樹(shù)脂錨桿的錨固力較大，膠凝固化速度快，能在幾小時(shí)內(nèi)獲得較高的初錨能力，從而迅速、有效地產(chǎn)生錨固作用。

f摩擦式金屬錨桿

摩擦式金屬錨桿(又稱(chēng)管縫式錨桿、開(kāi)縫式錨桿等)是國(guó)外70年代后期發(fā)展起來(lái)的新型錨桿。這種錨桿具有新的工作原理和良好的力學(xué)性能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，安裝方便，質(zhì)量可靠，經(jīng)濟(jì)效果明顯，具有廣闊的發(fā)展前途。

這種錨桿采用一條沿縱向開(kāi)縫的高強(qiáng)鋼管，故又稱(chēng)開(kāi)縫式鋼管錨桿。其頂部呈錐形，以利于安裝；尾部焊有鋼環(huán)，用以支托與巖面緊密接觸的墊板，對(duì)巖石提供支撐抗力。錨桿材料一般為l6Mn和20MnSi鋼，管壁厚2．o～2．5ram，管徑38～41．5mm，開(kāi)縫14ram，其結(jié)構(gòu)如圖1―36所示。鋼墊板采用T3鋼，其尺寸為l50mm×150mmX 6mm，錨桿長(zhǎng)一般為1．2m、1．5m、1．8m和2．1m。

圖1―36摩擦式錨桿結(jié)構(gòu)圖

安裝時(shí)，通常采用YT-25型、YSP-45型或YT-23型鑿巖機(jī)，鑿巖機(jī)通過(guò)聯(lián)結(jié)器(圖1-37)將錨桿強(qiáng)行壓入直徑較管外徑小2 3mm的鉆孔中，依靠?jī)?yōu)質(zhì)鋼管的彈性變形恢復(fù)力而與孔壁緊緊擠壓，在桿體全長(zhǎng)范圍內(nèi)向孑L壁巖石施加徑向應(yīng)力，產(chǎn)生阻止巖層離層滑移的摩擦阻力；墊板亦產(chǎn)生支承壓力，“使圍巖處于三向受力狀態(tài)，達(dá)到穩(wěn)定。

圖l―37聯(lián)結(jié)器

1一釬尾；2～聯(lián)結(jié)器

縫管錨桿的主要技術(shù)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

安裝簡(jiǎn)便，立即發(fā)生錨固作用；錨桿全長(zhǎng)受力，錨固可靠；當(dāng)鉆孔有橫向位移時(shí)，錨固力更大，且錨固力隨時(shí)間而增長(zhǎng)；作為永久支護(hù)，須增加防銹蝕措施，如錨桿孔全長(zhǎng)灌漿。

B錨桿參數(shù)與布置

錨桿參數(shù)指錨桿直徑、長(zhǎng)度、布置間距等。當(dāng)前錨桿參數(shù)設(shè)計(jì)理論尚不成熟，主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和工程類(lèi)比法選擇錨桿參數(shù)，必要時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行驗(yàn)算。表l―17所示為國(guó)內(nèi)幾個(gè)礦山使用錨桿支護(hù)的實(shí)例。

表1-17國(guó)內(nèi)幾個(gè)冶金礦山使用錨桿支護(hù)的實(shí)例

錨桿的長(zhǎng)度一般為l．5～3．Om，錨桿間距不宜大于錨桿長(zhǎng)度的二分之一。

錨桿的布置主要依據(jù)圍巖的性質(zhì)而定，可排列成方形或梅花形。前者適用于較穩(wěn)定的巖層，后者適用于穩(wěn)定性較差的巖層，其布置如圖1―38所示。

圖1-38錨桿在巖面的布置

(a)方形布置f(b)梅花形布置

錨桿的錨入方向，在橫斷面上，錨桿應(yīng)與巖體主結(jié)構(gòu)面呈較大角度布置；不明顯時(shí)，可與周邊輪廓垂直布置在巖面上。當(dāng)噴射混凝土層不能維持危巖穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)設(shè)置局部錨桿。

C錨桿的安裝與檢驗(yàn)

a錨桿的安裝 ’

為了獲得良好的支護(hù)效果，?般多在爆破后即安裝頂部錨桿。當(dāng)圍巖穩(wěn)定時(shí)，也可以在爆破后先噴混凝土，待裝巖后再用錨桿打眼安裝機(jī)進(jìn)行支護(hù)工作，或者掘進(jìn)與打錨桿眼、安裝錨桿平行作業(yè)，即裝巖機(jī)后面用錨桿打眼安裝機(jī)進(jìn)行支護(hù)。

灌注水泥砂漿多采用錨桿注漿罐。這類(lèi)設(shè)備較多，但都大同小異，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各地現(xiàn)場(chǎng)皆可自制。圖l―39所示為MJ一2型錨桿注漿罐。

圖1―39 MT一2型錨桿注漿罐

1一受料漏斗；2一鐘形閥；3一儲(chǔ)料罐；4一進(jìn)風(fēng)管；5～錐管；6注漿管；7一壓力表；8排氣管

為了提高錨桿安裝的機(jī)械化程度，使用錨桿打眼安裝機(jī)，如MGJ―I型錨桿打眼安裝機(jī)，可將鉆眼、安裝、注漿三道工序集中在一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行，其結(jié)構(gòu)如圖l―40所示。

圖1―40 MGJ一1型錨桿打眼安裝機(jī) ‘

1一工作機(jī)構(gòu)；2--大臂；3一仰角油缸；4支撐油缸；5--液壓管路系統(tǒng)；6一車(chē)體；7一操作臺(tái)；8一液壓泵站；9--注漿罐；l0一電氣控制系統(tǒng)；ll一座椅

這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械化程度高，效率高。但是由于采用軌輪式臺(tái)車(chē)，大臂較短，必須在裝巖后才能進(jìn)入工作面，不能及時(shí)維護(hù)頂板，只有在較穩(wěn)定巖層中，待裝巖后或隨裝巖機(jī)后作業(yè)才能發(fā)揮設(shè)備能力。

b錨桿的檢驗(yàn)

為了保證錨桿支護(hù)質(zhì)量，必須對(duì)錨桿施工加強(qiáng)技術(shù)管理和質(zhì)量檢查，主要檢查錨桿眼直徑、深度、間距和排距以及螺帽的擰緊程度，并對(duì)錨桿的錨固力進(jìn)行抽查檢驗(yàn)。如發(fā)現(xiàn)錨固力不符合設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)重新補(bǔ)打錨桿。錨桿錨固力試驗(yàn)，一般可采用ML-20型錨桿拉力計(jì)(圖1-41)或其他錨固力試驗(yàn)裝置進(jìn)行。

圖1―41 ML，20型錨桿拉力計(jì)

1一空心千斤頂；2一油管(膠管)；3一膠管接頭；4--壓力表；5一手動(dòng)油泵；6標(biāo)尺

ML-20型錨桿拉力計(jì)的主要部件是一個(gè)空心千斤頂和一臺(tái)SY4B-1型高壓手搖泵，其最大拉力為196kN，活塞行程100mm，重量12k9。試驗(yàn)時(shí)，用卡具將錨桿緊固予千斤頂活塞上，然后將高壓膠管與手搖泵連接起來(lái)；搖動(dòng)油泵手柄，高壓油經(jīng)膠管達(dá)到拉力計(jì)的油缸，推動(dòng)活塞拉伸錨桿。壓力表讀數(shù)乘以活塞面積即為錨桿的錨固力。錨桿位移量可從活塞一起移動(dòng)的標(biāo)尺上直接讀出。

做拉拔試驗(yàn)時(shí)，除檢驗(yàn)錨固力外，在規(guī)定的錨固力范圍內(nèi)要求錨桿的拉出量不超過(guò)允許值。對(duì)鋼筋(鋼絲繩)砂漿錨桿，還必須進(jìn)行砂漿密實(shí)度試驗(yàn)。選取內(nèi)徑為38mm、長(zhǎng)度與錨桿相同的鋼管或塑料管3根，將管子一端封死，分別按與地面平行、垂直、傾斜方向固定，然后向管內(nèi)注砂漿(砂漿配合比與施工相同)，同時(shí)插入鋼筋。經(jīng)養(yǎng)護(hù)一周后，將管子橫向斷開(kāi)，縱向剖開(kāi)，檢查鋼筋位置及砂漿密實(shí)程度。

1．4．3．4噴射混凝土

A噴射工藝

噴射混凝土是將按一定比例配合的水泥、砂、石子和速凝劑等混合均勻攪拌羼，裝入噴射機(jī)，以壓縮空氣為動(dòng)力，使拌和料沿輸料管吹送至噴頭處與水混合，并以較高的速度噴射在巖面上，凝結(jié)硬化后而成的高強(qiáng)度、與巖面緊密黏結(jié)的混凝土層。

噴射混凝土按其施212I藝分為兩種：一種是干式噴射，即水泥、砂、石的干拌和料在噴頭處與水混合，然后噴射到巖面上，其工藝流程如圖l-42所示；另一種是濕式噴射，即于拌和料在攪拌機(jī)中與水混合，再經(jīng)噴頭噴射出去。干式噴射是目前使用最多的，它的主要問(wèn)題是回彈率高、粉塵大、作業(yè)條件差。濕式噴射回彈和粉塵都較少，但易堵管。

噴射混凝土具有較高的強(qiáng)度、黏結(jié)力和耐久性，但它會(huì)產(chǎn)生一定的收縮變形。噴射混凝土廣泛用于井巷工程中，具有機(jī)械化程度高、施工速度快、材料省、成本低、質(zhì)量好等特點(diǎn)，是一種有發(fā)展前途的新型支護(hù)形式。

B施工機(jī)具

噴射混凝土的施工機(jī)具，主要包括噴射機(jī)、干料攪拌機(jī)、上料設(shè)備和機(jī)械手等。

圖1―42噴射混凝土工藝流程

1一砂子；2石子；3一篩子；4計(jì)量器；5一水泥；6攪拌機(jī)；7一篩子；8料車(chē)；9一料盤(pán)；l0一上料機(jī)；11一速凝劑；12噴射機(jī)；l3一受?chē)娒妫?4一壓風(fēng)管；15一風(fēng)包；l6一水箱；l7一噴頭

a混凝土噴射機(jī)

目前國(guó)內(nèi)常使用的干式噴射機(jī)有轉(zhuǎn)體式zHP_2型、雙罐式WG-25型、螺旋式LHP-701型、簡(jiǎn)易負(fù)壓式HPX型及濕式噴射機(jī)HLF-5型等，它們的技術(shù)特征如表l―18所示。

表1一l8常用混凝土噴射機(jī)主要技術(shù)特征

(1)ZHP-2型轉(zhuǎn)體式混凝土于噴機(jī)，其工作原理如圖l―43所示。旋轉(zhuǎn)體是這種噴射機(jī)的核心，轉(zhuǎn)盤(pán)上有14個(gè)氣杯和l4個(gè)料杯，每個(gè)氣杯只與一個(gè)料杯連通。當(dāng)料杯旋轉(zhuǎn)至入料口時(shí)，由撥料板、定量板將混合料裝入料杯。料杯繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至與出料彎頭連通的時(shí)候，進(jìn)風(fēng)管與氣杯也相通，則料杯中的混合料被送入輸料管，如此循環(huán)不已，則混凝土干料即可連續(xù)地送入輸料管。該機(jī)目前使用最為廣泛。

圖1―43 ZHP-2型混凝土噴射機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1電動(dòng)機(jī)；2一減速器；3一行走部分；4一平面軸承；5一旋轉(zhuǎn)體；6一旋轉(zhuǎn)板；7一上座體；8一配料盤(pán)；9一定量板；10一攪拌器；11一連風(fēng)管；12一出料彎頭；l3一密封膠板；l4一下座體；15一噴射管路

噴頭的作用是使高壓水與混凝土干料均勻}昆合并使料束集中，以較高速度射向巖面。噴頭的形式很多，一般由噴頭體、水環(huán)、攏料管組成，如圖1―44所示。噴頭的水量由進(jìn)水閥控制，經(jīng)水環(huán)上兩排直徑1～1．5mm的小孔變成霧狀，并在此與干料混合。

攏料管多為直徑45mm，長(zhǎng)500mm的塑料管，保證水與混合料有較多混合時(shí)間，減少粉塵含量。噴頭由人工操作或用機(jī)械手操作。

(2)HLF-5型罐式混凝土濕噴機(jī)，如圖l-45所示。并列的罐體4上方有一個(gè)共用的料斗5，下方各有一個(gè)輸料螺旋10，兩個(gè)罐體交替入料，并經(jīng)各自的輸料螺旋交替輸料。在兩個(gè)輸料螺旋的前端各裝一個(gè)進(jìn)風(fēng)環(huán)，壓氣經(jīng)進(jìn)風(fēng)環(huán)進(jìn)入，使混凝土濕料稀釋?zhuān)⑵浯等氤隽瞎堋擅婀薜某隽瞎茉跉鈩?dòng)交換器1處匯合，經(jīng)常保持一個(gè)出料管與輸料管連通。工作時(shí)，料斗5中的撥料片，由電動(dòng)機(jī)2經(jīng)減速器3驅(qū)動(dòng)，不停旋轉(zhuǎn)，撥動(dòng)加入的混凝土濕料。

圖1―44噴頭的結(jié)構(gòu)圖

1一輸料軟管；2--3號(hào)鐵絲；3一膠管接頭；4一噴頭座；5一水環(huán)；6一攏料管接頭；7一攏料管

當(dāng)操縱閥6扳到一側(cè)時(shí)，球閥氣缸9使一個(gè)球面閥打開(kāi)，另一個(gè)球面閥關(guān)閉，撥料片向打開(kāi)的罐體供料。裝滿(mǎn)后，將操縱閥扳到另一側(cè)，重罐關(guān)閉，空罐打開(kāi)，同時(shí)離合器11使重罐的輸料螺旋l0運(yùn)行，氣動(dòng)交換器l使其出料管與輸料管接通，重罐風(fēng)環(huán)進(jìn)風(fēng)，空罐排氣，罐內(nèi)混凝土濕料經(jīng)輸料管達(dá)到噴頭向外射出。如此交換入料和出料，連續(xù)噴射。

1)濕式混凝土噴射機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)：

①大大降低了機(jī)旁和噴嘴外的粉塵含量，消除了對(duì)工人健康的危害。

②生產(chǎn)率高。干式混凝土噴射機(jī)一般不超過(guò)5ma／h。而使用濕式混凝土噴射機(jī)，人工作業(yè)時(shí)可達(dá)loma／h；采用機(jī)械手作業(yè)時(shí)，則可達(dá)20m3／h。

圖1―45 HLF-5型罐式混凝土濕噴機(jī)

1氣動(dòng)交換器；2一電動(dòng)機(jī)；3一減速器；4罐體；5料斗；6一操縱閥；7球面閥；8一排氣閥；9--球閥氣缸；10一輸料螺旋；ll一離合器

③回彈度低。干噴時(shí)，混凝土回彈度可達(dá)l5％～50％。采用濕噴技術(shù)，回彈率可降低到10％以下。

④濕噴時(shí)，由于水灰比易于控制，故可大大改善噴射混凝土的品質(zhì)，提高混凝土的勻質(zhì)性。而干噴時(shí)，混凝土的水灰比是由噴射手根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及肉眼觀察來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的，混凝土的品質(zhì)在很大程度上取決于機(jī)械手操作正確與否。

2)濕式混凝土噴射機(jī)推廣應(yīng)用中需解決的一些問(wèn)題：目前，由于濕噴技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，濕式混凝土噴射機(jī)在工程中的應(yīng)用亦越來(lái)越多。但是，由于存在著一些尚待解決的問(wèn)題，對(duì)濕式混凝土噴射機(jī)的推廣應(yīng)用起到了一定的阻礙作用，以至于在我國(guó)，目前主要的噴射混凝土作業(yè)方式仍是干噴。濕式噴射機(jī)主要存在以下幾方面問(wèn)題：

①濕式混凝土噴射機(jī)多采用液體速凝劑。進(jìn)口及合資產(chǎn)品售價(jià)較高(達(dá)6000～8000元／t)，而國(guó)產(chǎn)液體速凝劑尚無(wú)生產(chǎn)，相對(duì)應(yīng)的干噴所用的粉狀速凝劑售價(jià)較低(1000多元／t)。

②勞動(dòng)力成本低及人們的環(huán)保意識(shí)尚待提高。

③濕式混凝土噴射機(jī)作業(yè)時(shí)，設(shè)備投資較為復(fù)雜，操作及維修不及干噴機(jī)方便。

④使用濕式混凝土噴射機(jī)作業(yè)時(shí)，設(shè)備投資較高。

以上種種因素造成濕噴混凝土施工成本高于干噴混凝土施工成本，使?jié)袷交炷羾娚錂C(jī)在國(guó)內(nèi)的推廣受到一定程度的限制。但是，隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，以及人們對(duì)噴射混凝土施工質(zhì)量更高的要求，濕式混凝土噴射機(jī)必將越來(lái)越多地取代干式混凝土噴射機(jī)而成為噴射混凝土作業(yè)的主要機(jī)具。

b噴射混凝土支護(hù)的配套機(jī)械

為了提高效率，改善工作條件，各種噴射混凝土支護(hù)的配套機(jī)械正在研制試驗(yàn)中。噴射混凝土支護(hù)的配套機(jī)械有石子篩洗機(jī)、混凝土攪拌機(jī)、上料設(shè)備和噴射機(jī)械手等。

(1)攪拌設(shè)備。安Ⅳ型螺旋攪拌機(jī)可以與各種類(lèi)型的干式噴射機(jī)配套使用。

(2)機(jī)械手。噴射混凝土?xí)r，回彈量大，粉塵多，勞動(dòng)條件差。為了解決這一問(wèn)題，以及提高支護(hù)機(jī)械化程度，近年來(lái)設(shè)計(jì)、試制了多種機(jī)械手。國(guó)產(chǎn)的有}U一1型簡(jiǎn)易機(jī)械手和液壓機(jī)械手兩種。

簡(jiǎn)易機(jī)械手(圖1―46)工作時(shí)，噴射位置由噴射手調(diào)整手輪、立柱高度和小車(chē)位置。噴嘴的擺動(dòng)由電機(jī)、減速器通過(guò)軟軸帶動(dòng)，代替人工進(jìn)行混凝土噴射作業(yè)。

圖1―46簡(jiǎn)易機(jī)械手示意圖

1一噴嘴；2一回轉(zhuǎn)器；3軟軸；4一電動(dòng)機(jī)及減速器；5一伸縮立柱；6一回轉(zhuǎn)杠桿；7一手輪；8一小車(chē)

液壓機(jī)械手(圖1-47)的特點(diǎn)是各動(dòng)作部分均由液壓驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手可以在噴頭后面控制噴射作業(yè)。上述兩種機(jī)械手，在施工中可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)環(huán)境，并有助于施工質(zhì)量的提高，但仍存在一些問(wèn)題，尚需進(jìn)一步改進(jìn)。

圖1―47液壓機(jī)械手

1一液壓系統(tǒng)；2一風(fēng)水系統(tǒng)；3轉(zhuǎn)柱；4一支柱油缸；5一照明燈；6一大臂；7一拉桿；8一翻轉(zhuǎn)油缸；9一伸縮油缸；l0一擺角油缸；ll一回轉(zhuǎn)器；12一導(dǎo)向支撐桿

C原材料及配比

噴射混凝土由水泥、砂、石子、水和速凝劑等材料組成。由于噴射混凝土工藝的特殊性，對(duì)原材料的性能規(guī)格的要求與普通混凝土有所不同。

a水泥

噴射混凝土要求凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度高，應(yīng)優(yōu)先選用普通水泥，水泥標(biāo)號(hào)一般不應(yīng)低于325號(hào)。為保證混凝土的強(qiáng)度，應(yīng)盡可能使用新鮮水泥。禁用儲(chǔ)存期過(guò)長(zhǎng)或受潮水泥。

b砂

以中粗砂為宜，盡量不用細(xì)砂。用細(xì)砂拌制混凝土水泥用量大，易產(chǎn)生較大的收縮變形，而且過(guò)細(xì)的粉砂中含有較多的游離二氧化硅，危害工人的健康。砂的含水率在5％左右為宜，過(guò)大易堵管，過(guò)小則粉塵量增加。

C石子

可用卵石或碎石。用碎石制成的混凝土密實(shí)性好，強(qiáng)度較高，回彈率較低，但對(duì)施工設(shè)備和管路磨損嚴(yán)重；卵石則相反，它表面光滑，對(duì)設(shè)備及輸料管的磨損小，有利于遠(yuǎn)距離輸料和減少堵管事故，工程中采用卵石的較多。

石子的最大粒徑取決于噴射機(jī)的性能，雙罐式和轉(zhuǎn)體式噴射機(jī)，粒徑不大于25ram，并應(yīng)有良好的顆粒級(jí)配。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，表1―19所列出的顆粒級(jí)配比較合理。

表1-19畸射混凝±所用石子的合理顆粒級(jí)配

將大于15ram的石子控制在20％以下，不僅可以減少回彈量，也有利于減少混合料在管路內(nèi)的堵塞現(xiàn)象。

d速凝劑

速凝劑是促使水泥早凝的一種催化劑。對(duì)速凝劑的要求是：加入后混凝土的凝結(jié)速度快(初凝3～5min，終凝不大于lomin)，早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度損失小，于縮變化不大，對(duì)金屬腐蝕小等。當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)的紅星一型和711型速凝劑基本上能滿(mǎn)足施工的要求。但這兩種速凝劑存在嚴(yán)重缺點(diǎn)，主要是對(duì)施工人員腐蝕性大，混凝土后期強(qiáng)度低，一般要降低30％～40％，而且對(duì)水泥品種的適應(yīng)性差。為了克服這些缺點(diǎn)，現(xiàn)多用782型速凝劑，它的腐蝕性小，混凝土的后期強(qiáng)度損失較小，而且黏結(jié)力強(qiáng)，回彈量少。

速凝劑的作用是：增加混凝土的塑性和黏性，減少回彈量；對(duì)水泥的水化反應(yīng)起催化作用，縮短初凝時(shí)間，加速混凝土的凝固。這樣可增加一次噴射厚度，縮短噴層間的噴射時(shí)間間隔，提高混凝土早期強(qiáng)度，及早發(fā)揮噴層的支護(hù)作用。但速凝劑的摻量必須嚴(yán)格控制。試驗(yàn)表明，摻入速凝劑后混凝土的后期強(qiáng)度有明顯下降，而且摻量越多，強(qiáng)度損失越大。紅星一型和711型速凝劑的適宜摻量一般為水泥重量的2．5％--4％，782型速凝劑的最佳摻量為水泥重量的6％～7％。速凝劑摻人量與混凝土的凝結(jié)時(shí)問(wèn)的關(guān)系如表l-20所示。

表1-20諫凝劑摻入量與混凝土凝結(jié)時(shí)間的關(guān)系

e配合比

混凝土配合比是指混凝土各組成材料問(wèn)的數(shù)量比例關(guān)系。

噴射混凝土配合比的選擇，應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度及噴射工藝要求，一般配合比(重量比)為水泥：砂：石子一1：2：2或1：2．5：2。

D噴層厚度的確定

噴層厚度一般為50～150mm，最厚不超過(guò)200mm。為了得到勻質(zhì)的混凝土，噴層的最小厚度不小于石子粒徑的兩倍，噴層過(guò)薄，容易使噴層產(chǎn)生貫通裂縫和局部剝落，所以最小厚度不宜小于50ram。噴層愈厚，支撐抗力大，剛度愈大，它本身所受的荷載也大。當(dāng)噴層的剛度不能與圍巖變形相適應(yīng)時(shí)，愈厚則受力愈大，愈不利。厚度過(guò)大在經(jīng)濟(jì)上也是不合理的。國(guó)內(nèi)外實(shí)踐證明，噴射混凝土的最大厚度以不超過(guò)200mm為宜。

E噴射混凝土的適用條件

除了大面積滲漏水、巖層錯(cuò)動(dòng)、巖層與混凝土起不良反應(yīng)等情況外，一般說(shuō)來(lái)，純噴射混凝土適用于中等穩(wěn)定的塊狀結(jié)構(gòu)圍巖及部分穩(wěn)定性稍差的碎裂結(jié)構(gòu)圍巖。

F噴射混凝土施工

a噴射混凝土安全操作規(guī)程

操作前應(yīng)按施工措施認(rèn)真檢查機(jī)器是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。

(1)噴射機(jī)操作必須嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行。作業(yè)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先給風(fēng)再開(kāi)電機(jī)，接著供水，最后送料；作業(yè)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先停止加料，待罐內(nèi)噴料用完后停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷水、風(fēng)，并將噴射機(jī)料斗加蓋保護(hù)好。

(2)噴射作業(yè)前，先用高壓風(fēng)水清洗巖面，以保證噴射混凝土與巖面牢固黏結(jié)。開(kāi)始噴射時(shí)，噴頭可先向受?chē)娒嫔舷禄蜃笥乙苿?dòng)噴一薄層砂漿，然后在此層上以螺旋狀，一圈壓半圈，沿橫向做緩慢的畫(huà)圈運(yùn)動(dòng)方式噴射混凝土。一般畫(huà)圈直徑以l00 150mm為宜，如圖l―48所示。噴射順序應(yīng)先墻后拱，自下而上，注意墻基腳要掃清浮矸，噴嚴(yán)噴實(shí)。

圖1―48料束運(yùn)動(dòng)軌跡

b主要工藝參數(shù)

下面一些施工工藝參數(shù)，對(duì)噴射混凝土的質(zhì)量和回彈有很大影響，在施工中應(yīng)選其最優(yōu)值：

(1)工作風(fēng)壓。工作風(fēng)壓是指保證噴射機(jī)能正常工作的壓氣壓力，故又稱(chēng)工作壓力。工作風(fēng)壓與輸料管長(zhǎng)度、彎曲程度、骨料含水率、混凝土含砂率及其配比等有關(guān)。

工作風(fēng)壓過(guò)大，回彈率增加；風(fēng)壓過(guò)小，粗骨料尚未射入混凝土層內(nèi)即中途墜落，回彈率同樣增加?；貜椔始哟蠛螅粌H混凝土的抗壓強(qiáng)度降低，而且成本增高。故工作壓力過(guò)大過(guò)小，對(duì)噴射混凝土質(zhì)量均不利。從圖l―49可以看出，最佳風(fēng)壓為ll0～130kPa。

(2)水壓。水壓一般比風(fēng)壓高0．1MPa左右，以利于噴頭內(nèi)水環(huán)噴出的水能充分濕潤(rùn)瞬間通過(guò)的拌和料。

(3)噴頭與受?chē)娒娴木嚯x和噴射方向。噴頭與受?chē)娒娴木嚯x，與工作風(fēng)壓大小有關(guān)。在一定風(fēng)壓下，距離過(guò)小，則回彈率大；距離過(guò)大，粗骨料會(huì)過(guò)早墜落，也會(huì)使回彈率增加。由圖1―50中可以看出，最佳間距為0．8～1．0m。噴射方向垂直于工作面時(shí)，噴層質(zhì)量最好，回彈量最小。

圖1―49風(fēng)壓、回彈率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

1回彈率；2一抗壓強(qiáng)度

圖1―50噴嘴到受?chē)娒娴拈g距、回彈率與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

1一回彈率；2一抗壓強(qiáng)度

(4)一次噴厚和兩次噴層之間的間歇時(shí)間。為了不使混凝土從受?chē)娒姘l(fā)生重力墜落，一般噴射順序分段從墻腳向上噴射，并且自下而上一次噴厚逐漸減薄，其部位和厚度可按圖l―51所示進(jìn)行。摻速凝劑時(shí)，一次噴射厚度可適當(dāng)增加。

一次噴射厚度一般不應(yīng)小于骨料最大粒徑的兩倍，以減少回彈量。

如果一次噴射達(dá)不到設(shè)計(jì)厚度，需要進(jìn)行復(fù)噴時(shí)，其間隔時(shí)間因水泥品種、工作溫度、速凝劑摻量等因素變化而異。一般情況下，對(duì)于摻有速凝劑的普通水泥，溫度在15～20。C時(shí)，其間隔時(shí)間為l5～20min，不摻速凝劑時(shí)為2～4h。若間隔時(shí)間超過(guò)2h，復(fù)噴前應(yīng)先噴水濕潤(rùn)。

(5)水灰比。當(dāng)水量不足時(shí)，噴層表面會(huì)出現(xiàn)干斑，顏色較淺，回彈量增大，粉塵飛揚(yáng)；若水量過(guò)大，則噴面會(huì)產(chǎn)生滑移、下墜或流淌。合適的水灰比會(huì)使剛噴過(guò)的混凝土表面具有一層暗弱光澤，黏性好，一次噴厚較大，回彈損失也小。從圖l一52所示中可看出最佳水灰比為0．40～0．45。

圖1―51一次噴射厚度與噴頭夾角之間的關(guān)系

(分子為噴頭與水平面的夾角，分母為一次噴射厚度(mm))

圖1―52水灰比與回彈率和抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

1一回彈率；2一抗壓強(qiáng)度

c噴射施工中存在的問(wèn)題

(1)。薔蠢及回彈物的利用。噴射混凝土施工中，部分材料回彈落地是不可避免的，回彈量大，造成材料消耗量過(guò)大，噴射效率低，經(jīng)濟(jì)效果差，還在一定程度上改變了混凝土的配比，使噴層強(qiáng)度降低。因此，應(yīng)采取措施減少回彈，并重視回彈物的利用。

回彈的多少，常以回彈率(回彈量占噴射量的百分比)來(lái)表示。在正常情況下，回彈率應(yīng)控制在：噴側(cè)墻時(shí)不超過(guò)l0％，噴拱頂時(shí)不超過(guò)15％。降低回彈率的措施是多方面的，可以采用合理的噴射風(fēng)壓、適當(dāng)?shù)膰娚渚嚯x(噴頭與受?chē)娒嬷g的距離)和水灰比，以及合理的骨料級(jí)配予以解決。

回彈物硬化后，是一種缺少水泥、多孔隙疏松物質(zhì)，其中水泥、砂、石子的比例大體為1：3：6。一般可回收作為普通混凝土的骨料用于施工非重點(diǎn)工程。

(2)粉塵。目前，國(guó)內(nèi)廣泛采用干式噴射工藝，拌和水是在噴頭處加入的，水與干料的混合時(shí)間非常短促，不易拌和濕潤(rùn)，故易產(chǎn)生粉塵。裝干料或設(shè)備密封不良時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生粉塵，使作業(yè)條件惡化，影響噴射質(zhì)量，有害工人健康。解決的主要途徑：使用濕式噴射機(jī)，改噴于料為噴潮料(料流中水灰比為0．25～o．35)，采用水泥裹砂法工藝(圖1-53)，在噴頭處設(shè)雙水環(huán)(圖1-54)，在上料口安裝吸塵裝置，適當(dāng)降低噴射風(fēng)壓，以及加強(qiáng)通風(fēng)、稀釋粉塵濃度等。

圖1―53水、伲曩砂法工乙沉欄

(3)圍巖涌水的處理。圍巖有涌水，將使噴層與巖層的黏結(jié)力降低而造成噴層脫落或離層。在這些地區(qū)噴射時(shí)，先要對(duì)水進(jìn)行處理。處理的原則是：以排為主，排堵結(jié)合，先排后噴，噴注結(jié)合。若巖幫僅有少量滲水、滴水，可用壓風(fēng)清掃，邊吹邊噴即可；遇有小裂隙水，可用快凝水泥砂漿封堵，然后再?lài)姡辉诼┧星矣辛严秹毫λ牡攸c(diǎn)，則單純封堵是不行的，必須將水導(dǎo)出，如圖1―55所示。首先找到水源點(diǎn)，在該處鑿一個(gè)深約lOcm的喇叭口，用快凝水泥凈漿將導(dǎo)水管埋入，使水沿著導(dǎo)水管集中流出，再向管子周?chē)鷩娀炷?，待混凝土達(dá)到相當(dāng)強(qiáng)度后，再向?qū)軆?nèi)注入水泥砂漿將孑L封閉。若圍巖出水量或水壓較大，導(dǎo)水管一般不再封閉，而用膠管直接將水引入水溝。在上述各種方法都不能奏效的大量承壓涌水地點(diǎn)，可先注漿堵水，然后再?lài)娚浠炷痢?/p>

圖1―54雙水環(huán)和異徑葫蘆管圖

1，4一輸料管；2一預(yù)加水環(huán)；3一葫蘆管；5一噴頭水環(huán)；6--噴嘴；7一攏料管；8一水閥；9一膠管

圖1―55排水管法導(dǎo)水

1一噴射混凝土；2排水管；3一快凝水泥；4一水源；5一空隙

(4)噴層收縮裂縫的控制。由于噴射混凝土水泥用量大，含砂量較高，噴層又是大面積薄層結(jié)構(gòu)，加入速凝劑后迅速凝結(jié)，這就使混凝土在凝結(jié)期的收縮量大為減少，而硬化期的收縮量明顯增大，結(jié)果混凝土層往往出現(xiàn)有規(guī)則的收縮裂縫，從而降低了噴射混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量。

為了減少?lài)妼拥氖湛s裂縫，應(yīng)盡可能選用優(yōu)質(zhì)水泥，控制水泥用量，不用細(xì)砂，掌握適宜的噴射厚度，噴射后必須按養(yǎng)護(hù)制度規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在混凝土終凝后開(kāi)始進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)；用普通水泥時(shí)，噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7晝夜；礦渣水泥時(shí)，噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)問(wèn)不少于l4晝夜；只有在淋水的地區(qū)或相對(duì)濕度為95％以上的情況下，才可不專(zhuān)門(mén)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。必要時(shí)可掛金屬網(wǎng)來(lái)提高噴層的抗裂性。

d施工平面布置與施工組織

(1)施工平面布置。噴射混凝土施工時(shí)的平面布置，主要指混凝土攪拌站和噴射機(jī)的布置方式。

1)攪拌站有布置在地面和布置在噴射作業(yè)地點(diǎn)兩種方式。攪拌站在地面布置，不受場(chǎng)地空間限制，可采用大型攪拌機(jī)提高攪拌效率，并可減少井下作業(yè)地點(diǎn)的粉塵量，但運(yùn)輸距離很長(zhǎng)時(shí)，拌和料在運(yùn)輸過(guò)程中可能變質(zhì)，影響噴射質(zhì)量。攪拌站布置在井下作業(yè)地點(diǎn)，則可隨用隨攪拌，能保證拌和料的質(zhì)量，但受井下作業(yè)空間的限制，一般只能采用小型攪拌機(jī)或人工拌料，工效低，粉塵比較大。

2)噴射機(jī)布置有兩種布置方式。一種是布置在作業(yè)地點(diǎn)(圖1-56)。采用這種布置形式噴射手與噴射機(jī)司機(jī)便于聯(lián)系，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)堵管事故等，但占用巷道空間大，設(shè)備移動(dòng)頻繁，使掘進(jìn)工作面設(shè)備布置復(fù)雜化，對(duì)掘進(jìn)工作有干擾，僅適用于巷道斷面大或雙軌巷道。

圖1―56噴射機(jī)布置在噴射作業(yè)地點(diǎn)示意圖

1一耙斗裝巖機(jī)；2一噴射機(jī)；3一空礦車(chē)；4一重礦車(chē)；5一小膠帶上料機(jī)；6一混凝土材料車(chē)

另一種布置方式是噴射機(jī)遠(yuǎn)離噴射地點(diǎn)，且不隨工作面的推進(jìn)而移動(dòng)，用延接輸料管路的辦法進(jìn)行噴射作業(yè)(圖1-57)。這種布置方式可以少占用巷道空間，簡(jiǎn)化工作面設(shè)備布置，對(duì)掘進(jìn)工作干擾小，便于掘噴平行作業(yè)。但管路磨損量大，易產(chǎn)生堵管事故，適用于有相鄰巷道、硐室可利用作噴射站時(shí)。

圖1―57噴射機(jī)布置在硐口外示意圖

1一攪拌機(jī)；2一噴射機(jī)；3一輸料管；4一供水管；5一噴頭

(2)作業(yè)方式。掘噴平行作業(yè)分為兩種，一種是掘進(jìn)和噴射基本上有各自的系統(tǒng)和路線(xiàn)，互不干擾；另一種是以掘進(jìn)為主，在不影響掘進(jìn)正常進(jìn)行的條件下，進(jìn)行噴射作業(yè)。掘噴單行作業(yè)，根據(jù)工作面巖石破碎程度、風(fēng)化潮解情況和掘進(jìn)噴射的工作量大小，可區(qū)分為一掘一噴或二掘以至三掘一噴等。前者即一班掘進(jìn)，下一班噴射；后者即連續(xù)兩個(gè)或三個(gè)班掘進(jìn)，第三或第四班進(jìn)行噴射，但不能間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

(3)勞動(dòng)組織。噴射混凝土的勞動(dòng)組織分專(zhuān)業(yè)隊(duì)和綜合隊(duì)兩種形式。專(zhuān)業(yè)化噴射隊(duì)有利于各工種熟練操作技術(shù)，保障工程質(zhì)量，加快施工速度。

噴射作業(yè)的勞動(dòng)力配備與機(jī)械化程度、施工平面布置以及掘進(jìn)作業(yè)方式等因素有關(guān)。一般情況下，可參照表l―21配備。如用人工攪拌、人工上料，攪拌站和噴射機(jī)站的人員應(yīng)適當(dāng)增加。

表1―21噴射混凝土勞動(dòng)組織參考表

1．4．3．5噴錨支護(hù)

A赍錨支護(hù)類(lèi)型

(1)單一噴射混凝土支護(hù)。

(2)單一錨桿支護(hù)。

(3)噴、錨聯(lián)合支護(hù)。

(4)噴、錨、網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)等。

B噴錨支護(hù)的優(yōu)越性及適用條件

a噴錨支護(hù)的優(yōu)越性

(1)施工工藝簡(jiǎn)單，機(jī)械化程度高，有利于減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高工效。

(2)施工速度快，為組織巷道快速施工一次成巷創(chuàng)造了有利條件。

(3)噴射混凝土能充分發(fā)揮圍巖的自承能力，并和圍巖構(gòu)成共同承載的整體，使支護(hù)厚度比砌碹厚度減少1／3～I(xiàn)／2，從而可減少掘進(jìn)和支護(hù)的工程量。此外，噴射混凝土施工不需要模板，還可節(jié)約大量的木材和鋼材。

(4)質(zhì)量可靠，施工安全。因噴射混凝土層與圍巖黏結(jié)緊密，只要保證噴層厚度和混凝土的配合比，施工質(zhì)量容易得到保證。又因噴射混凝土能緊跟掘進(jìn)工作面進(jìn)行噴射，能及時(shí)有效地控制圍巖變形和防止圍巖松動(dòng)，使巷道的穩(wěn)定性容易保持。許多施工經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，即使在斷層破碎帶，噴錨支護(hù)(必要時(shí)加金屬網(wǎng))也能保證施工安全。

(5)適應(yīng)性強(qiáng)，用途廣泛。噴錨支護(hù)或噴錨網(wǎng)支護(hù)，不僅廣泛用于礦山井巷硐室工程，而且也大量用于交通隧道及其他地下工程；既適用于中等穩(wěn)定巖層，也可用于節(jié)理發(fā)育的松軟破碎巖層；既可作為巷道的永久支護(hù)，也可用于臨時(shí)支護(hù)和處理冒頂事故等。

b適用條件

除嚴(yán)重膨脹性巖層、毫無(wú)黏結(jié)力的松散巖層，以及含飽和水、腐蝕性水的巖層中不宜采用噴錨支護(hù)外，其他情況下均可優(yōu)先考慮使用。表1―22所示為隧道和斜井的錨噴支護(hù)類(lèi)型及參數(shù)。

表l一22隧道和斜井的錨噴支護(hù)類(lèi)型及參數(shù)