大型噴射混凝土機(jī)械手濕噴實(shí)用工藝施工工法

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)大型噴射混凝土機(jī)械手濕噴工藝施工工法中國(guó)中鐵四局集團(tuán)第二工程有限公司1. 前言近年來(lái)，濕噴工藝取代了原干噴工藝，成為公路、鐵路、水工隧道施工主要噴射工藝。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的濕噴設(shè)備，大多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能單一、生產(chǎn)效率低，施工時(shí)需要人工手持噴槍進(jìn)行噴射， 工人勞動(dòng)強(qiáng)度大， 骨料的反彈及噴射產(chǎn)生的粉塵對(duì)施噴人員健康有極大的危害 , 且混凝土的噴射質(zhì)量主要依賴(lài)于工人的技術(shù)水平，隨意性大，混凝土的回彈率高達(dá) 30-40%，造成比較大的浪費(fèi)。隨著人員工費(fèi)上漲和機(jī)械化程度的不斷提高， 選擇噴射速度快、 機(jī)械化程度高、 回彈率低的大型噴射混凝土機(jī)械手將成為公路、鐵路、水工隧道施工發(fā)展的必然。吉圖琿香水隧道位于

2、吉林省蛟河市境內(nèi)，全長(zhǎng) 4560m，隧道圍巖以、 IV 級(jí)為主 , 設(shè)計(jì)噴射混凝土 14800m3 ，施工中采用大型噴射混凝土機(jī)械手進(jìn)行施工，顯著改善了噴射混凝土質(zhì)量，提高了工效，減少了回彈量，取得了較好的效果。經(jīng)總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)形成該工法。2. 工法特點(diǎn)2.1施工速度快，每小時(shí)噴射混凝土量可達(dá)到1025m3 。2.2噴射混凝土附著力較好、 密實(shí)度較高， 工藝可控性高、 強(qiáng)度較傳統(tǒng)干噴混凝土高出 20%左右，噴射混凝土表面平順性較干噴好。2.3機(jī)械化程度高，操作人員較少，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度低。2.4作業(yè)范圍大，最大噴射寬度可達(dá)30m，最大噴射高度可達(dá)17m。2.5噴射回彈率低，回彈率可控制在15%以

3、內(nèi)。2.6作業(yè)環(huán)境較好，也較安全。3. 適用范圍本工法適用于鐵路、公路及水工隧道噴射混凝土施工。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)4. 工藝原理大型噴射混凝土機(jī)械手工作原理是將水泥、 骨料、水和外加劑等按設(shè)計(jì)配合比經(jīng)強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌均勻后，利用混凝土運(yùn)輸罐車(chē)運(yùn)送至噴射地點(diǎn)加入噴射機(jī)，通過(guò)噴射機(jī)泵將稠密流料泵送至噴頭處， 與電腦全自動(dòng)配比摻量控制的液體速凝劑混合，再用高壓空氣進(jìn)行噴射的一種方法。大型噴射混凝土機(jī)械手工作基本原理見(jiàn)圖4.1 。圖 4.1 大型噴射混凝土機(jī)械手工作基本原理5. 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 工藝流程大型噴射混凝土機(jī)械手濕噴工藝流程見(jiàn)圖5.1 。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)施工準(zhǔn)備原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)受?chē)?/p>

4、面處理選定混凝土配合比埋設(shè)噴層厚度標(biāo)釘混凝土噴射機(jī)械手就位合格自動(dòng)計(jì)量攪拌混凝土連通電源，開(kāi)機(jī)調(diào)試清混凝土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸洗初噴混凝土、保加入液體速凝劑養(yǎng)噴射施作錨桿、鋼架（如機(jī)果有）、掛鋼筋網(wǎng)械手復(fù)噴混凝土作業(yè)補(bǔ)噴，調(diào)整配合比不合格質(zhì)量檢查合格機(jī)械手退出，結(jié)束圖 5.1大型噴射混凝土機(jī)械手濕噴工藝流程5.2 操作要點(diǎn)機(jī)械手濕噴 C25混凝土推薦配合比文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)1、配合比設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范根據(jù) TB10424-2010鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，噴射混凝土水膠比不大于 0.50 ，膠凝材料用量不小于 400kg/m3，粗骨料最大料徑不大于16mm，細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于 2.5 。2、原材料的

5、選用1 ）水泥： PO42.5普通硅酸鹽水泥；2 ）細(xì)骨料：天然河砂、細(xì)度模數(shù) 2.9 ，石粉含量 2.4%，泥塊含量 0.1%；3 ）粗骨料： 510mm碎石，連續(xù)級(jí)配，含泥量 0.7%，泥塊含量 0.1%；4 ）速凝劑： ZB-6 型液體速凝劑，摻量為凝膠材料的 4%；5 ）減水劑：RAWY101型，聚羧酸系高性能減水劑， 摻量為凝膠材料的 0.5%；6 ）水：飲用水。3、基準(zhǔn)配合比計(jì)算配制強(qiáng)度： fcu ， o=25+1.645 5.0=33.2(MPa)水膠比： w/c=0.45用水量 :W=207L（根據(jù)前期坍落度調(diào)試后取值）膠凝材料用量： C=207/0.45 = 460 (kg/

6、m3 )速凝劑用量： 4604%=18.4 (kg/m 3 )減水劑用量： 4600.5%=2.3(kg/m 3 )砂率選用 : SP=50%（根據(jù)前期混凝土和易性調(diào)試后取值）混凝土容重：取2400 (kg/m 3 )細(xì)集料用量： S=（2400-207-460-18.4-2.3） 50%=856(kg/m3 )粗集料用量： G=2400-207-460-18.4-2.3-856=856(kg/m3 )4、試拌調(diào)整，確定理論配合比在計(jì)算配合比的基礎(chǔ)上進(jìn)行試拌， 試拌后進(jìn)行噴射實(shí)驗(yàn)， 經(jīng)過(guò)多次調(diào)整， 確定基準(zhǔn)配合比見(jiàn)表 5.2 。表 5.2噴射混凝土基準(zhǔn)配合比項(xiàng)目水泥粗骨料細(xì)骨料速凝劑減水劑水（

7、kg）（ kg）（kg）（kg）（ kg）（ L）用量460701100918.44.6207文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)按此配合比進(jìn)行拌制，混凝土坍落度為170mm，混凝土粘聚性良好，混凝土拌合物性能符合施工要求。 對(duì)試拌確定的配合比進(jìn)行三個(gè)不同水膠比的28d 強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)證，所選配合比能滿足設(shè)計(jì)及施工要求，且經(jīng)濟(jì)性合理， 確定為理論配合比。大型噴射混凝土機(jī)械手濕噴工藝操作要點(diǎn)機(jī)械手濕噴混凝土作業(yè)時(shí)，骨料最大粒徑、混凝土的和易性、風(fēng)壓大小、巖面整潔度、速凝劑摻量、一次噴射厚度、操作手經(jīng)驗(yàn)水平、噴射距離、角度、噴射順序、噴頭移動(dòng)等對(duì)噴射混凝土質(zhì)量、回彈都有很大影響。1、噴射順序噴射應(yīng)先墻后拱，從下至上、以S

8、 曲線移動(dòng)進(jìn)行噴射。隧道從兩側(cè)邊墻底部開(kāi)始噴射，噴射到拱頂中心線位置閉合，完成一環(huán)噴射混凝土的一次試噴。2、噴射角度噴射時(shí)，噴頭應(yīng)保持與受?chē)娒娲怪?。噴射交角過(guò)小將增加混凝土的回彈率，降低噴射密實(shí)度；垂直于巖面噴射時(shí)，連續(xù)的混凝土“稀薄流”對(duì)反彈物有二次嵌入作用，可以降低回彈率，增加一次噴射厚度。3、噴射距離由于濕噴要求的風(fēng)壓較大， 如果噴頭距受?chē)娒嫣?高壓風(fēng)會(huì)將剛 “附著”在受?chē)娒嫔系幕炷链档簦够炷恋幕貜椓吭龃?。噴頭距巖面的距離宜為0.8 1.2m。4、噴射混凝土作業(yè)噴射混凝土回彈在剛噴射時(shí)最大，當(dāng)巖面噴厚達(dá)到23cm 后，回彈最小，且穩(wěn)定，當(dāng)噴射到附著在巖面的混凝土滑落、流淌時(shí)，一

9、次噴厚達(dá)到最大，此時(shí)不能再繼續(xù)噴射，應(yīng)等噴射混凝土初凝后方能進(jìn)行復(fù)噴。噴射時(shí)首先伸展機(jī)械手大臂調(diào)整噴頭在邊墻底部施噴位置，使用機(jī)械手小臂自動(dòng)平行功能調(diào)整小臂與地面水平，與隧道邊墻平行，調(diào)整噴頭距離、角度，完成上述工作后可開(kāi)始噴射， 噴射中盡量不要再調(diào)整噴頭距離、 角度及機(jī)械手大臂，僅需使用自動(dòng)伸縮功能控制噴頭在小臂上自動(dòng)伸縮，即從一端緩慢運(yùn)行到另一端來(lái)回 23 次可完成一遍噴射；然后伸展大臂 30cm 左右 ( 在拱部根據(jù)隧道輪廓小臂做適當(dāng)翻轉(zhuǎn) ) ，大臂做垂直、水平移動(dòng)，確保噴頭與巖面的角度和距離，按上文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)述順序噴射下一部位，如此循環(huán)完成需噴混凝土的噴面。5、堵管處理噴射施工中極

10、少發(fā)生堵管， 若發(fā)生時(shí)應(yīng)立即關(guān)閉機(jī)械手及計(jì)量泵，關(guān)掉輸送風(fēng)，拍打軟管，并倒掉管內(nèi)存留混凝土，堵管處理完成后應(yīng)先加水噴射洗管，確保管路暢通無(wú)誤后才能進(jìn)行再次噴射施工。6、混凝土坍落度要求骨料最大粒徑應(yīng)小于16mm，否則會(huì)因阻力過(guò)大無(wú)法順利噴出而沖掉噴嘴處塑料噴頭而短時(shí)中止施噴，影響工效；混凝土坍落度宜為1018cm。7、工作風(fēng)壓、風(fēng)量工作風(fēng)壓宜為 0.2 0.4MPa，工作風(fēng)壓的選擇與混凝土的和易性有關(guān)，和易性越好，工作風(fēng)壓較小，反之偏大。風(fēng)壓調(diào)整應(yīng)根據(jù)工作面距離，合理選用機(jī)械手的輸送管直徑， 確保得到合適的混凝土出口速度，實(shí)際施工中應(yīng)根據(jù)混凝土和易性、風(fēng)壓穩(wěn)定性影響進(jìn)行調(diào)整，以保證噴射混凝土在

11、噴射口形成連續(xù)噴射、無(wú)流淌、并使得噴射混凝土能以合適速度垂直射向受?chē)娒妗?、巖面整潔度對(duì)于較臟巖面， 先用高壓風(fēng)或水清洗受?chē)娒妫?提高混凝土與巖面的黏結(jié)力以達(dá)到噴射最佳效果。 欠挖超標(biāo)過(guò)多的先行局部處理。對(duì)于滲水巖面， 一般情況下濕噴可以將滲水封住， 對(duì)于滲水較嚴(yán)重， 形成水流時(shí)就需要打排水孔、 掛防水板，然后進(jìn)行噴護(hù)作業(yè)。9、噴射層厚度一次噴射層太厚，在自重作用下，噴層會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)裂甚至引起坍落: 太薄時(shí)大部分粗集料會(huì)回彈，噴層僅留砂漿，將影響噴射效果和質(zhì)量。10、速凝劑摻量摻量過(guò)大導(dǎo)致回彈增大， 混凝土噴層密實(shí)性變差； 摻量過(guò)小導(dǎo)致噴層流淌下墜形成微裂紋或掉塊。 因此須在進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)時(shí)嚴(yán)

12、格控制其摻量，以達(dá)到質(zhì)量控制和節(jié)省成本的目的。 一般拱部部分速凝劑摻量較邊墻部分稍大，且噴射速度也相應(yīng)較慢。11、維修、保養(yǎng)噴射結(jié)束后，應(yīng)將機(jī)械手開(kāi)至洞外或不影響正常施工的其他地點(diǎn)，按操作堆積對(duì)文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器進(jìn)行維護(hù)、 保養(yǎng)。因機(jī)械手的維修難度和費(fèi)用較高，因此機(jī)械手的日常維護(hù)保養(yǎng)工作顯得十分的重要。5.2.3勞動(dòng)組織勞動(dòng)力組織見(jiàn)表 5.2.3 。表 5.2.3主要人員組織表序號(hào)工種人數(shù)工作內(nèi)容 / 職責(zé)備注1現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人1現(xiàn)場(chǎng)指揮、協(xié)調(diào)2安全員1負(fù)責(zé)施工中的安全防護(hù)3質(zhì)檢員1負(fù)責(zé)質(zhì)量監(jiān)控檢查4技術(shù)員2負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)、技術(shù)交底、測(cè)量放線5試驗(yàn)員1負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)混凝土等6領(lǐng)工員2現(xiàn)場(chǎng)施工組織、控制7設(shè)

13、備操作手1操作8輔助工2指揮罐車(chē)倒料，控制放料速度9修理工1噴射混凝土機(jī)械手日常維修保養(yǎng)10電工1負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)電力設(shè)施維護(hù)等6.材料與設(shè)備本工法主要機(jī)具設(shè)備見(jiàn)表 6。表 6主要機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)單位數(shù)量備注1強(qiáng)制式攪拌機(jī)臺(tái)（套）2負(fù)責(zé)供應(yīng)所需濕噴混凝土2罐車(chē)臺(tái)3運(yùn)送混凝土3混凝土噴射機(jī)臺(tái)1挪曼爾特 7110WPC混凝土噴射機(jī)4供水設(shè)備套6用以清洗機(jī)械手混凝土輸送管及軟管5坍落度筒個(gè)1用以測(cè)試噴射混凝土坍落度7. 質(zhì)量措施7.1 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)為確保濕噴混凝土厚度、均勻性、平順性、強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施工，執(zhí)行現(xiàn)行的錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范（ GB50086-2

14、001）、TB10424-2010鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及其他相關(guān)規(guī)定。7.2 質(zhì)量控制措施影響噴層質(zhì)量的主要因素有混凝土拌合物工作度、設(shè)備性能、操作手水平、速凝劑摻量、材料及混凝土配合比等。采用分層噴射、“動(dòng)大臂、移小臂”的操作要點(diǎn)，確保移動(dòng)噴射點(diǎn)由點(diǎn)到線再到面保證噴射混凝土的平整度。優(yōu)化配合比，選擇高質(zhì)穩(wěn)定的速凝劑，嚴(yán)格控制水膠比和速凝劑摻量，確保混凝土強(qiáng)度。采用預(yù)埋鋼筋、分層噴射來(lái)保證噴射混凝土厚度。噴射前應(yīng)先對(duì)巖面進(jìn)行處理，軟巖采用高壓風(fēng)吹洗、硬巖可采用水洗，以提高噴射混凝土與巖面黏結(jié)強(qiáng)度。噴射過(guò)程中嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，調(diào)整噴頭至巖面的角度和距離、工作風(fēng)壓、速凝劑摻量等工藝參數(shù)

15、至最佳狀態(tài)，降低噴射回彈率。一次試噴完成后，應(yīng)間隙510 分鐘才能復(fù)噴，防止混凝土自重較大未初凝而掉塊。挑選責(zé)任心強(qiáng)、有一定工作經(jīng)驗(yàn)的施工人員成立專(zhuān)業(yè)班組，通過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)班組的實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)以及廠家現(xiàn)場(chǎng)跟蹤指導(dǎo)，快速有效的提高機(jī)械手噴射技術(shù)。進(jìn)入工地的主要材料嚴(yán)格按規(guī)定和設(shè)計(jì)要求把關(guān)，所有進(jìn)場(chǎng)材料須有出廠合格證和必要的檢驗(yàn)報(bào)告。對(duì)進(jìn)場(chǎng)料、設(shè)備尤其是速凝劑的質(zhì)量嚴(yán)格按技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。嚴(yán)格按配合比施工，控制好水灰比，控制好各種外加劑尤其是速凝劑的摻量。8. 安全措施8.1 施工中嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作。8.2 注意按周期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)。8.3 施工中注意電、風(fēng)、液體速凝劑連接檢查及出現(xiàn)問(wèn)題的緊急處

16、理。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)8.4 設(shè)備僅準(zhǔn)許培訓(xùn)過(guò)的操作工人操作，其他參與噴射施工的工人不能動(dòng)設(shè)備按鈕。8.5 設(shè)備行走中應(yīng)注意安全，在設(shè)計(jì)允許坡度、速度范圍行走。8.6 速凝劑操作過(guò)程中應(yīng)注意防止速凝劑泄漏腐蝕。8.7 機(jī)械手操作員應(yīng)佩戴頭部防護(hù)裝置，防止混凝土回彈傷人。8.8 濕噴機(jī)械手進(jìn)行噴混凝土作業(yè)時(shí)， 施工人員應(yīng)站在已經(jīng)初期支護(hù)完成的安全位置，機(jī)器本身也應(yīng)停在初期支護(hù)完成的部位， 操作人員通過(guò)機(jī)械臂伸縮到掌子面進(jìn)行噴射作業(yè)。9. 環(huán)保節(jié)能措施9.1 成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的環(huán)保、文明施工領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境保護(hù)和文明施工進(jìn)行監(jiān)督、指導(dǎo)、檢查。9.2 隧道內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)和照明，在有粉塵的作

17、業(yè)環(huán)境中作業(yè)，除灑水和通風(fēng)外，作業(yè)人員還必須配備勞保防護(hù)用品。9.3 加強(qiáng)設(shè)備養(yǎng)護(hù)，減少設(shè)備漏油施工機(jī)械的廢油廢水，采用隔油池等有效措施加以處理，不得超標(biāo)排放。9.4隧道內(nèi)施工污水必須經(jīng)治理凈化處理后排放，不得直接排入河道， 做好排水系統(tǒng)，保證排水通暢。9.5 施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)盡量減小噪音，施工人員按指定地點(diǎn)和時(shí)間活動(dòng)，盡量不影響周?chē)用竦恼９ぷ骱蜕睢?.6 施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備更換的零、配件應(yīng)及時(shí)回收；廢油、廢水等進(jìn)行回收處理，不得隨意亂倒。10 經(jīng)濟(jì)效益分析在噴射混凝土回彈率方面， 如采用傳統(tǒng)小型干噴機(jī)作業(yè)， 噴射混凝土回彈率超過(guò) 30%，而使用大型噴射混凝土機(jī)械手施工，噴射混凝土回彈率小于15

18、%，噴射混凝土回彈率可大大降低。 在人員配置方面， 使用耿力干噴機(jī)進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)時(shí)， 1 臺(tái)干噴機(jī)需配備5 名作業(yè)人員（包括上料人員，添加速凝劑人員，噴文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)槍操作人員及輔助人員） ，一般需配備 3 臺(tái)才能滿足施工作業(yè)，作業(yè)人員需約 15 人，而使用噴射機(jī)械手時(shí)僅需要 4 名作業(yè)人員（設(shè)備操作手 1 人，輔助工 2 人，修理工 1 人）即可控制整個(gè)施工過(guò)程。 可以節(jié)省 11 名勞動(dòng)力。 在施工效率方面，三臺(tái)耿力干噴機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中其噴射混凝土量約為8.5 m3/h ，一臺(tái)大型噴射混凝土機(jī)械手噴射混凝土量超過(guò)10.5 m 3 /h ，生產(chǎn)效率是三臺(tái)耿力干噴機(jī)的 1.2倍。在職業(yè)健康保障方面，傳統(tǒng)干噴作業(yè)中，粉塵濃度普遍在80 mg/m3 以上，有的高達(dá) 100 mg/m3 ，遠(yuǎn)高于標(biāo)