第三节喷射混凝土支护教材ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,八,章 巷道支护,第三节,喷射混凝土支护,1,第八章 巷道支护第三节 喷射混凝土支护1,2,2024/11/19,一,、,喷射混凝土支护的作用原理,喷射混凝土支护是以压缩空气为动力，用喷射机将混凝土以喷射的方法覆盖到需要维护的岩面上，凝结硬化后形成混凝土结构的支护方式。,如图8-64、65所示。,其作用主要表现在以下,四个方面：,1,.,加固与防止风化作用,喷射混凝土以较高的速度射入张开的节理裂隙，产生如同石墙灰缝一样的粘结作用，从而提高了岩体的粘结力和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。,2,22023/10/7 一、喷射混凝土支护的作用原理2,图8-64,混凝土喷射机,2024/11/19,3,3,图8-64 混凝土喷射机2023/10/733,2024/11/19,4,图8-65,喷射混凝土,4,2023/10/74图8-65 喷射混凝土4,5,2024/11/19,同时喷射混凝土层封闭了围岩，能够防止因水和风化作用造成围岩的破坏与剥落。,2,.,改善围岩应力状态作用,喷射混凝土,一方面,可将围岩表面凹凸不平处填平，消除因岩面不平引起的应力集中现象；,另一方,面，可使围岩由单向或双向受力状态转化为三向受力状态，提高了围岩的强度。,3,.,柔性支护结构作用,一方面，,喷射混凝土能与围岩紧密地粘结在一起，同时喷层较薄，具有一定的柔性，可以与围岩,5,52023/10/7同时喷射混凝土层封闭了围岩，能够防止因水,6,2024/11/19,共同变形，使围岩应力得以释放；,另一方面，,混凝土喷层在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生愈来愈大的支护反力，能够抑制围岩产生过大的变形，防止围岩发生松动破碎。,4,.,与围岩共同作用,开巷后如能及时对暴露围岩喷射一层混凝土，使喷层与岩石的粘结力和抗剪强度足以抵抗围岩的局部破坏，防止个别危岩活石的滑移或坠落，那么岩块间的联锁咬合作用就能得以保持，这样，不仅能保持围岩自身的稳定，并且与喷层构成共同承载,6,62023/10/7共同变形，使围岩应力得以释放；另一方面，,7,2024/11/19,的整体结构。,喷射混凝土可以单独使用，在岩石、土层面或结构面上形成护壁结构，成为喷射混凝土。与锚杆联合使用时，主要是用于避免锚头部位锚杆间岩土体的松脱和风化，可以起到加强锚杆等锚固构件的作用。,二、喷射混凝土材料,及,配合比,(,一,),喷射混凝土材料,1.,水泥,喷射混凝土要求凝结硬化快，早期强度高，,故,7,72023/10/7的整体结构。7,8,2024/11/19,应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水泥的强度等级不得低于,42,.,5。,不得使用受潮或过期结块的水泥。,2.,骨料,(1),细骨料,(,沙子,),为了保证混凝土强度，防止混凝土硬化后的收缩和减少喷射粉尘，喷射混凝土中的细骨料应采用粒径为,0.35,3.0mm,坚硬干净的中、粗沙为好。用细沙制成的混凝土容易产生较大的收缩变形；且过细的粉沙中游离劝晓含量较高，有损操作人员的健康。沙的,含,8,82023/10/7应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水,9,2024/11/19,水率不应大于,7,。,沙子的细度模数宜大于,2,.,5。,(2),粗骨料,(,石子,),一般选用坚硬的河卵石或碎石，其中碎石回弹力低，但易于堵管和磨损管道，而河卵石则相反。石子粒径应根据喷射机性能选取。在实际工作中，为了减小回弹和防止管路堵塞，喷射混凝土的石子粒径一般不大于,15mm,。,石子的合理级配是影响混凝土质量、水泥用量和回弹率的重要因素之一，其合理级配可参考表,8-18,选取。,9,92023/10/7水率不应大于7。沙子的细度模数宜大于2,10,2024/11/19,3.,水,要求洁净，不含杂质的清水。凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。污水、,pH4,的酸性水和硫酸盐含量按,SO,3,计算超过水重,1%,的水以及含油脂、糖类的水均不许使用。,4.,速凝剂,为了使混凝土能迅速粘结在壁面上，提高早期强,表,8-18,喷射混凝土用石子的合理颗粒级配,粒径,/mm,5,7,7,15,15,25,百分率,/%,25,35,55,45,20,10,102023/10/7 3.水表8-18 喷射混凝,11,2024/11/19,度，需要在喷射混凝土中添加,水泥重量,2.5,4,的速凝剂，速凝剂的掺入比例根据品种不同而异，一般要求初凝时间不应,大于,5min,，,终凝时间不应,大于,10min,。,为了适应湿喷混凝土，正在试用液体速凝剂和减水剂，以提高混凝土的强度。,5.,钢纤维,在混凝土中加入钢纤维可有效地改善混凝土的整体力学性能，特别是提高喷层的抗拉强度与变形能力，变脆性材料为塑性材料。一般在喷射混凝土中掺加,水泥重量4%的约30mm长、直径0,.,250,.,4mm的钢纤维,11,112023/10/7度，需要在喷射混凝土中添加水泥重量2.,12,2024/11/19,。,这种钢纤维喷射混凝土可,提高抗压强度约50%、抗拉强度50%70%、抗弯强度30%左右，韧度还能提高9倍，,从而减少了喷射混凝土脆性可能引起的破坏。,(,二,),喷射混凝土的配合比,喷射混凝土配合比，可按配合比设计方法求得。喷射混凝土的设计强度等级不应低于,20MPa,，水灰比以,0.4,0.5,为最佳。,水灰比在此范围内，喷射的混凝土强度高而回弹少。,合适的配合比应使喷层有足够的抗压、抗拉和粘结强度，收缩变形值要小，回弹力要低。喷混凝土重,12,122023/10/7。这种钢纤维喷射混凝土可提高抗压强度约,13,2024/11/19,量配合比可参照表,8-19,选用。,喷水泥砂浆的重量配合比为,:,水,泥,:,砂,=1:(2,3),，,砂浆标号,不应低于,75,号。,水灰比以,0,.,40,.,5,为最佳，水灰比在此范围内，喷射的混凝土强度高而回弹少。,表,8-19,喷混凝土的配合比,喷射部位,配合比,水泥,:,粗中混合砂,:,石子,水泥,:,细砂,:,石子,侧壁,1:,(2.0,2.5):(2.5,2.0),1:2.0,:(2.0,2.5),顶拱,1:2.0,:(1.5,2.0),1:,(1.5,2.0):(1.5,2.0),13,132023/10/7量配合比可参照表8-19选用。,14,2024/11/19,三、喷射混凝土主要性能指标,1,.,喷射混凝土强度,技术规范,4.3.1,：,喷射混凝土的设计强度等级不应,低于C15；,对于立井及重要隧洞和斜井工程，喷射混凝土的设计强度等级不应,低于C20；,喷射混凝土,ld龄期,的抗压强度不应,低于5MPa。,钢纤维喷射混凝土的设计强度等级不应,低予C20，,其抗拉强度不应,低于2MPa，,抗弯强度不应,低于6MPa。,2,.,喷射混凝土厚度,技术规范,4.3.3,条文说明：,喷射混凝土的收缩,14,142023/10/7三、喷射混凝土主要性能指标14,15,2024/11/19,较大，若其厚度,小于50mm时,，,喷层中粗骨料的含量甚少，更容易引起收缩开裂。同时，喷层过薄也不足以抵抗岩块的移动，常出现局部开裂或剥落。近几年来，有关部门对喷射混凝土支护使用情况调查结果表明，喷射混凝土支护层产生局部开裂剥落者，其厚度,多在,50mm,以下，也有,30,40mm,的。,因此，本条规定喷射混凝土支护的最小厚度,不应小于,50mm,。,根据锚喷支护原理，要求喷层具有一定的柔性。因此，规定喷射混凝土厚度一般,不应超过,200mm,，,特,15,152023/10/7较大，若其厚度小于50mm时，喷层中粗,16,2024/11/19,别在软弱围岩中作初期支护，喷层过厚，会产生过大的形变压力，易导致喷层出现破坏，这是不经济的。当喷层不能满足支护抗力要求时，可用锚杆或配筋予以加强。,四、喷射混凝土施工,1,.,喷射混凝土施工工艺流程,从混合料及施工工艺上可将喷射工艺分为,干式喷射法和湿式喷射法两种。,(1),式喷射法,目前,，干喷法在我国和其他国家仍是喷射混凝,16,162023/10/7别在软弱围岩中作初期支护，喷层过厚，会,17,2024/11/19,土的一种主要方法。用干式喷射工艺时，先将砂、石过筛，按配合比和水泥一同送入搅拌机内搅拌，然后用矿车将拌合料运送到工作面，经上料机装入以压缩空气为动力的喷射机，同时加入规定量的速凝剂，再经输料管吹送到喷头处与水混合后喷敷到岩面上，如图,8-6,6,、67、,68,所示。,图,8-6,6,干式喷射混凝土的工艺流程,17,172023/10/7土的一种主要方法。用干式喷射工艺时，先,18,2024/11/19,图,8-6,7,干式喷射混凝土的工艺流程图,l,-,石子,;,2,-,砂子,;,3,-,筛子,;,4,-,磅秤,;,5,-,搅拌机,;,6,-,水泥,;,7,-,筛子,;,8,-,运料小车,;,9,-,料盘,;,10,-,上料机,;,11,-,喷射机,;,12,-,喷嘴,;,13,-,水箱,;,14,-,气包,;,15,-,电源,18,182023/10/7图8-67 干式喷射混凝土的工艺流程,图8-6,8,工艺流程,19,2024/11/19,19,图8-68 工艺流程192023/10/719,20,2024/11/19,(2),湿式喷射,用干式喷射机喷射混凝土时，喷射作业时粉尘大，水灰比不易控制，混合料与水的拌合时间短，使混凝土的均质性和强度受到影响；而且回弹量大，喷层质量低。为了解决这些问题，可采用湿式混凝土喷射机，即将混凝土混合料与水充分拌合后再由喷射机进行喷射，其工艺流程如图,8-6,9,所示。,(3),解决干式喷射机粉尘大等问题的途径,是研制与使用,湿喷机，,即装入喷射机的是潮湿的混合料，在喷头处再加入适量水后喷向岩面。使,20,202023/10/7 (2)湿式喷射20,21,2024/11/19,图,8-6,9,湿式喷射混凝土的工艺流程图,1,-,石子,;,2,-,砂,子;,3,-,筛子,;,4,-,磅秤,;,5,-,搅拌机,;,6,-,水泥,;,7,-,筛子,;,8,-,搅拌机,;,9,-,喷嘴,;,10,-,湿喷机,;,11,-,液体速凝剂,;,12,-,气包,;,13,-,电源,;,14,-,水箱,21,212023/10/7图8-69 湿式喷射混凝土的工艺流程,22,2024/11/19,用含,水率小于7%(水灰比o,.,35)的混合料，,料腔不粘结，不需清理，其受料和出料系统能连续畅通，始终保证正常工作。,2,.,喷射机具,(1)混凝土喷射机,50,年代开始研制,WG-25,型双罐干式喷混凝土机，于,60,年代定型生产并大量应用，成为我国锚喷支护第一代喷混凝土机械。与此同时，也出现了,ZHP-2,型转子式喷射机、,LHP-701,型水平螺旋喷射机、,SPD-320,型风动单罐喷射机等不同类型的设备，但是除转,22,222023/10/7用含水率小于7%(水灰比o.35)的,23,2024/11/19,子式喷射机外，其他都因工作的可靠性、使用寿命和粉尘较大等问题而被淘汰。但双罐式喷射机也因上料高和体积较大、笨重，采用钟型阀改变风压上料而使粉尘较大等缺点而急待改进或换型。,喷射混凝土支护的发展，在一定程度上有赖于混凝土喷射机的发展。20世纪70年代，我国先后研制成转子,-,I型、转子,-,型喷射机，取代了机体高大、笨重、操作频繁，劳动强度大的双罐式喷射机。,粉尘大、回弹率高是长期困扰喷射混凝土支护技术的两大难题。,“七五”和“八五”,期间，我国,23,232023/10/7子式喷射机外，其他都因工作的可靠性、使,24,2024/11/19,对喷射机及喷射工艺、喷射材料、外加剂等进行了系统的试验与研究。近,10,多年来，从单机到喷机组，从干喷机到湿喷机、潮喷机，从喷射主机到上料辅机，从粉状速凝剂到液体速凝剂等进行了攻关，取得了显著的研究成果，使我国喷射混凝土支护技术和装备发展到了一个新水平。,目前在喷射混凝土作业中，绝大多数是使用转子式混 凝土喷射机。这种喷射机结构简单、工作性能可靠、外形小、重量轻、维修和操作方便。目前国内常用转子式混凝土喷射机一览表见表,8-,20,。,24,242023/10/7对喷射机及喷射工艺、喷射材料、外加剂等,25,2024/11/19,表,8-,2,0,常用转子式混凝土喷射机,25,252023/10/7 表8-20,26,2024/11/19,如图,8-,70,、,71,所示，转子型喷射机由主机、传动机构、风路系统、电气系统、机架等组成。主机由旋转体、密封胶板、定量下料机构、搅拌器、料斗、出料弯头、上下壳体等组成。定量下料机构由定量隔板和定量叶片组成，隔板可上下移动，以调整喷射能力。工作时，电动机通过减速器带动旋转体、搅拌器和拨料板旋转，料斗中的混合料被均匀拨人旋转体的料槽中。当装满料的料槽对准出料弯头时，内圈的气室也恰好对准进风管，于是混合料被压气压入出料弯头和输料管，在喷嘴处与水混合,26,262023/10/7 如图8-70、71所示，转子型,图,8-70,转子,型喷射机,1-,上壳体,;2-,下壳体,;3-,旋转体,;4-,入料口,;5-,出料弯头,;6-,进风管,;7-,密封胶板,;8-,料斗,;9-,拨料板,;10-,搅拌器,;11-,定量板,;12-,油水分离器,;13-,电动机,;14-,减速器,27,2024/11/19,27,图8-70 转子型喷射机272023/10/727,图,8-71,转子喷射机,28,2024/11/19,28,图8-71 转子喷射机282023/10/728,29,2024/11/19,喷向,岩面。,目前，湿喷法在我国仍处在试验研究阶段，还未达到全面推广应用的水平。主要是湿喷机体积庞大，工艺复杂，对集料要求高，而我国生产的液体速凝剂、外加剂性能较差，影响了湿式喷射机的推广和应用。湿式,混凝土,喷射机如图,8-7,2,所示。,(2)混凝土喷射机的配套机械,人工配料、人工搅拌、人工喂料给喷射机，不仅劳动强度大、粉尘大，且配料、搅拌质量难以保证。为此，我国研制了,HPLG-5,型转子型喷射机供料,29,292023/10/7喷向岩面。29,图,8-72,湿式,混凝土喷射机,30,2024/11/19,潮喷和干喷通用,CP-5,中型喷射机,矿用湿式混凝土喷浆机,混凝土湿式喷射机,KSP-9,型湿式混凝土喷射机,30,图8-72 湿式混凝土喷射机302023/10/7潮喷和干,31,2024/11/19,装置，它可与国内各种型号的转子式混凝土喷射机配套使用，作为配比、搅拌和向喷射机供料之用。 煤矿用混凝土搅拌机,如图,8-7,3,、,74,所示。,由于煤矿井下巷道断面较小，一般多采用手持式喷头，,如图,8-7,5,所示。这种喷射方式劳动强度大、工作条件恶劣，喷射质量也难以保证，所以应研制煤矿适用的喷射机械手，,如图,8-,76,79,所示。在隧道工程中已经使用了喷混凝土机器人，并先后应用于济南绕城高速公路隧道、东秦岭隧道、昆明一石林高速公路的阳宗隧道和威海绕城高速公路隧道等。,31,312023/10/7装置，它可与国内各种型号的转子式混凝土,图,8-73,煤矿用混凝土搅拌机,32,2024/11/19,煤矿用轨轮式混凝土搅拌输送车,矿用混凝土连续上料搅拌机,井下移动式混凝土搅拌机,JD-100,型煤矿用混凝土搅拌机,32,图8-73 煤矿用混凝土搅拌机322023/10/7煤矿用,图,8-74,在西班牙某隧道现场采用的,Sika- Pm500,型移动式喷射混凝土机,33,2024/11/19,33,图8-74 在西班牙某隧道现场采用的Sika- Pm500,图,8-7,5,手持式喷头,34,2024/11/19,34,图8-75 手持式喷头342023/10/734,图,8-77 MK-II,型液压机械手,1-,液压系统,;2-,气、水系统,;3-,转柱,;4-,支柱油缸,;5-,大臂,;6-,拉杆,;7-,照明灯,;8-,伸缩油缸,;9-,翻转油缸,;10-,导向支撑杆,;11-,摆角油缸,;12-,回转器,;13-,喷头,图,8-76 HJ-I,型筒易机械手,1-,喷头,;2-,回转器,;3-,软轴,;4-,电动机和减速器,;5-,回转杠杆,;6-,伸缩立柱,;7-,小车,;8-,手轮,2024/11/19,35,35,图8-77 MK-II型液压机械手图8-76 HJ-I型,图,8-78,新筑,XZPS30B,喷射机械手,36,2024/11/19,喷浆助力机械手,36,图8-78 新筑XZPS30B喷射机械手362023/10,图,8-79,在瑞士的一条隧道中使用喷射混凝土机械手的情况,37,2024/11/19,37,图8-79 在瑞士的一条隧道中使用喷射混凝土机械手的情况37,38,2024/11/19,3.,喷射混凝土的施工工艺,(1),喷射混凝土的主要工艺参数,为了确保喷层质量、减少回弹率和降低粉尘浓度，必须正确选择施工工艺参数。,工作风压。,工作风压是指正常喷射作业时，喷射机工作室里的风压，工作风压决定喷嘴出口处的风压，而喷嘴出口处的风压的大小直接影响着回弹率、混凝土喷层质量与喷射速度，而喷射速度又与回弹率、喷层强度等密切相关。当混凝土配合比,为,1:2.5:2,、输料管水平长度为,20m,、喷头距受喷面,38,382023/10/7 3.喷射混凝土的施工工艺38,39,2024/11/19,1m,左右时，其工作风压以,0.11,0.13MPa,为宜。,根据试验，干式喷射时，喷嘴出口处的风压应控制在,0.1MPa,，湿喷时应控制在,0.15,0.18MPa,。此外，工作风压应随着输料管长度的增加而增大。,水压。,水压应比风压高,0.1MPa,左右，以保证喷头处的水环能充分湿润瞬间高速流过的干拌合料。调节喷头水环上的水阀即可控制水压。,水灰比。,喷射混凝土的最佳水灰比为,0.4,0.45,，喷层表面平整、潮润光泽、粘塑性好、密实；当水量不足时，喷层表面有浮砂，出现干斑，,39,392023/10/71m左右时，其工作风压以0.110.,40,2024/11/19,回弹率高，粉尘多；当水量过大时，则喷层会产生滑移、下坠或流淌。,喷头与受喷面的距离及倾角。,合适的距离应使回弹率低，混凝土强度高，一般控制在,0.8,1.2m,为宜。喷头方向除了喷墙下部可下俯,10,15,外，应尽量与受喷面正交，当喷头与受喷面垂直时，回弹率最低。,一次喷射厚度。,若一次喷射厚度过大，由于重力的作用会使混凝土颗粒间的凝结力减弱，混凝土从受喷面将发生重力坠落；若喷射厚度太小，石,40,402023/10/7回弹率高，粉尘多；当水量过大时，则喷层,41,2024/11/19,子无法嵌入灰浆层，将会使回弹率增大。一般喷射顺序为分段从墙角向上喷射，并且自下而上的一次喷射厚度逐渐减小，其部位和厚度可按图,8-80,所示进行工作。,分层喷射的间歇时间。,如果一次喷射厚度达不到设计厚度，需要进行分层喷射时，其间隔时间与水泥品种、工作温度和速凝剂掺量等因素有关。一般对于掺有速凝剂的普通水泥，温度在,15,20,时，其间歇时间为,15,20min,；不掺速凝剂时为,2,4h,，并在复喷前先喷水湿润。,41,412023/10/7子无法嵌入灰浆层，将会使回弹率增大。一,图,8-80,一次喷厚与喷射部位之间的关系，分子为喷射方向与水平面平角度；分母为一次喷射厚度,(cm),2024/11/19,42,42,图8-80 一次喷厚与喷射部位之间的关系，分子为喷,43,2024/11/19,混合料的存放时间。,由于砂、石含有一定水分，与水泥混合后，存放时间应尽量缩短。掺速凝剂时，存放时间不应超过,20min,；不掺速凝剂时，存放时间不应超过,2h,，混合料最好随拌随用。,(2),施工准备工作,喷射混凝土之前，应按设计要求检查巷道断面尺寸是否符合要求；撬掉岩面上的活石，清除巷道两帮基底的存矸，使其达到设计规定的深度,(,底板以下,100mm,),；用高压风、水冲洗岩面上的爆破粉尘和岩体节理中的断层泥，以保证混凝土与岩面牢固黏,43,432023/10/7 混合料的存放时间。由于砂、石,44,2024/11/19,结；埋设控制喷层厚度标桩；认真检查喷射机具和气、水、电、管线以及准备好照明和防尘设施等，发现问题及时解决。,(3),喷射作业,严格按操作规程正确使用混凝土喷射机。,尤其要注意调整好气压、水压，以减少回弹量和粉尘浓度。,喷头操作。,作业开始时，要先开风后给水，最后送电给料；作业结束时，先停止给料，待罐内喷料用完后，再停电，最后关水、停风。同时调节,44,442023/10/7结；埋设控制喷层厚度标桩；认真检查喷射,45,2024/11/19,好给料速度，给料速度太低会导致产生团块输送，而无法实现稳态喷射；相反，给料速度太快又会造成喷枪堵塞。,为了保证混合料搅拌均匀，要随时观察围岩、喷层表面、回弹、粉尘等情况，及时调整水灰比，掌握好工作风压、喷射距离和角度，尽可能地降低回弹率。,喷射顺序应先墙后拱，自下而上进行。,在喷射中，喷头应保持不断移动，以便减少回弹，保持喷层厚度均匀。使喷头按圆形和椭圆形呈螺旋状轨,45,452023/10/7好给料速度，给料速度太低会导致产生团块,46,2024/11/19,迹式连续喷射，环形圈应为长轴,400,600mm,，短轴,150,200mm,左右为宜。,为了保证喷射质量、提高工效，应合理划分喷射区段。,一般以,6m,长为一基本段，基本段再分为,2m,长的三小段。喷墙时，每喷完,1.5m,高便依次向相邻小段前进。图,8-81,所示为拱形巷道合理划分喷射区段的一个实例。对于凹凸严重的岩面，应先凹后凸、自下而上地正确选择喷射次序。,(4),喷射混凝土支护存在的问题,回弹,46,462023/10/7迹式连续喷射，环形圈应为长轴4006,图,8-81,喷射区段的划分与喷射顺序,2024/11/19,47,47,图8-81 喷射区段的划分与喷射顺序2023/10/747,48,2024/11/19,喷射混凝土施工中，部分材料回弹落地是难以避免的，但回弹过多，既浪费材料，又在一定程度上改变了混凝土的配合比，使喷层强度降低。因此，在施工中应合理确定工艺参数，使回弹率控制在：边墙,不超过计划的,15%,，,拱部,不超过计划的,25%,。,回弹量增大的原因及减少回弹的措施见表,8-21,。,回弹物应尽量收回利用，可作为喷射混凝士的骨料，但掺量不应超过骨料总量的,30%,，也可用于浇灌水沟、地板或预制水沟盖板等低强度混凝土构件。,粉尘,48,482023/10/7 喷射混凝土施工中，部分材料回弹,表,8-21,喷射混凝士回弹影响因素分析,2024/11/19,49,49,表8-21 喷射混凝士回弹影响,50,2024/11/19,干式喷射混凝土的水是在喷头处加入的，水与干拌合料的混合时间很短，故易产生粉尘。装干料时或设备密封不良，也会产生粉尘。,降低粉尘浓度的主要措施有：,a.,加强水泥与水的混合。,一方面,可适当增加砂石含水率，,(,允许的砂石平均含水率为,5%,；左右,),；,另一方面,在输料管距喷头,4,5m,处安设预加水环和异径葫芦管,(,图,8-82),，预先给干拌合料加水,(,为总水量的,1,3),，当料通过异径葫芦管时，曲于涡流使水、料充分搅拌，使粉尘显著减少。据试验测定，未加,50,502023/10/7 干式喷射混凝土的水是在喷头处加,图,8-82,预加水环和异径葫芦管的安装位置,1-65mm,无缝钢管；,2-100mm,无缝钢管；,3-,法兰盘；,4-38mm,输料胶管；,5-,预加水环；,6-13mm,胶管；,7-,输料胶管；,8-,水环；,9-,喷头；,10-,拢料管；,11-,水管；,12-,水阀门,2024/11/19,51,51,图8-82 预加水环和异径葫芦管的安装位置2023/1,52,2024/11/19,水环和异径葫芦管前，粉尘浓度为,47.3mg,m,3,，预加水环后，粉尘浓度降至,17mg,m,3,，再加异径葫芦管后粉尘浓度进一步下降至,12.8mg,m,3,；,另外，,在上料口安装吸尘装置，加强通风等措施使作业区的粉尘浓度下降至,10mg,m,3,。,b.,加强通风。,尽量采用混合式或压入式通风，风筒口距作业地点以,10m,左右为宜。在喷射作业地点的回风流中应设喷雾洒水装置。,c.,注意操作人员的个体防护，如佩戴防尘眼镜、防尘口罩。,52,522023/10/7水环和异径葫芦管前，粉尘浓度为47.3,53,2024/11/19,d.,采用湿喷机。,这是减少粉尘的根本途径，可将粉尘浓度降至,5mg,m,3,左右。我国正在积极研制和进行井下工业性试验及试用。,(5),围岩渗漏水的处理,围岩涌水会降低喷层与岩面的粘结力，使喷层脱落或离层。因此，喷射混凝土前必须对水进行处理。,若岩帮仅有少量渗水、滴水，可用压气清扫，边吹边喷即可。,遇有小裂隙水，可用快凝水泥砂浆封堵，然,53,532023/10/7 d.采用湿喷机。这是减,54,2024/11/19,后再喷。,若有成股涌水或大面积漏水，必须将水导出，如图,8-83,所示。首先找到水源点，在该处凿一个深约,10cm,的喇叭口，冲洗干净后，用快凝水泥将导水管埋入，再向管子周围喷混凝土，待混凝土达到一定强度后，再向导管内注入水泥浆，将孔封闭。,图,8-83,埋设导管排水,1-,喷层；,2-,导水管；,3-,快凝水泥净浆；,4-,水源,54,542023/10/7后再喷。图8-83 埋设导管排水54,55,2024/11/19,(6),喷层的养护,由于喷射混凝土水泥用量较大，含砂量较高，喷层又是大面积薄层结构，加入速凝剂后迅速凝结，这就使混凝土在凝结期的收缩量大为减少；而硬化期的收缩量则明显增大，使喷层产生有规则的收缩裂缝，降低了喷层的强度。,为了减少喷层的收缩裂缝，应尽可能选用优质水泥、控制水泥用量、不用细砂、掌握适宜的喷层厚度，喷射后必须按养护制度规定进行养护。要求在混凝土,终凝,2h,后喷水养护，,用普通水泥时喷水养,55,552023/10/7 (6)喷层的养护,56,2024/11/19,护时间,不小于,7d,，,用矿渣水泥时,不小于,14d,。,只有在,淋水的地段或相对湿度,95%,以上的情况下，才可不专门,进行养护。,(7),高性能喷射混凝土在各阶段的性能特点要求如下：,喷射阶段。,具有高粘聚性、附着性，回弹率低、粉尘小。,硬化早期。,早凝、早强，化学缩减小，干缩小。,硬化后期。,强度适应，高抗渗、高抗碳化、,56,562023/10/7护时间不小于7d，用矿渣水泥时不小于1,57,2024/11/19,高耐腐蚀。,4.,施工与验收规范,第,6.4.2,条喷射混凝土支护应符合下列规定：,(1),喷射混凝土的原材料：符合质量标准要求。,(2),混合料的配比应准确。称量的允许偏差：水泥和速凝剂应为,2,，砂、石应为,3,。,(3),混合料应采用机械搅拌。,(4),混合料应随拌随用，不掺速凝剂时存放时间不应超过,2h,，掺速凝剂时存放时间不应超过,20min,。,(5),喷射前应清洗岩面，水灰比,0.4,0.45,。,57,572023/10/7高耐腐蚀。 57,58,2024/11/19,(6),速凝剂的掺量应通过试验确定。混凝土的初凝时间不应大于,5min,，终凝时间不应大于,10min,。,(7),当混凝土采取分层喷射时，第一层喷射厚度：墙,50,100mm,，拱,30,60mm,；下一层的喷射应在前一层混凝土终凝后进行，当间隔时间超过,2h,，应先喷水湿润混凝土的表面。,(8),喷射前应埋设控制喷厚的标志。,5.,喷射混凝土质量检测,主要检测内容为喷射混凝土的强度和喷层厚度。,(1),喷射混凝土的强度,58,582023/10/7 (6)速凝剂的掺量应通过试验确,59,2024/11/19,检测采用,点荷载试验法或拔出试,验法，,也可采用喷大板切割法或凿方切割法，不得采用试块法。,点荷载试验法,:,是用混凝土钻取机从喷层中钻取圆柱体芯样，然后用点荷载仪测试其点荷载强度，再根据点荷载强度确定喷层强度。,拔出试验,:,是指在混凝土喷层中钻孔、切槽并安装拉拔器进行拔出试验,(,图,8-84),；根据极限拔出力确定喷射混凝土的抗压强度。拔出试验装置应包括钻孔、切槽、拔出三部分机具。,(2),喷层厚度,59,592023/10/7检测采用点荷载试验法或拔出试验法，也可,60,2024/11/19,可在喷射混凝土凝固前采用针探法,检测，也可用打孔尺量法或取芯法检测。,图,8-84,混凝土拔出试验,(1),钻孔,(2),孔内切槽,(3),安装拉拔仪,(4),拉拔试验,60,602023/10/7 可在喷射混凝土凝固前采,(3),工程规格尺寸,包括挂线尺量法、激光测距法、超声波测距法等。,(4),观感质量,观感质量检测包括喷射混凝土有无漏喷、离鼓现象；有无仍在扩展或危及使用安全的裂缝；漏水量；钢筋网有无外露；喷射混凝土表面平整密实。,(5),工程基础深度检测,锚杆喷射混凝土支护技术规范,规定，喷射混凝土支护工程应设基础，基础深度不小于,100mm,。,2024/11/19,61,61,(3)工程规格尺寸2023/10/76161,62,62,