CN111828045B - 一种用于自动湿喷机的四分层多区块隧道喷浆作业规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于自动湿喷机的四分层多区块隧道喷浆作业规划方法。步骤1：岩面层喷浆，是对爆破形成原始岩面进行预处理；步骤2：在步骤1的基础上进行打底层喷浆，从岩面开始喷浆直到覆盖钢拱架背后区域结束喷浆；步骤3：在步骤2的基础上进行核心层喷浆，完成打底层喷浆的基础上将相邻钢拱架中间喷满；步骤4：在步骤3的基础上进行整平层喷浆，完成核心层喷浆的基础上继续喷射3cm厚度的混凝土。本发明旨在解决上述现有的隧道喷浆作业方法无法满足自动湿喷机作业需求的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工领域；具体涉及一种用于自动湿喷机的四分层多区块隧道喷浆作业规划方法。
背景技术
目前，隧道喷浆作业大部分由人工操控喷浆机械臂，作业环境极其恶劣，工作条件差、工序耗时长，严重危害工人身体健康，且完成质量差，无法满足隧道支护高效率、高表面质量的要求。目前正在研发的自动湿喷机能够很好地解决上述问题，但传统人工喷浆作业方法无法满足自动湿喷机的作业需求。
发明内容
本发明提供一种用于自动湿喷机的四分层多区块隧道喷浆作业规划方法，旨在解决上述现有的隧道喷浆作业方法无法满足自动湿喷机作业需求的技术问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种用于自动湿喷机的四分层多区块隧道喷浆作业规划方法，所述规划方法包括以下步骤：
步骤1：岩面层喷浆，是对爆破形成原始岩面进行预处理；
步骤2：在步骤1的基础上进行打底层喷浆，从岩面开始喷浆直到覆盖钢拱架背后区域结束喷浆；
步骤3：在步骤2的基础上进行核心层喷浆，完成打底层喷浆的基础上将相邻钢拱架中间喷满；
步骤4：在步骤3的基础上进行整平层喷浆，完成核心层喷浆的基础上继续喷射3cm厚度的混凝土。
进一步的，所述步骤1具体为，将原始岩面上的坑填平，岩面层喷浆作业使用的方法是定姿态喷射，将坑面划分为大小均匀的区域，让喷头在每个区域的中心位置以垂直坑面的姿态喷射混凝土。
进一步的，所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1：在隧道进尺方向上进行轴向分区，将待喷壁面依据钢拱架的间距进行分区；
步骤2.2：在依据钢拱架的间距进行分区后，在每个轴向分区内进行环向分区，按高度将待喷区域分为左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区；
步骤2.3：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区进行分块，将每个区划分为喷射单位块，单位块的长宽分别由喷头纵向转动角度和喷头横向转动角度决定；
步骤2.4：将喷射单位块的中心点定为喷射驻足点，喷头在每个喷射驻足点处进行连续的纵向转动和间歇的横向转动；
步骤2.5：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区和左拱腰区，喷头的运动轨迹采用从下至上的“弓”字形轨迹；
步骤2.6：对拱顶区，喷头的运动轨迹采用从边缘到中心的“回”字形轨迹；
步骤2.7：单次喷射厚度为20cm，多次薄喷进行累加。
进一步的，所述步骤3包括以下步骤：
步骤3.1：在隧道进尺方向上进行轴向分区，将待喷壁面依据钢拱架的间距进行分区；
步骤3.2：在依据钢拱架的间距进行分区后，在每个轴向分区内进行环向分区，按高度将待喷区域分为左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区；
步骤3.3：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区进行分块，将每个区划分为喷射单位块，单位块的长宽分别由喷头纵向转动角度和喷头横向转动角度决定；
步骤3.4：将喷射单位块的中心点定为喷射驻足点，喷头在每个喷射驻足点处进行连续的纵向转动和间歇的横向转动；
步骤3.5：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区和左拱腰区，喷头的运动轨迹采用从下至上的“弓”字形轨迹；
步骤3.6：对拱顶区，喷头的运动轨迹采用从边缘到中心的“回”字形轨迹；
步骤3.7：单次喷射厚度为10cm，多次薄喷进行累加。
进一步的，所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1：进行分块处理，将整个待喷区域划分为大小均匀的喷射单位块；
步骤4.2：取每个喷射单位块的中心为喷射驻足点；
步骤4.3：喷头从左侧拱底开始走“弓”字形轨迹到右侧拱底结束。
本发明的有益效果是：
采用分层分区块的方式，为自动湿喷机喷浆作业提供了一种喷射方法，提高了喷浆作业的效率并保证了喷浆作业的质量；采用薄喷累加的方式避免单次喷射厚度过大引起的掉块问题，同时多次累加能够起到均化误差的效果，提高喷浆作业的质量。
附图说明
图1为本发明隧道喷浆作业分层示意图。
图2为本发明轴向分区示意图。
图3为本发明环向分区示意图。
图4为本发明喷头运动轨迹示意图，图4-(a)弓字型喷头运动轨迹示意图，图4-(b)回字型喷头运动轨迹示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图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。
实施例1
一种用于自动湿喷机的四分层多区块隧道喷浆作业规划方法，所述规划方法包括以下步骤：
步骤1：岩面层喷浆，是对爆破形成原始岩面进行预处理；
步骤2：在步骤1的基础上进行打底层喷浆，从岩面开始喷浆直到覆盖钢拱架背后区域结束喷浆；
步骤3：在步骤2的基础上进行核心层喷浆，完成打底层喷浆的基础上将相邻钢拱架中间喷满；
步骤4：在步骤3的基础上进行整平层喷浆，完成核心层喷浆的基础上继续喷射3cm厚度的混凝土。
进一步的，所述步骤1具体为，将原始岩面上的坑填平，岩面层喷浆作业使用的方法是定姿态喷射，将坑面划分为大小均匀的区域，让喷头在每个区域的中心位置以垂直坑面的姿态喷射混凝土；喷浆时控制喷枪对准喷射点，喷枪姿态是坑面的法向，喷射距离为1.2m；
进一步的，所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1：在隧道进尺方向上进行轴向分区，将待喷壁面依据钢拱架的间距进行分区；如图2所示；
步骤2.2：在依据钢拱架的间距进行分区后，在每个轴向分区内进行环向分区，如图 3所示，按高度将待喷区域分为左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区；
区域之间按照先喷左拱脚区、再喷右拱脚区、再喷右拱腰区、然后喷左拱腰区、最后拱顶区的顺序喷射；
步骤2.3：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区进行分块，将每个区划分为喷射单位块，单位块的长宽分别由喷头纵向转动角度和喷头横向转动角度决定；
步骤2.4：将喷射单位块的中心点定为喷射驻足点，喷头在每个喷射驻足点处进行连续的纵向转动和间歇的横向转动，喷射距离为1.5m；
步骤2.5：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区和左拱腰区，喷头的运动轨迹采用从下至上的“弓”字形轨迹；如图4(a)所示，
步骤2.6：对拱顶区，喷头的运动轨迹采用从边缘到中心的“回”字形轨迹；如图4(b)所示，
步骤2.7：单次喷射厚度为20cm，多次薄喷进行累加。
进一步的，所述步骤3包括以下步骤：
步骤3.1：在隧道进尺方向上进行轴向分区，将待喷壁面依据钢拱架的间距进行分区；
步骤3.2：在依据钢拱架的间距进行分区后，在每个轴向分区内进行环向分区，按高度将待喷区域分为左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区；
步骤3.3：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区进行分块，将每个区划分为喷射单位块，单位块的长宽分别由喷头纵向转动角度和喷头横向转动角度决定；
步骤3.4：将喷射单位块的中心点定为喷射驻足点，喷头在每个喷射驻足点处进行连续的纵向转动和间歇的横向转动；
步骤3.5：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区和左拱腰区，喷头的运动轨迹采用从下至上的“弓”字形轨迹；
步骤3.6：对拱顶区，喷头的运动轨迹采用从边缘到中心的“回”字形轨迹；
步骤3.7：单次喷射厚度为10cm，多次薄喷进行累加。
进一步的，所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1：进行分块处理，将整个待喷区域划分为大小均匀的喷射单位块；
步骤4.2：取每个喷射单位块的中心为喷射驻足点；
步骤4.3：喷头从左侧拱底开始走“弓”字形轨迹到右侧拱底结束，喷射距离为2m，喷射厚度约为3cm。
Claims (3)
1.一种用于自动湿喷机的四分层多区块隧道喷浆作业规划方法，其特征在于，所述规划方法包括以下步骤：
步骤1：岩面层喷浆，是对爆破形成原始岩面进行预处理；
步骤2：在步骤1的基础上进行打底层喷浆，从岩面开始喷浆直到覆盖钢拱架背后区域结束喷浆；
步骤3：在步骤2的基础上进行核心层喷浆，完成打底层喷浆的基础上将相邻钢拱架中间喷满；
步骤4：在步骤3的基础上进行整平层喷浆，完成核心层喷浆的基础上继续喷射3cm厚度的混凝土；
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1：在隧道进尺方向上进行轴向分区，将待喷壁面依据钢拱架的间距进行分区；
步骤2.2：在依据钢拱架的间距进行分区后，在每个轴向分区内进行环向分区，按高度将待喷区域分为左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区；
步骤2.3：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区进行分块，将每个区划分为喷射单位块，单位块的长宽分别由喷头纵向转动角度和喷头横向转动角度决定；
步骤2.4：将喷射单位块的中心点定为喷射驻足点，喷头在每个喷射驻足点处进行连续的纵向转动和间歇的横向转动；
步骤2.5：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区和左拱腰区，喷头的运动轨迹采用从下至上的“弓”字形轨迹；
步骤2.6：对拱顶区，喷头的运动轨迹采用从边缘到中心的“回”字形轨迹；
步骤2.7：单次喷射厚度为20cm，多次薄喷进行累加；
所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1：进行分块处理，将整个待喷区域划分为大小均匀的喷射单位块；
步骤4.2：取每个喷射单位块的中心为喷射驻足点；
步骤4.3：喷头从左侧拱底开始走“弓”字形轨迹到右侧拱底结束。
2.根据权利要求1所述规划方法，其特征在于，所述步骤1具体为，将原始岩面上的坑填平，岩面层喷浆作业使用的方法是定姿态喷射，将坑面划分为大小均匀的区域，让喷头在每个区域的中心位置以垂直坑面的姿态喷射混凝土。
3.根据权利要求1所述规划方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：
步骤3.1：在隧道进尺方向上进行轴向分区，将待喷壁面依据钢拱架的间距进行分区；
步骤3.2：在依据钢拱架的间距进行分区后，在每个轴向分区内进行环向分区，按高度将待喷区域分为左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区；
步骤3.3：对左拱脚区、右拱脚区、右拱腰区、左拱腰区和拱顶区这五个喷射区进行分块，将每个区划分为喷射单位块，单位块的长宽分别由喷头纵向转动角度和喷头横向转动角度决定；
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