噴射混凝土支護(hù)

1、目錄一、噴射混凝土支護(hù)的主要特點(diǎn). 2二、噴射混凝土的原材料及其配比 . 3三、噴射混凝土的主要工藝參數(shù). 5四、噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu) . 8噴射混凝土支護(hù)一、噴射混凝土支護(hù)的主要特點(diǎn)噴射混凝土是一種原材料與普通混凝土相同， 而施工工藝特殊的 混凝土。噴射混凝土是將水泥、砂、石、按一定的比例混合攪拌后， 送入混凝土噴射機(jī)中， 用壓縮空氣將干拌合料壓送到噴頭處， 在噴頭 的水環(huán)處加水后， 高速噴射到巷道圍巖表面， 起支護(hù)作用的一種支護(hù) 形式和施工方法。 在礦山井巷， 采用與錨桿支護(hù)相結(jié)合的噴射混凝土 支護(hù)，取代原有的料石砌碹、混凝土襯砌，取得了明顯的效果。噴射混凝土支護(hù)的主要特點(diǎn)：01技術(shù)上先進(jìn)，

2、質(zhì)量上可靠。過去 用鋼、木支護(hù)、 料石、混凝土碹支護(hù)只有消極地承受上部松動(dòng)圍巖的 重量，維持巷道的穩(wěn)定性。 噴射混凝土支護(hù)則是充分考慮和積極發(fā)揮 圍巖本身自穩(wěn)作用， 噴射混凝土與圍巖自穩(wěn)能力相結(jié)合， 變被動(dòng)為主 動(dòng)，變消極為積極。噴射混凝土利用壓氣高速噴射到圍巖表面的節(jié)理、 裂隙中，把節(jié)理、 裂隙分隔的巖體聯(lián)結(jié)起來，有效地阻止巖塊的松動(dòng) 和滑移。噴射混凝土形成一種緊貼巖面的封閉層， 隔絕了水和空氣對(duì) 圍巖的風(fēng)化和剝蝕作用， 防止因圍巖風(fēng)化、 剝蝕而影響巷道穩(wěn)定性和 正常使用。噴射混凝土支護(hù)可填補(bǔ)由于爆破而形成的巷道圍巖表面凸 凹不平，使其成形圓滑規(guī)整，避免了應(yīng)力集中。噴射混凝土支護(hù)緊跟 掘進(jìn)工

3、作面，以最快的速度施工，有效減少圍巖的暴露時(shí)間，有利于 迅速控制或穩(wěn)定圍巖因爆破引起的擾動(dòng)， 從而大大地提高了圍巖的穩(wěn) 定性和自撐能力。 同時(shí)噴射混凝土同圍巖巖層緊密粘結(jié)在一起， 實(shí)際 上組成了圍巖和支護(hù)為一體的共同受力系統(tǒng)。 把過去認(rèn)為是荷載的巖 層轉(zhuǎn)化的承載結(jié)構(gòu)的一部分。 加之，噴射錨桿混凝土支護(hù)與錨桿支護(hù)、 金屬網(wǎng)相結(jié)合，提高了支護(hù)的性能和工程質(zhì)量， 改進(jìn)了巷道的穩(wěn)定性。經(jīng)濟(jì)上合理，工藝上簡便。噴射混凝土與傳統(tǒng)的普通混凝土相 比，其支護(hù)厚度可減少1/32/3。過去碹厚在250500mm現(xiàn)在噴射 混凝土層厚度在50200mm這樣，不僅開挖工作量可減少 15%以上, 支護(hù)材料也大幅度減少。同

4、時(shí)，支護(hù)速度可以提高 24 倍，勞動(dòng)力節(jié) 省 50%以上。二、噴射混凝土的原材料及其配比（一）水泥：水泥的品種和規(guī)格應(yīng)根據(jù)巷道支護(hù)工程的要求、水 泥對(duì)所用速凝劑的適應(yīng)性， 以及現(xiàn)場供應(yīng)條件而定。 應(yīng)優(yōu)先選用普通 硅酸鹽水泥，其特點(diǎn)是凝結(jié)硬化快，保水性好，早期強(qiáng)度增長快。水 泥的標(biāo)號(hào)一般不低于 325號(hào)，過期、受潮結(jié)塊或混合的水泥均不得使 用。水泥進(jìn)庫時(shí)應(yīng)根據(jù)出廠合格證進(jìn)行驗(yàn)收，注意檢查其品種、標(biāo)號(hào) 和出廠日期，并按批堆，防止堆放在底部的水泥長期不用而失效。（二）砂子：應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于 2.5， 含水率宜控制在 5%7%，含泥量不得大于 3%。細(xì)砂會(huì)增加噴射混凝土 的干縮變

5、形，而且過細(xì)的粉砂中小于 5卩m的顆粒和游離二氧化硅的 含量增大，易產(chǎn)生大量粉塵，影響操作人員的身體健康。（ 三 ） 石子：應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石， 粒徑不應(yīng)大于 15mm。 采用卵石，因其光滑干凈， 對(duì)噴射機(jī)和輸料管路磨損少，有利于遠(yuǎn)距 離輸料和減小堵管故障。 碎石混凝土比軟石混凝土強(qiáng)度高， 噴射作業(yè) 中回彈率也較低，但碎石有棱角，表面粗糙，對(duì)噴射機(jī)和輸料管路磨 損嚴(yán)重，應(yīng)盡量少用。（ 四） 水：凡能飲用的自來水及天然水都可作為噴射混凝土混合 用水?；旌纤胁粦?yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì)， 不得 使用污水以及PH<4勺酸性水和含硫酸鹽量按S04計(jì)算超過水重的1% 的水。（

6、 五） 速凝劑：分為兩類：一類是以鋁酸鹽和碳酸鹽為主，再復(fù) 合一些其他無機(jī)鹽類組成的； 另一類則以水玻璃為主要成分， 再與其 他無機(jī)鹽類復(fù)合組成。 按其形狀可分為粉狀和液狀兩類。 具體選用種 類后，依說明進(jìn)行配制。（六） 配合比：由于噴射混凝土施工工藝的特點(diǎn)，在選擇噴射混 凝土?xí)r既要滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)噴射混凝土的物理力學(xué)性能方面的要求， 又要考慮噴射混凝土施工工藝方面的要求， 而使噴射混凝土具有足夠 的抗壓、抗拉、粘結(jié)強(qiáng)度，以使噴射混凝土收縮變形值保持最小，噴 射作業(yè)的回彈力最低?；旌狭吓浜媳仁侵敢涣⒎矫讎娚浠炷林?，水泥、砂、石子所占 比例。水泥用量大；噴射混凝土的收縮也大，容易開裂，而且費(fèi)用增

7、 加。為了減少噴射時(shí)的回彈物，噴射混凝土與普通混凝土相比，其石 子用量要少得多，而砂子用量則相應(yīng)增大，甚至達(dá) 50%。一般噴射混凝土混合料的配合比如下：水泥與砂石之重量比 1 ：41：4.5 ；砂率宜為 45%55%；水灰比宜為 0.40.45 。速凝劑摻時(shí)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品性能通過試驗(yàn)確定。噴漿時(shí)，水泥：砂為 1：2 至 1：3（重量比），水灰比 0.450.55 。噴射混凝土?xí)r，水泥：砂：石子為 1：2： 2，1:2.5:2 ，初噴時(shí) 可適當(dāng)減少石子摻量，水灰比 0.40.5 。原材料按重量計(jì)，稱量的允許偏差，水泥和速凝劑均為± 2%，砂 和石子均為±3 %三、噴射混凝土的主要

8、工藝參數(shù)噴射混凝土的工藝流程中 : 主要是供料、壓氣、供水、供電四大 系統(tǒng)；四大系統(tǒng)齊備，才能進(jìn)行噴射混凝土操作。但是工作氣壓多大 合適，噴頭噴射的方向以及噴頭距受噴圍巖表面距離多少才能有效地 作業(yè)，一次噴層厚度多大為合理， 初噴與復(fù)噴的間隔時(shí)間多長為適宜， 以及噴層與錨桿、金屬網(wǎng)的關(guān)系等，都需要科學(xué)、合理、實(shí)用的工藝 參數(shù)。工藝參數(shù)合理，才能保證噴射混凝土的質(zhì)量和施工進(jìn)度，從而 有效地發(fā)揮其應(yīng)有的支護(hù)作用。（一）工作壓力工作壓力是指噴射混凝土正常施工時(shí)， 噴射機(jī)工作罐時(shí)或轉(zhuǎn)子體 內(nèi)的壓氣壓力。噴射混凝土是靠壓縮空氣來輸送混合料的，因此，正 確掌握氣壓是十分重要的。 氣壓掌握是否適當(dāng)， 對(duì)于減

9、少噴射混凝土 的回彈，降低粉塵，保證噴射混凝土質(zhì)量，防止輸送管路堵塞等都有 很大影響?？刂茪鈮海瑸榱丝刂品蹓m和回彈，大都采用低氣壓。一般來說，水平輸送距離3050m噴射機(jī)的供氣壓力保持在 0.120.18MPa是適 當(dāng)?shù)暮陀行У?。進(jìn)料管內(nèi)徑為50mm寸，噴射機(jī)的工作氣壓可參照下列經(jīng)驗(yàn)公式 確定：水平輸料，輸料管長度在200m以內(nèi)，噴射機(jī)的壓力為：空載壓力（MPa =0.001 £輸料管長度（m）。工作壓力（MPa =0.1+0.001? *輸料管長度（m）。向上垂直輸料時(shí)，要求工作氣壓比水平輸料時(shí)大，每增加設(shè)計(jì)10m 約增加工作氣壓 0.020.03 MPa。當(dāng)然，在噴射混凝土施工過

10、程中，噴射機(jī)司機(jī)應(yīng)與噴射手密切配 合，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整噴射機(jī)的工作壓力。（二）水壓為了保證噴頭處加水通過水環(huán)能使氣流迅速通過的混凝土混合 料充分濕潤，一般水壓應(yīng)比氣壓高 0.1MPa左右。采用雙水環(huán)比單水 環(huán)的效果好一些。應(yīng)當(dāng)采用專用水箱，裝上壓力表，操作人員調(diào)節(jié)噴 頭水環(huán)上的水閥來控制水壓。（三）水灰比掌握合理的水灰比對(duì)于減少回彈、降低粉塵和保證噴射混凝土有 直接關(guān)系?；旌狭霞铀兂苫炷潦窃趪婎^處水環(huán)供水瞬間實(shí)現(xiàn)的， 理論上最合適的水灰比是0.40.5。但實(shí)際操作中全靠噴射手的經(jīng)驗(yàn) 加以控制，及時(shí)調(diào)整。主要靠目測，而不能實(shí)測。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果新 噴射的混凝土易粘著，回彈量少，噴層表面有一

11、定的光澤，說明水灰 比是合適的。如果噴射時(shí)出現(xiàn)干斑，粉塵飛揚(yáng)，回彈量大，噴層表面 無光澤，說明水灰比偏低， 應(yīng)適當(dāng)增加水量。 如果噴射時(shí)表面塑性大， 出現(xiàn)流淌現(xiàn)象，則說明水灰比偏高，應(yīng)適當(dāng)減少水量。（四）噴頭方向當(dāng)噴頭噴射方向 （即噴射料束方向） 與受噴面（圍巖表面） 垂直， 并略向剛噴射的部位傾斜時(shí)， 回彈量最小。 這時(shí)因噴射方向與受噴面 垂直時(shí)，粗骨料遇巖面或混凝土層碰撞后總有一部分按垂直的相反方 向彈回，這時(shí)彈回物受到噴射料束的約束，抵消了部分回彈的能量， 有利于嵌入砂漿或混凝土層中。而噴頭噴射方向略微向剛噴部位傾 斜，則可使噴出的料束有相當(dāng)部分直接沖入粘塑狀態(tài)的混凝土中， 而 避免一部

12、分骨料與巖面直接碰撞而增大回彈量。 因此，除噴巷幫側(cè)墻 下部時(shí)，噴頭的噴射角度可下俯 10°15°外，其他頂板及兩幫噴射 混凝土?xí)r，要求噴頭的噴射基本上垂直于圍巖受噴面。（五）噴頭與受噴面的距離 噴頭與受噴面最佳距離是根據(jù)噴射混凝土強(qiáng)度最高和回彈最小來確定的，最大限度約為 8001000mm般在輸料距離3050m供 氣壓力0.120.18MPa,最佳噴距噴幫300500mm噴頂450600mm 如果距離過小，粗骨料噴射時(shí)所受空氣阻力很小，而噴射動(dòng)能很大， 增大了回彈；如果距離過大，粗骨料噴射時(shí)所受空氣阻力過大，相應(yīng) 的噴射動(dòng)能減小而無法嵌入混凝土，而且有可能出現(xiàn)料束擴(kuò)散較大

13、， 使回彈量有所增加。六）一次噴射厚度混凝土混合料從噴頭噴出后， 圍巖表面立即粘結(jié)一層噴射混凝土。 如果不移開噴頭而連續(xù)在一處噴射， 粘結(jié)的混凝土層會(huì)愈粘愈厚， 直 至混凝土支持不住本身的重量，就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)裂，甚至脫落，影響混凝 土的粘結(jié)力與凝聚力。 如噴頭移動(dòng)過快， 地巖面上只留下薄薄一層砂 漿，而大部分骨料彈回。等薄層硬結(jié)后再噴第二層，相當(dāng)于又向巖面 噴射，勢必增加回彈率，影響效率。因此，一次噴射混凝土應(yīng)有一定 的厚度，其厚度主要根據(jù)巖性、圍巖應(yīng)力，裂隙、巷道規(guī)格尺寸，及 其他形式支護(hù)（如錨桿）的配合情況來確定。過厚、過薄均不利。一 般一次噴射混凝土的厚度：摻速凝劑水平噴 100mm向上噴射

14、60mm 不摻速凝劑水平噴射 70mm向上噴射40mm（七）噴射層間的間隔時(shí)間 因設(shè)計(jì)要求噴射混凝土很厚，或圍巖部凹穴很深，噴射混凝土厚 度往往超過一次噴射所能達(dá)到的厚度， 要進(jìn)行二次或多次復(fù)噴， 其間 隔時(shí)間，應(yīng)當(dāng)是噴射混凝土終凝后，且產(chǎn)生一定強(qiáng)度，能經(jīng)受下次噴 射流束的沖擊而不至損壞。 合理的間隔時(shí)間與水泥品種、 速凝劑摻量、 環(huán)境溫度、水灰比大小、施工方法、支護(hù)性能等有密切關(guān)系。實(shí)際操 作時(shí)，可根據(jù)具體情況和施工組織設(shè)計(jì)或作業(yè)規(guī)程的要求掌握。四、噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)（一）噴砂漿支護(hù)巷道周圍圍巖表面噴一層砂漿的支護(hù)形式， 主要用以封閉圍巖使 之不與大氣環(huán)境接觸，減緩風(fēng)化、侵蝕作用。一般用于I

15、、H類巖石 巷道支護(hù)。噴砂漿的標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于 75 號(hào)，噴砂漿的厚度不小于 10mm， 不大于 30mm。（二） 噴 射混凝土支護(hù) 這是在井巷圍巖表面噴射一層混凝土，與圍巖自持能力相結(jié)合， 共同支護(hù)巷道的一種形式，廣泛應(yīng)用于H、皿類巖石和大部W類巖石。 噴射混凝土支護(hù)根據(jù)其使用功能，即臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)，或初噴、 復(fù)噴的要求，噴射混凝土厚度最小 30mm最大200mm噴射混凝土的 強(qiáng)度，一般工程不低于 C15,重要工程不低于C20,噴射混凝土容重 可取2200kg/m3，彈性模量C15和C20分別取1.85 x 104和2.1 x 104。 噴射混凝土與圍巖的粘結(jié)力I、H類圍巖不應(yīng)低于0.8Mp

16、a,H類圍巖不應(yīng)低于 0.5Mpa。（三）錨桿噴射混凝土支護(hù) 這是錨桿和噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)的一種結(jié)構(gòu)形式，廣泛應(yīng)用于皿、IV類圍巖和一部分H類圍巖。這種結(jié)構(gòu)既能充分發(fā)揮錨桿的作用， 又能充分發(fā)揮噴射混凝土的作用， 這兩種作用的結(jié)合， 有效改進(jìn)了支 護(hù)的效能。（四）錨桿噴射混凝土金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)錨桿、金屬網(wǎng)和噴射混凝土進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)的一種形式。 金屬網(wǎng)的 介入，起到了加固的作用，很象鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，只不過還是澆注、 搗固而是噴射混凝土。因此，在V、V類圍巖的井巷支護(hù)，以及軟巖 巷中得到廣泛的應(yīng)用。一般金屬網(wǎng)的網(wǎng)格不小于 150mX 150mm金屬網(wǎng)所用鋼筋或鋼絲直徑為2.510mm施工時(shí)應(yīng)注意用錨桿固定牢固， 金屬網(wǎng)間要用鐵絲綁扎結(jié)實(shí)，鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于20