完成后，关闭风阀，首先清洗料斗，打开料斗底盖，用高压水冲洗料斗内外，然后清洗S管及混凝土料缸，打开料斗处的弯管，启动反泵作业，同时将水管从处伸进S管内，在反泵过程中冲洗管及混凝土缸内的混凝土，然后合上料斗底盖，把海绵球塞入弯管内，关闭弯管，最后在料斗中注满清水，启动湿喷机、送风、启动清洗泵，用清水进行胶管清洗，同时，用胶管中剩余混凝土喷浆，减少混凝土损失，并清洗喷头。
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