【文章內(nèi)容簡介】 305型機械手，修建魯布革水電站引水隧洞時噴射混凝土已用Aliva305型機械手。國產(chǎn)機械手用于鐵路隧道施工最早的是韓家河隧道，南昆線二排坡隧道則用南京軍區(qū)生產(chǎn)的SPJS10機械手。所有這些機械手在施工中都取得了不錯的實績，但進口的機械手價格較高，一般的施工單位都不愿購置。2. 混凝土噴射的工藝流程將粗骨料、細骨料、水泥、水、外加劑按照一定的比例送至攪拌機進行充分均勻的攪拌后,通過氣送式螺旋濕噴機的喂料機構,并借助于壓縮空氣將以拌好的混凝土拌合料輸送至噴嘴,在噴嘴處通過添加速凝劑后高速噴射至受噴面,混凝土在受噴面迅速凝結(jié)并對受噴面起到支護作用,從而完成整個噴射作業(yè)。其中速凝劑的添加由獨立的空氣比列配置閥來完成的。其整個噴射工藝流程如圖24所示:從整個噴射工藝流程可以看出氣送式螺旋濕噴機的噴射工藝具有以下特點:① 粉塵小,回彈小。② 因充分攪拌混合,水泥的水化程度高,故混凝土噴射強度高。③ 輸送距離遠。④ 為了提高混凝土的氣力輸送性能,故水灰比受一定的限制。⑤ 速凝劑添加的比例精度高。為了提高混凝土的噴射質(zhì)量,應在混凝土的材料及工藝中的噴射參數(shù)方面進行嚴格的控制:① 粗骨料主要是為混凝土支護提供支架的作用,對混凝土的噴射強度有決定性的作用。為此,粗骨料應以不規(guī)則、多棱角、表面粗糙堅硬的碎石為主,因這樣的碎石有助于在噴射時嵌入具有塑性的砂漿之中,減少了回彈,提高了混凝土的噴射強度。② 細骨料為混凝土支護起到填充空隙的作用。細骨料的質(zhì)量影響混凝土的流動性及粘結(jié)能力,因此細骨料應以堅硬耐久的中砂、粗砂為主。③ 在滿足混凝土噴射強度的要求下,混凝土的噴射應處于最佳狀態(tài)噴射。應根據(jù)現(xiàn)場噴射試驗調(diào)整混凝土的噴射距離,一次噴射混凝土的厚度,工作風壓,噴射混凝土的時間間隔及混凝土的坍落度,以保證上述各參數(shù)處在最理想的范圍。1) 噴射混凝土 最佳水灰比的確定 水灰比是影響混凝土噴射強度的重要因素之一,水灰比大時,水泥的速凝效果差,所噴射的混凝土強度低。水灰比小時,水泥不能充分水化,所噴射的混凝土回彈高,強度低。因此,如果不考慮施工方面的局限性,混凝土的水灰比與其噴射強度間存在著一定的關系,即存在一定范圍的水灰比來保證所噴射的混凝土具有較高的強度。處于此范圍的水灰比就稱之為最佳水灰比。當混凝土的水灰比髙于或低于最佳水灰比時,混凝土的噴射強度會直線下降,如下圖25所示: 由圖形可知:~,在此范圍之外,混凝土的噴射強度將下降較快。因此,進行混凝土噴射的時,在滿足混凝土輸送條件及回彈量的要求下,應使噴射混凝土的水灰比靠近最佳水灰比的范圍,以保證較高的混凝土噴射強度,從而更好的實現(xiàn)混凝土對受噴面的噴射支護作用。2）噴射混凝土最大稠度臨界點的控制由混凝土噴射支護的機理及其噴射工藝的過程可知:對于剛剛噴射的混凝土必須要具一定的稠度和粘滯度。只有這樣才能保證混凝土的噴射基層與受噴面間具有一定的粘結(jié)效果,以便剛剛噴射的混凝土粘附在受噴面上,或者是后面噴射的混凝土對先前已噴射的混凝土具有良好的搗實及粘附效果。這樣混凝土的噴射才能繼續(xù)下去,直至完成整個噴射工作。因此,為了保證混凝土的噴射支護效果,在混凝土的噴射過程中,對噴射混凝土稠度的控制就較為重要了?；炷恋奶涠扰c擴散度是衡量混凝土稠度的重要指標,前者主要反映混凝土的流動性和粘聚性,后者反映混凝土的離析程度。為了滿足混凝土輸送性能上的要求,在氣力輸送(稀流輸送)中,混凝土拌合料應處于1~2厘米(坍落度)。稠流(泵送)輸送時,應處于2~3厘米(坍落度)。然而,無論采取哪種方式輸送,對于塌落度為2厘米左右的混凝土拌合料,~。由此可見,混凝土噴射物是屬于低流動性的,可取的稠度范圍較窄,我們把這個可取的、范圍極窄的稠度稱之為最大稠度臨界點。低于這個臨界點,在噴射混凝土作業(yè)時,就不可能使混凝土獲得良好的搗實效果,如:混凝土與周圍受噴面緊貼的粘附效果或混凝土對受噴面上裂縫的膠結(jié)效果。混凝土噴射層內(nèi)將裹入干拌合物夾層,回彈量增大,混凝土噴射強度下降。反之,在噴射混凝土作業(yè)時,將加劇混凝土拌合料的濺落和噴射層片落。造成噴射混凝土回彈上升,噴射質(zhì)量下降。由此可見,在進行混凝土噴射支護的過程中,合理而恰當?shù)目刂谱畲蟪矶扰R界點對提高混凝土噴射效率和噴射質(zhì)量是相當重要的。坍落度的測試方法：用一個上口100mm、下口200mm、高300mm喇叭狀的塌落度桶，灌入混凝土分三次填裝，每次填裝后用搗錘沿桶壁均勻由外向內(nèi)擊25下，搗實后，抹平。然后拔起桶，混凝土因自重產(chǎn)生塌落現(xiàn)象，用桶高(300mm)減去塌落后混凝土最高點的高度，稱為塌落度。如果差值為100mm，則坍落度為100。3）影響回彈量的幾個因素 混凝土噴射工藝的特點決定了噴射混凝土時一定會產(chǎn)生回彈,而回彈又與噴射混凝土的強度及經(jīng)濟利益有著密切的關系。因此,在噴射混凝土的過程中,為了保證混凝土的噴射質(zhì)量,降低混凝土的噴射成本,回彈量是很值得研究一個物理量。在此,我們就有關影響混凝土回彈量的因素進行如下分析與討論:①工作壓風對回彈量的影響。工作壓風恰當時,噴射的混凝土結(jié)合密實,回彈量少,混凝土質(zhì)量高。當風壓過低時,從噴嘴射出的混凝土速度小,獲得的動能就低,不能夠嵌入到砂衆(zhòng)里面或者不能夠與砂漿搗實、粘結(jié)在一起而致使其墜落。當工作壓風過高,混凝土的噴射速度就大,很容易反彈下來,造成回彈量增大。因此,試噴時,一定要多次改變工作風壓找出最佳的回彈量所對應的風壓值。②水灰比對回彈量的影響。從理論上分析,~,但此范圍的水灰比不滿足輸送原理及施工工藝的要求。在實驗中,混凝土拌合料不能混合均勻,料束分散,回彈加劇。,混凝土的稠度降低,粘性不足。噴射后混凝土砂漿會沿著噴層流動,甚至脫落。通過噴射實踐驗證:~,對回彈量的影響最小。③ 噴距對回彈量的影響。一般而言,當工作壓風穩(wěn)定不變時,噴嘴到受噴面的距離決定了噴射出來的混凝土在空氣中流動時所受空氣阻力的大小。噴距越小,阻力越小,混凝土的噴射速度就越大,其獲得的動能也越大。這樣混凝土很容易在噴射到受噴面時被反沖下來,導致混凝土的回彈量增大,影響噴射效率及混凝土的噴射質(zhì)量。噴距過大,混凝土在空氣流動中所受阻力就大,其速度也小,且在受噴面上擴散的面積較大,使回彈量加大,甚至有些物料還沒到達受噴面就墜落下來。4）混凝土的噴射特性分析①混凝土的噴