混凝土初期支护半自动喷射车

混凝土初期支护半自动喷射车原材料的选用：

1)水泥：PO42.5普通硅酸盐水泥;

2)细骨料：xx河砂、细度模数2.9，石粉含量2.4%，泥块含量0.1%;

3)粗骨料：5~10mm碎石，连续级配，含泥量0.7%，泥块含量0.1%;

4)速凝剂：ZB-6型液体速凝剂，掺量为凝胶材料的4%;

5)减水剂：RAWY101型，聚羧酸系高性能减水剂，掺量为凝胶材料的0.5%;

6)水：饮用水。

基准配合比计算

配制强度：fcu，o=25+1.645×5.0=33.2(MPa)

水胶比：w/c=0.45

用水量:W=207L(根据前期坍落度调试后取值)

胶凝材料用量：C=207/0.45 = 460 (kg/m³)

速凝剂用量：460×4%=18.4 (kg/m³)

减水剂用量：460×0.5%=2.3(kg/m³)

砂率选用: SP=50%(根据前期混凝土和易性调试后取值)

混凝土容重：ρ取2400 (kg/m³)

细集料用量：S=(2400-207-460-18.4-2.3)×50%=856(kg/m³)

粗集料用量：G=2400-207-460-18.4-2.3-856=856(kg/m³)

试拌调整，确定理论配合比

在计算配合比的基础上进行试拌，试拌后进行喷射实验，经过多次调整，确定基准配合比见表5.2。

表5.2喷射混凝土基准配合比

按此配合比进行拌制，混凝土坍落度为170mm，混凝土粘聚性良好，混凝土拌合物性能符合施工要求。对试拌确定的配合比进行三个不同水胶比的28d强度试验验证，所选配合比能满足设计及施工要求，且经济性合理，确定为理论配合比。

混凝土支护喷射车湿喷工艺操作要点

混凝土支护半自动喷射车湿喷混凝土作业时，骨料{zd0}粒径、混凝土的和易性、风压大小、岩面整洁度、速凝剂掺量、一次喷射厚度、操作手经验水平、喷射距离、角度、喷射顺序、喷头移动等对喷射混凝土质量、回弹都有很大影响。造价低，操作简单工人易于掌握，效果比机械手还好一些。

混凝土初期支护半自动喷射车喷射顺序

喷射应先墙后拱，从下至上、以S曲线移动进行喷射。隧道从两侧边墙底部开始喷射，喷射到拱顶中心线位置闭合，完成一环喷射混凝土的一次试喷。

喷射角度

喷射时，喷头应保持与受喷面垂直。喷射交角过小将增加混凝土的回弹率，降低喷射密实度;垂直于岩面喷射时，连续的混凝土“稀薄流”对反弹物有二次嵌入作用，可以降低回弹率，增加一次喷射厚度。

喷射距离

由于湿喷要求的风压较大，如果喷头距受喷面太近，高压风会将刚“附着”在受喷面上的混凝土吹掉，使混凝土的回弹量增大。喷头距岩面的距离宜为0.8～1.2m。

喷射混凝土作业

喷射混凝土回弹在刚喷射时醉大，当岩面喷厚达到2～3cm后，回弹最小，且稳定，当喷射到附着在岩面的混凝土滑落、流淌时，一次喷厚达到醉大，此时不能再继续喷射，应等喷射混凝土初凝后方能进行复喷。

混凝土初期支护半自动喷射车喷射时没有像遥控机械手那样首先伸展喷射手大臂调整喷头在边墙底部施喷位置，使用喷射手小臂自动平行功能调整小臂与地面水平，与隧道边墙平行的难度，人工手控调整喷头距离、角度，更灵活完成上述工作后可开始喷射，喷射中尽量不要再调整喷头距离、角度及喷射手大臂，仅需使用自动伸缩功能控制喷头在小臂上自动伸缩，即从一端缓慢运行到另一端来回2～3 次可完成一遍喷射；然后伸展大臂30cm 左右（在拱部根据隧道轮廓小臂做适当翻转），大臂做垂直、水平移动，确保喷头与岩面的角度和距离，按上述顺序喷射下一部位，如此循环完成需喷混凝土的喷面。

堵管处理

喷射施工中极少发生堵管，若发生时应立即关闭混凝土支护喷射车及计量泵，关掉输送风，拍打软管，并倒掉管内存留混凝土，堵管处理完成后应先加水喷射洗管，确保管路畅通无误后才能进行再次喷射施工。

混凝土坍落度要求

骨料{zd0}粒径应小于16mm，否则会因阻力过大无法顺利喷出而冲掉喷嘴处塑料喷头而短时中止施喷，影响工效;混凝土坍落度宜为10～18cm。

工作风压、风量

工作风压宜为0.2～0.4MPa，工作风压的选择与混凝土的和易性有关，和易性越好，工作风压较小，反之偏大。风压调整应根据工作面距离，合理选用喷射手的输送管直径，确保得到合适的混凝土出口速度，实际施工中应根据混凝土和易性、风压稳定性影响进行调整，以保证喷射混凝土在喷射口形成连续喷射、无流淌、并使得喷射混凝土能以合适的速度垂直射向受喷面。

岩面整洁度

对于较脏岩面，先用高压风或水清洗受喷面，提高混凝土与岩面的黏结力以达到喷射{zj0}效果。欠挖超标过多的先行局部处理。对于渗水岩面，一般情况下湿喷可以将渗水封住，对于渗水较严重，形成水流时就需要打排水孔、挂防水板，然后进行喷护作业。

喷射层厚度

一次喷射层太厚，在自重作用下，喷层会出现错裂甚至引起坍落；太薄时大部分粗集料会回弹，喷层仅留砂浆，将影响喷射效果和质量。

速凝剂掺量

掺量过大导致回弹增大，混凝土喷层密实性变差；掺量过小导致喷层流淌下坠形成微裂纹或掉块。因此须在进行喷射混凝土作业时严格控制其掺量，以达到质量控制和节省成本的目的。一般拱部部分速凝剂掺量较边墙部分稍大，且喷射速度也相应较慢。

维修、保养

喷射结束后，应将混凝土初期支护半自动喷射车开至洞外或不影响正常施工的其他地点，按操作堆积对机器进行维护、保养。因混凝土初期支护喷射车的维修难度和费用较高，因此混凝土支护喷射车的日常维护保养工作显得十分的重要。

在喷射混凝土回弹率方面，如采用传统小型干喷机或者小型湿喷机作业，喷射混凝土回弹率超过30%，而使用混凝土初期支护喷射车施工，喷射混凝土回弹率小于15%，喷射混凝土回弹率可大大降低。在人员配置方面，使用混凝土支护喷射车进行喷射混凝土作业时，1台干喷机需配备5名作业人员（包括上料人员，添加速凝剂人员，喷枪操作人员及辅助人员），一般需配备3台才能满足施工作业，作业人员需约15人，而使用混凝土支护喷射车时仅需要4名作业人员（设备操作手1人，辅助工2人，修理工1人）即可控制整个施工过程。可以节省11名劳动力。在施工效率方面，三台喷射机在实际应用中其喷射混凝土量约为8.5 m³/h，一台混凝土支护喷射车喷射混凝土量超过25m³/h，生产效率是三台喷射机的1.2倍。在职业健康保障方面，传统干喷作业中，粉尘浓度普遍在80 mg/m³以上，有的高达100 mg/m³，远高于标准规定的2mg/m³，工作环境极差。使用混凝土支护喷射车进行喷混凝土作业时，粉尘很少，噪音小，作业人员可站在远距离喷射面5～50m的位置遥控操作，工作环境较为舒适，通过佩戴防尘装置，可基本避免对作业人员身体健康的损伤，减小对企业形成的潜在风险。