摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，中国的建设数量的隧道及地下工程建设逐渐增多，规模逐渐加大，这对我国的建筑技术，是一个严峻的考验。为保证工程建设的稳定性、可靠性和高效性，应从各个方面改进智能机械化施工技术，不断创新和完善。湿法喷射技术具有生产率高、粉尘浓度低的特点。随着人们安全和环保意识的提高，湿式混凝土喷射器得到了广泛的应用。因此，高安全性和高效率湿式混凝土喷射机械手的发展是推动我国射流技术发展的必要条件。
关键词：新型混凝土；喷射机械手；隧道工程；应用
1新型混凝土喷射机械手的工作原理及结构特点
1.1工作原理
1.1.1减少混凝土的消耗
选用机械手的湿喷机，经过油缸操控其大、小臂可以弹性2m的行程。这样可使喷发高度到达16m，宽度到达28m，而彻底无需移动喷发机组，就可喷到各死角部位，大大添加了操作的快捷性。同时，可以高精度操控喷嘴与喷面的间隔（在1m左右），而且其良好操控性可以削减喷发回弹量。通常的湿喷机的喷混凝土回弹率通常在30%左右，而假如湿喷混凝土机械手，喷混凝土回弹率可操控在15%左右，可以更好地操控材料浪费。
1.1.2安全环保
不同于通常湿喷机施工，选用机械手施工时，由于湿喷机的机械手可以设置在前期支护规模中，这样操作人员可以在远离支护（15m）的方位进行机械臂操作，大大进步了工作安全性。此外，湿喷机工作时，选用独立供风系统，风压更稳定，加上喷浆技术越来越优化，可以完成准确添加速凝剂，既可以降低速凝剂得蒸发，又可以减低烟尘。总归，选用湿喷机械手施工使得烟尘更少，噪音更小，大大改进了施工环境，使得施工工作更安全更环保。
2施工程序
2.1速凝剂添加量的挑选
在地道施工中，通常规则混凝土的初凝时间为3min，终凝时间为10min，8h后抗压强度不小于5MPa。要到达以上请求，在合作比挑选时，就要挑选恰当的水泥和速凝剂。运用速凝剂的长处在于：进步混凝土的早期强度，削减喷发混凝土的回弹量，添加一次喷发混凝土的厚度，使喷发混凝土可以适应于有细微渗流的潮湿工作面。大多数时分，速凝剂的正常用量占水泥用量的2%～4%，有时分请求快速凝结则也高达7%。在确定速凝剂用量的时分有必要慎重，由于速凝剂虽然能进步混凝土的早期强度，但或多或少都要降低混凝土的后期强度。因而，要仔细挑选相容的水泥和速凝剂，选择合适的合作比。在喷发机上，可依据需求经过速凝剂增减按钮及时调整速凝剂的添加量。
2.2混凝土运送
运送选用混凝土运送罐车，随运随拌。喷发混凝土时，多台运送车应交替运料，以满意湿喷混凝土的供给。在运送过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度改变以及发生初凝等景象。
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2.3混凝土喷发工作
（1）喷发操作程序应为：机械手就位→衔接电缆线→发动机械手→向料斗加混凝土。（2）喷发混凝土工作应选用分段、分片、分层依次进行，喷发次序应自下而上，分段长度不宜大于6m。喷发时先将低洼处大致喷平，再自下而前次序分层、往复喷发。①喷发混凝土分段施工时，前次喷混凝土应预留斜面，斜面宽度为200～300mm，斜面上需用压力水冲刷潮湿后再行喷发混凝土。②分片喷发要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土，再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷发，使回弹不致裹入最后喷层。③分层喷发时，后一层喷发应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷发时，应先用风水清洁喷层外表。一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不掉落为度，既不能因厚度太大而影响喷混凝土的粘结力和凝聚力，也不能太薄而添加回弹量。边墙一次喷发混凝土厚度操控在7～10cm，拱部操控在5～6cm，并坚持喷层厚度均匀。顶部喷发混凝土时，为防止发生掉落景象，两次间隔时间宜为2～4h。（3）机械手喷发速度要恰当，以利于混凝土的压实。喷发速度增大，回弹添加；风压过小，喷发速度过小，压实力小，影响喷混凝土强度。因而在开机后要注意调查回弹量，并依据回弹量状况调整喷发速度。通常喷发速度：网喷15～20m3/h，喷拱10～15m3/h。（4）喷发时使喷嘴与受喷面间坚持恰当间隔，喷发视点尽可能挨近90°，以使取得最大压实和最小回弹。喷嘴与受喷面距离宜为1.5～2.0m；喷嘴应接连、缓慢作横向环行移动，一圈压半圈，喷发手所画的环形圈，横向40～60cm，高15～20cm；若受喷面被钢架、钢筋网掩盖时，可将喷嘴稍加偏斜，但不宜小于70°。假如喷嘴与受喷面的视点巨细，会构成混凝土物料在受喷面上的翻滚，发生出高低不平的波形喷面，添加回弹量，影响喷混凝土的质量。
2.4避免混凝土堵管必须采取的有效措施
（1）严格按照规定选择符合喷涂要求的混凝土喷射。（2）每次泵送前，必须先泵入一定量的水泥浆，管道进行润滑。（3）每次喷射结束时，必须清洗喷射器，并清理料斗和管道中的剩余混凝土。（4）更换磨损的管道。（5）应避免喷涂过程，以防止混凝土离析或初凝。如果发生堵塞，应立即回到混凝土料斗并搅拌混合。当混凝土泵缸和钟摆阀自动转换为正常时，可将它们小心地输送到慢速泵上，以保证正常泵送，不再堵塞，输送到正常的泵速，继续喷射。
2.5尽量减少混凝土的回弹
喷涂时混凝土的回弹难以避免，但回弹过大，降低了喷射效率，增加了材料消耗，增加了施工成本。反弹和喷射施工作业的几乎每一个方面都涉及的数量，如粗骨料含量的混合料，水泥和掺合料的质量，使用混合均匀，喷射性能，军事技术，表面注射等，会影响混凝土的回弹。因此，我们必须掌握以下4点正确的操作。（1）选择最佳喷雾距离和喷射角度。最佳喷射距离也受多种因素的影响，包括骨料粒径、粒径分布、射流表面处理和射流表面性能等。但一般说来，喷射距离应控制在0.6～1.4m。喷射方向应尽量与喷射面垂直，若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加倾斜，但不宜小于70º。（2）采用正确的喷射顺序。喷射作业时，可开启喷射机的360º连续刷动功能，使喷头作螺旋运动，自下而上喷射，主要作用是保证喷射面上的混凝土覆盖均匀，减少由于喷射作业时粉尘覆盖在喷射面上而造成的混凝土回弹。在受喷面上首次喷射混凝土时，绝大部分粗骨料都会因回弹掉落在地上，为避免这种现象，在初喷时可先喷一层标号稍高的水泥砂浆，然后再喷正常的混凝土。（3）控制好一次喷射的厚度。一次喷射厚度主要由喷射混凝土颗粒间的凝聚力和喷射层与受喷面的粘结力而定。厚度太薄会增大回弹率，厚度太厚会使混凝土颗粒间的凝聚力减弱，同时会引起大片塌落或使混凝土与岩面脱离。适宜的一次喷射厚度就是混凝土层在不错裂、不脱落的情况下达到的最大厚度。它与喷射部位有关，根据经验，在掺加速凝剂时拱部为5～6cm，边墙为7～10cm。（4）掌握好分层喷射的间隔时间。分层喷射的间隔时间不仅与水泥的品种、速凝剂的掺量有关，而且与施工温度、速凝剂种类和水灰比大小等有关。分层喷射间隔时间不宜过短，一般至少为15～20min。
结论
总之，新型湿式混凝土喷射机械手集成了结构设计、机构运动、液压传动、电气控制等先进的技术于一身，实现了一机多能，适用于隧道、矿山、边坡等各种复杂工况的混凝土支护。随着国家地下工程施工的机械化和国产化，具有高智能化的混凝土喷射机械手将会成为混凝土喷射作业的主要设备，隧道施工技术也将迎来一个崭新的时代！
参考文献：
[1]刘生华.新型混凝土喷射机械手在隧道工程中的应用[J].建设机械技术与管理，2015，24（2）：86～89.
[2]钟晓杰.浅析混凝土喷射机械手在隧道施工中的优势[J].科技经济导刊，2016（4）.
论文作者:窦雷刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/31
标签：混凝土论文; 机械手论文; 厚度论文; 喷嘴论文; 速凝剂论文; 隧道论文; 钢架论文; 《基层建设》2017年第28期论文;