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混凝土喷射技术

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湿式喷射混凝土施工原理及施工工艺

  一、喷射混凝土施工原理

  1.1 喷射混凝土施工工艺特点
  湿式喷射混凝土在我国是一项新工艺,由于它具有比干喷生产效率高;一次喷射厚度大;有效改善施工作业环境,尤其对地下工程施工;加快了作业循环时间,同时还能保证混凝土品质的稳定、可靠等优点。

  1.2 混凝土喷浆机结构及原理
  混凝土喷浆机主要由空气管路系统、喂料机构系统、输料系统、速凝剂计量添加系统等4部分组成。其中喂料系统为核心部件,它是由料斗、振动器、凸轮、转子、活塞、旋转衬板、结合板等组成。通过料腔内的转子活塞在腔内上下移动,完成上料和喂料。混凝土料由活塞强制喂入气料混合仓后,与压缩空气混合形成稀薄流形态,经管道输送到喷嘴喷出;同时计量泵泵送液体速凝剂,经雾化器雾化加速,通过管道送到喷嘴与混凝土混合后。由喷嘴喷射到受喷面上。该机较好地解决了湿拌砼料在转子料腔内的粘结堵塞问题,实现了均匀连续小团粒喂料和管道内的稀薄流输送。

  二、喷射混凝土施工工艺
  2.1 原材料的要求
  ①水:不含影响混凝土性能的矿物质成份,一般饮用水标准;②砂:筛分后剔除超径石,细度模数F·M=2.2~2.6为宜;③石:粒径不得超过15mm;④速凝剂:以水剂为佳;⑤混凝土坍落度控制:根据受喷面的距离、混凝土标号等确定。以8~12cm为宜。
  2.2 机械操作要求
  混凝土喷浆机开机前操作者应做好以下几方面:
  (1)检查所用材料情况,材质满足上述要求方可使用;  
  (2)检查料斗有无异物、速凝剂液面高度,调节计量泵,使速凝剂添加比例符合混凝土配合比设计要求;
  (3)检查压力控制器的动作压力,是否与输送距离等有关参数相适应。一般设定值的选择大于工作风压0.1~0.2MPa;
  (4)接管。防止混凝土管出现急拐弯和憋劲现象;
  (5)检查电路。电压是否在机械所规定的范围内;  
  (6)检查转子运动方向是否与所标方向一致,观察吸入管内的液体流动是否正常,喷嘴有无堵塞;
  (7)按上述方法检查完毕确认无误后,向料斗中加入约半斗砂浆(通常砂浆配合比采用c∶s∶w=1∶3.5∶0.45)。启动主电机,将砂浆转入转子腔和气料混合腔;
  (8)向斗筛加满混凝土,振动,使混凝土进入料斗;  
  (9)完成上述工作流程后,开机并观察风压值变化;一般工作风压,喷边墙0.2~0.5MPa,喷拱部0.3~0.45MPa,但要根据喷嘴出料情况来调整主风阀的开度。
  2.3 喷射混凝土施工方法
  (1)实施喷混凝土前,主要做好以下几方面工作:①检查受喷面松动岩块和松散体情况;②对岩面进行除尘,清洗干净,以保证混凝土与岩石具有良好的结合;③喷射前应在受喷面作好喷层厚度标志,以达到设计指标。
  (2)作业过程中应遵循以下的原则:①上料速度要均匀连续,保持进料斗中有一定的贮藏量;②及时清除振动筛上粒径大于15mm的粗料或其它异物;③喷射手在操作喷嘴时,应尽量使喷嘴与受喷面垂直,距离以1.0m左右为宜;④喷混凝土时应采取分片自下往上喷射,喷嘴应呈螺旋形转动,均匀喷射至岩面。
  (3)现场质量控制。主要采取以下几方面的措施:①检查受喷面上喷层厚度与所设厚度标志是否已一致,否则补喷至设计厚度;②凹凸不平的砼面应及时进行补喷至平顺为止;③对空鼓或剥落层进行凿除处理,补喷或采用灌浆方法后续补强;④采用钻孔或超声波方法随机抽查喷层厚度。

  三、施工注意事项
  (1)喷射过程中,机器操作者必须与喷射手保持好联系,出现异常应能及时作出反应。
  (2)缓慢打开主风阀前,系统风压应不低于0.5MPa。  
  (3)做好开机前的各项检查工作,包括原材料、料斗、风压、电压、管路敷设等。
  (4)短时停机,应按停主电机、振动电机、计量泵、关主风阀,但要保持辅助风阀呈开启状态。
  (5)料斗打开时,不能开振动电机,以防意外。
  (6)混凝土骨料粒径不超过15mm,坍落度控制在6~18cm范围内。
  (7)混凝土供料一定要连续,喷射途中经常停机会造成喷嘴上速凝剂通道堵塞和气料混合仓积料严重。
  (8)加强日常的维护保养工作。每次喷射前,检查转子上泄浆口是否畅通;作业结束后,及时将机器内外部清洗干净;检查料斗密封环压紧螺丝是否松动;结合板和活塞的磨损情况等。
  (9)定期维护保养。注意衬板的磨损情况;润滑油按期现换;速凝剂箱按时清洗等。

  四、结语
  (1)湿式喷射混凝土施工工艺简单,操作方便,仅需2~3个熟练工人即可进行。
  (2)施工效率高,每小时正常可喷射15m3左右的砼。  
  (3)与干式喷射混凝土施工相比,湿式喷射混凝土施工对环境污染小。
  (4)施工造价不高,设备维护简单。
  (5)施工质量容易控制,能保证混凝土的质量。安全性高,特别适合于隧洞围岩锚喷支护和高边坡支护等施工难度大、较危险的部位。

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