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1、喷射混凝土支护技术,一工艺流程,二支护作用原理封闭围岩，防止风化。改善围岩的应力状态：恢复三向应力状态。填凹补平消除应力集中。密切岩体、柔性支护结构作用：共同变形，围岩应力释放，抑制更大变形。射入缝隙，增强黏结岩块间的连接咬合作用得以维持。防护锚杆间危石掉落。,1加固与防止风化 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，从而提高了岩体粘结力和内摩擦角，提高了围岩的强度。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。,喷射混凝土的补强作用,2改善围岩应力状态 一方面将围岩表面的凹凸不平处填平，消除因岩面不平引起的应力集中现象，避免过大的集
2、中应力所造成的围岩破坏；另一方面，使巷道周边围岩由双向受力状态变成三向受力状态，提高了围岩的强度。,3柔性支护作用 喷射混凝土具有一定的柔性，可以和围岩共同变形产生一定量的径向位移，使围岩的自支承能力得以充分发挥，喷层本身的受力状态得到改善，另一方面，混凝土喷层在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生支护反力，抑制围岩产生过大的变形，防止围岩发生松动破碎。4组合拱作用 开巷后及时喷射一层混凝土，抵抗围岩的局部破坏，防止个别危岩活石的滑移或坠落，加强岩块间的联锁咬合作用。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的整体结构组合拱。,三喷射混凝土厚度与强度 由于地质条件十分复杂，计算喷厚
3、的方法，只能供参考或作验算用。现场仍多是根据工程类比按经验数据选取喷厚。当岩体变形小，稳定性较好时，如果选用拱形断面，一般只需喷射混凝土，不必打锚杆，喷厚为50150。单独使用超过150mm，支护能力不会提高，应选用锚喷支护，锚杆为主，喷浆局部支护防止风化。锚喷支护时一次喷厚可达50120mm；多次喷射可达到250mm；防止风化厚度一般不少80-100mm。,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1d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于C20，其抗拉强度不应
4、低于2MPa，抗弯强度不应低于6MPa。,技术规范条文说明：4.3.3 喷射混凝土的收缩较大，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。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
5、力要求时，可用锚杆或配筋加强。,四施工（1）喷射机具 混凝土喷射机：干式、湿式 配套机械：混凝土搅拌机，喷射机械手 转子型喷射机为干式混凝土喷射机，由主机，传动机构、风路系统、电气系统，机架等组成转子型湿式喷机保留了转子型与转子型的优点，并进行了改造。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。,50年代开始研制WG25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ZHP2型转子式喷射机、LHP701型水平螺旋喷射机、SPD320型风动单罐喷射机等不同类型的设备，但是除转子式喷射机外，其他都因工作的可靠性、使用寿命和粉
6、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。,转子型湿式喷射机,潮喷和干喷通用CP-5中型喷射机,混凝土喷射机配套设备 型混凝土螺旋搅拌机 HPLG-5型转子型喷射机供料装置，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。简易的杠杆式机械手 国产的MK型机械手,五、喷射材料和配合比 水泥硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 细骨料中砂或粗砂，细度模数大于2.5 粗骨料粒径小于15mm 速凝剂初凝小于5min，终凝小于10min，水泥重量的2.54 配合比水灰比0.40.45,表5-19 喷射
7、混凝土用石子的合理级配,六、工艺参数1）喷射机的工作风压 工作风压指正常喷射作业时，喷射机工作室里的风压。据实验，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0.150.18MPa。对于罐式和转子式干式喷射机水平输料在200m内时，其工作风压可按下式估算：工作风压（MPa）=0.1+0.001输料管长度 m,当喷射距离发生变化时，可参考下述数值：水平输料每增加100m，工作风压应提高0.080.1 MPa；垂直向上每增加10m，工作风压应提高0.020.03 MPa。2）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高速流过的拌合料。3）水灰比 喷射泥凝土
8、的最佳水灰比为0.40.45。,4）喷头与受喷面的距离及倾角 合适的距离应使回弹率低而混凝土强度高，一般控制在0.81.2m。喷头方向除了喷墙下部可下俯l015外，应尽量与受喷面正交。5）一次喷射厚度 若一次喷射厚度过大，由于重力作用，会使混凝土颗粒之间的凝着力减弱，混凝土将发生坠落；若喷层厚度过小，石子无法嵌入灰浆层，使回弹增大。经验表明一次喷厚，墙50100，拱3060为宜。,6）分层喷射的间歇时间 一般喷射顺序为分段从下向上喷射，一次喷射厚度逐渐减小。需要进行复喷时，其间隔时间与水泥品种、工作温度、速凝剂掺量等因素有关。7）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
9、也应该缩短。不掺速凝剂，存放时间不应超过2h；掺速凝剂，存放时间不应超过20min。,七、施工准备工作 喷射混凝土前，应按设计要求检查巷道规格，用压风、水冲洗岩面并清除险石，认真检查喷射机具和风、水、电、管线以及准备好照明和防尘设施等。八、喷射作业 1）严格按操作规程正确使用混凝土喷射机，尤其要注意调整好风压、水压，以减少回弹量和粉尘浓度。另外，混合料应随拌随用，其存放时间，掺速凝剂时不应超过20min，不掺速凝剂时不应超过2h。,2）喷头操作，要先给水后送料，及时调整水灰比，喷射顺序应先墙后拱，自下而上呈螺旋状轨迹移动，旋转直径以200mm左右为宜。3）为了保证喷射质量、提高工效，应合理划分
10、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5-33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。,九、喷射混凝土支护存在的问题 回弹 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15，拱部不超过25。粉尘 1）加强水泥与水的混合 2）加强通风 3）注意操作人员的个体防护 4）采用湿喷机 围岩渗漏水的处理 岩帮仅有少量渗水、淌水，可用压风清扫，边吹边喷；遇有小裂隙水，可用快凝水泥注浆封堵，然后再喷；若有涌水或大面积漏水，必须将水导出，如图5-35所示。,首先找到水源点
11、，在该处凿一个深约10左右的喇叭口，冲洗干净后，用速凝水泥浆将导水管理入，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。,在西班牙某隧道现场采用的Sika-Pm500型移动式喷射混凝土机,十、喷射混凝土工程质量检测技术与方法强度：常采用现场检测方法，包括预留试样（喷大板法或喷模法）、现场取样（凿或钻取式样，点荷载试验方法）以及拔出试验法等。厚度：有针探法、打孔尺量或取芯法检测。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.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。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。,
