濕噴機(jī)械手在某隧道快速施工中應(yīng)用

濕噴機(jī)械手在某隧道快速施工中應(yīng)用中鐵隧道集團(tuán)x處x公司0引言近年來(lái)濕噴混凝土成為鐵路、公路及水工隧道成主流施工工藝，但小型濕噴機(jī)械很難克服噴射速度慢，易損件損耗大的弊病，一般單臺(tái)噴射量小于2.5m3/小時(shí)，雖然可以多臺(tái)組合同時(shí)作業(yè)提高速度，但隧道內(nèi)空間有限，所以，小型濕噴機(jī)械的應(yīng)用越來(lái)越受到限制。要在隧道盡量提高噴射混凝土速度，目前采用大型噴射混凝土機(jī)械手已成為主流施工方式。機(jī)械手噴混凝土噴射量達(dá)到15～28m3/小時(shí),相當(dāng)于十多臺(tái)小型噴射機(jī)同時(shí)作業(yè)，其作業(yè)效率可見(jiàn)而知。但機(jī)械手噴混凝土存在回彈量大、噴射不平順、對(duì)操作人員技術(shù)水平要求較高等特點(diǎn)，使?jié)駠姍C(jī)的作業(yè)效率大打折扣，本文以某隧道2#斜井濕噴機(jī)械手應(yīng)用為例，詳細(xì)介紹機(jī)械手噴混凝土工藝改進(jìn)和優(yōu)化，并對(duì)比分析機(jī)械手噴混凝土的優(yōu)勢(shì)，機(jī)械手獲得較為理想的效果。1工程概況及設(shè)備選型新建南廣鐵路某隧道位于廣東省云浮市、肇慶市兩市，全長(zhǎng)12208m。其中2#斜井施工管段全長(zhǎng)3800米，隧道洞身穿越加里東期花崗巖、寒武系砂巖、千枚巖、頁(yè)巖等地層，其中Ⅳ級(jí)圍巖986米、Ⅴ級(jí)圍巖110米，所有初期支護(hù)采用C25濕噴混凝土。2#斜井噴射混凝土采用移動(dòng)式混凝土噴射機(jī)組，該設(shè)備可以通過(guò)PLC控制系統(tǒng)控制各種數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，如外加劑摻量、混凝土輸出量、送料補(bǔ)償修正值，并可以直觀的檢測(cè)機(jī)器工作狀況、安全裝置工作狀況。傷噴射機(jī)組距技術(shù)參數(shù)否最大噴射昏高度古/m將16.1請(qǐng)理論泵送助能力戶/m3/衰h器4夏～讓30安最大噴射愛(ài)寬度柏/m房28.2樂(lè)實(shí)際噴射舉方量猛/m3/療h桿7貸～惱20酒最遠(yuǎn)噴射哥距離導(dǎo)/m舒14.3把最大輸送納壓力信/MPa驚7.5參最小可噴罪射隧洞高茂度綁/m絹4捧料斗容量檔/L隊(duì)300塑大臂回轉(zhuǎn)理角度盯/躁°鴿252春輸送管內(nèi)錦徑冰/mm宵80企主泵電動(dòng)丈機(jī)功率蜓/kW賊55合空壓機(jī)電奪機(jī)功率紀(jì)/kW朗75濤大小臂伸那縮愉/m樓2瘦噴射骨粒嬌最大粒徑筑/mm封16恥噴嘴座軸旅向回轉(zhuǎn)比/國(guó)°收360眠最大作業(yè)溫深度怨/m鼓停放平面穿以下展8.7鴨整機(jī)質(zhì)量幕/kg刃1600劍02機(jī)械手濕噴工藝2.1配合比選擇調(diào)整2.1.1原材料a.水泥噴射混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥型號(hào)符合設(shè)計(jì)要求，并按規(guī)定對(duì)進(jìn)場(chǎng)水泥進(jìn)行檢驗(yàn)強(qiáng)。b.粗、細(xì)骨料粗骨料采用自產(chǎn)碎石，花崗巖洞砟生產(chǎn)，最大粒徑不大于15mm，骨料級(jí)配宜采用連續(xù)級(jí)配。含泥量不大于1%，泥塊含量不應(yīng)大于0.25%。細(xì)骨料采用西江河沙，中砂、細(xì)度模數(shù)2.5～3.0，含水率控制在5%～7%。砂中小于0.075mm的顆粒不大于20%。含泥量不大于3%，泥塊含量不大于1%。c.減水劑本工程采用聚羧酸高效減水劑，摻量根據(jù)試驗(yàn)確定，摻量為水泥重量的0.8%。d.速凝劑引本工程采界用的是荷AC-I韻II鋼型液體速夫凝劑，摻噸量不超過(guò)探水泥重量策的勇5%雪。根據(jù)試壽驗(yàn)，混凝侄土添加該掠速凝劑初鉛凝時(shí)間登1-5m企in呈，終凝時(shí)商間壓5-10迎min何。它的后乓期強(qiáng)度保握存率大于晌90%賽。丈e.蝴水北水質(zhì)應(yīng)符診合工程用弄水的有關(guān)隱標(biāo)準(zhǔn)，水坑中不應(yīng)含尺有影響水執(zhí)泥正常凝屠結(jié)與硬化槳的有害雜葉質(zhì)。一般牽應(yīng)采用飲絹用水。幟2.1.功2攔配合比選州擇調(diào)整鄙項(xiàng)目部根晨據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)惡際情況，尊做了幾組追模型進(jìn)行醫(yī)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)掙，選擇最耗合理的一銜組，具體逝見(jiàn)下表。蕩噴施混凝激土配合比圈設(shè)計(jì)選型疾匯總眼序號(hào)貢水泥用量傷/kg盛水灰比嚇?biāo)倌齽┯糜?jì)量附/%尚砂率迅/%堪坍落度嶄/cm服初凝時(shí)間愉/min導(dǎo)終凝時(shí)間友/min淘28d接強(qiáng)度并/MPa柏1物360吐0.45否4蒜50厘13.3溝3.7傘6.8載28.2辣2窄360棄0.40純4示55范11.9壯3.2撕6.6烤32.1涉3攜380脂0.45采5撫50驗(yàn)13.5甚4.6碎7.5駛37.9陷4指380載0.40畏5忠55會(huì)12.2皮4.3師7.3死38.8愚5輕410典0.45副4澤50而12.9貼3.3撫6.2菌36.8摘6炒410輛0.40劍5拒55央12.7誘3.7洪6.5道37.1態(tài)分析得出炭，影響混矮凝土強(qiáng)度鮮的主要因促素為水灰漿比，影響名凝結(jié)時(shí)間御的主要因屯素為外加子劑的摻量雜。實(shí)際分誓析考慮，悄在滿足質(zhì)齊量要求的岸情況下盡頌量節(jié)約成品本，配合炕比采用露5透號(hào)，水泥砍：砂：碎陡石：水：彩速凝劑治=1鉆：漲2.1襪：慮2.1:她0.45理:0.0訪6野。汁2.1.信3妙配合比優(yōu)殲化籮根據(jù)噴射顏混凝土的斑設(shè)計(jì)強(qiáng)度慕，綜合考筐慮其生產(chǎn)形率、回彈病率、一次啄噴砼厚度拖和混凝土黑的和易性沃等。水灰公比過(guò)大，達(dá)速凝效果亦愈差，回禁彈量增大慧，混凝土橡強(qiáng)度偏低惹；水灰比餓小，施工旁噴射困難史，水泥水尿化不充分侮，強(qiáng)度較綱低，回彈報(bào)增大。施馳工中不斷旱調(diào)整優(yōu)化炸試驗(yàn)，確桑定混凝土伍配合比，巨保證滿足居設(shè)計(jì)強(qiáng)度所并控制坍烘落度在冰120m洗m覺(jué)±勢(shì)20mm測(cè)。攪拌混言合料采用曠HZ9志0亦的拌合站尊生產(chǎn)，每催次攪拌時(shí)裁間不小于新60s愧。拌合好駁的混合料糊運(yùn)輸時(shí)間啦不超過(guò)券2象小時(shí)，混戴合料隨拌底隨用。委2.2妙機(jī)械手噴啊混凝土工情藝葵2.2.快1誦工藝要求濕噴混凝土施工工藝流程圖合格不合格清理混凝土噴射基面埋設(shè)噴射厚度標(biāo)記檢查風(fēng)水電檢查噴漿設(shè)備并試運(yùn)行檢查液態(tài)速凝劑系統(tǒng)作業(yè)面通風(fēng)照明檢查聯(lián)絡(luò)裝置受噴面清理，排水料場(chǎng)配料拌合機(jī)水混凝土噴射機(jī)組速凝劑噴射作業(yè)機(jī)具清洗斷面測(cè)量處理超欠挖制作試塊運(yùn)輸復(fù)噴檢查眨(蛇1)俘噴頭與受揮噴面的距晉離：濕噴甲機(jī)要求風(fēng)浴壓炕0河．撥6長(zhǎng)～枝1侄．濁2MPa扁，噴頭距駁受噴面太飽近時(shí)，壓止縮空氣會(huì)腥將慰剛慌“芽粘奪”范在受噴面狡上的混凝蠢土拌和料劇吹走，使斃粗骨料的供回彈量增逮大，噴射部情況表明暈，當(dāng)噴頭劃距巖面為遣0.5苗～挨1.2m誘基時(shí)較適宜桌。飛(字2)林噴射角度萍：噴頭應(yīng)你保持與受伏噴面垂直超，若受噴冊(cè)面被格柵掙、鋼筋網(wǎng)辰覆蓋時(shí)，依可將噴頭越稍加偏斜板，但不宜點(diǎn)小于鼓70單°店，如果噴密頭與受噴限面的角度港過(guò)小時(shí)，玉會(huì)形成混誠(chéng)凝土物料礎(chǔ)在工作面察上的滾動(dòng)遵，出現(xiàn)凸軟凹不平的青波形噴面駱，增加了鑄回彈量，律影響了所跑噴混凝土切的質(zhì)量。醫(yī)在配有鋼初筋網(wǎng)片的統(tǒng)巖面噴射腰時(shí)，噴嘴抽應(yīng)靠近受唯噴面，并當(dāng)與垂直方眾向有一個(gè)龜小角度，辰使鋼筋后僚面的混凝評(píng)土能噴射兆得更加密穿實(shí)，防止認(rèn)鋼筋后漏艷噴，以獲見(jiàn)得較好的盞包裹效果擋。嘆(偉3)晴噴頭運(yùn)動(dòng)啄方式：機(jī)巴械手活動(dòng)絡(luò)范圍很大浸，所以應(yīng)覽分段、分囑部噴射，令噴射時(shí)分水段長(zhǎng)度不榨超過(guò)責(zé)6m魚(yú)，由左右清邊墻向拱持部逐層噴名射。噴頭狹應(yīng)作連續(xù)匙不斷的螺芹旋狀圓周哲運(yùn)動(dòng)，螺啄旋直徑約聽(tīng)為冒20綿～漂30m陶，后一圈能壓前一圈位三分之一網(wǎng)。俯(瓜4)堵噴射厚度訂：噴射混置凝土對(duì)墻遼部一次噴叉層厚可達(dá)敞10訪以上，拱蠅部一次噴先層厚可達(dá)房7cm迫。影響噴睡層厚度的宗主要因素抬是混凝土蠟的坍落度旗，速凝劑洗的作用效嗎果和氣溫農(nóng)。一般脂10均～彼15cm效左右的坍棟落度可獲甲得較厚的惕噴層，能振保證混凝撇土在刻2min鄭內(nèi)凝結(jié)的錢(qián)效果較好飯。取(暗5)漲對(duì)有噴射畝缺陷的地藍(lán)段，應(yīng)鑿綱除后重新覆補(bǔ)噴。對(duì)雹噴射后滲身、漏水處尼，可進(jìn)行忌局部引排俯后再補(bǔ)噴層；犬2.2.膽2畝人員因素練由于本工卷程首次采泄用大型機(jī)腎械進(jìn)行噴壩射作業(yè)，龜沒(méi)有較為敢熟練的班只組，我們獄只有采用餅自我摸索樓培訓(xùn)的方月式在作業(yè)貸過(guò)程中不邪斷提高。庭在機(jī)械手絕噴混凝土屈作業(yè)中，柿噴射手至悅關(guān)重要，猾噴射手的杠技術(shù)水平逆、經(jīng)驗(yàn)、觸責(zé)任心在川混凝土回耳彈及噴射爽速度乃至橋設(shè)備保養(yǎng)壺使用中起潮到?jīng)Q定性餡作用。一聯(lián)般來(lái)說(shuō)，第噴養(yǎng)一個(gè)畏較為熟練郵的噴射手字至少要煤1址個(gè)月以上粘時(shí)間，還耐要看噴射棍手悟性的執(zhí)高低。伯3瓜濕噴機(jī)械祝手作業(yè)效槳果對(duì)比分憶析序3.1事快速性澆⑴過(guò)噴射機(jī)組穿噴射速度層快，效率惱高。在正掙常工況下勵(lì)施工，該坊機(jī)組的噴仿射量范圍釣為奶7安～沖25m3冊(cè)/h看，平均為哨18m3擱/h咬。而紐TK50循0愁型濕噴機(jī)拋的噴射量伶為摸3妹～懼4m3/丹h往。兩者相澇比，表1萬(wàn)臺(tái)的效率地相當(dāng)于詞5晶臺(tái)辨TK50膚0拖型濕噴機(jī)惜同時(shí)噴射蹤的作業(yè)量菠。求⑵魯準(zhǔn)備時(shí)間拘短。噴射未機(jī)組行走打和噴射臂葬由內(nèi)燃發(fā)堪動(dòng)機(jī)作動(dòng)托力，行走活采用四輪視驅(qū)動(dòng)，行壁走速度快睡，噴射機(jī)敏組到達(dá)工輕作面時(shí)，絮只需要將盜電纜卷筒刪的電纜接舟頭連接在巖配電箱內(nèi)桌，前后支據(jù)腿支起，西使用有線綱遙控器將芝大臂和小壇臂移動(dòng)到罷待噴部位此，整個(gè)過(guò)艱程只需要年10mi疲n么左右。若讓使用俱TK50錦0韻型濕噴機(jī)悠，則需要鏡用裝載機(jī)冒分別將徑4樹(shù)臺(tái)機(jī)器和枯放料盤(pán)并仆排放置在焰待噴部位營(yíng)，然后依麥次連接電阻機(jī)電纜、徑高壓風(fēng)管元及速凝劑謀管等，整見(jiàn)個(gè)過(guò)程需扶要曲30mi柱n溝以上。久⑶膜噴射范圍手廣且移動(dòng)塑方便，能峽提高作業(yè)黑循環(huán)的速曲度。噴射恰機(jī)組的大幟臂和小臂朗通過(guò)油缸巨都可以伸寧縮殊2m擴(kuò)的行程，婆在噴射機(jī)向組不移動(dòng)姐的情況下督，噴射高連度可達(dá)媽16m找，寬度可外達(dá)墓28m尚，特別是雪采用三臂貪鑿巖臺(tái)車旦進(jìn)行新增瓜工作面和期主隧道的錦開(kāi)挖過(guò)程抱中，體現(xiàn)辭了沒(méi)有噴鹽漿臺(tái)架利存用噴射機(jī)些組進(jìn)行噴誰(shuí)漿的方便燭快捷性。娃（仙2剃）噴射機(jī)售組在噴漿忘支護(hù)的過(guò)培程中，噴推射操作手隨通過(guò)有線你遙控器（免控制線長(zhǎng)絨為墳15m潛）操作噴扭射臂的噴謝射位置和妻噴嘴的角股度，而使侮用衣TK50生0膀型濕噴機(jī)責(zé)進(jìn)行噴漿賠支護(hù)作業(yè)源時(shí)，噴射飯操作手要撐手持噴頭麗和噴漿管瘡，靠近施寬噴面近距填離進(jìn)行操牽作。相比舉而言，使芬用噴射機(jī)弊組進(jìn)行噴哪漿作業(yè)，鎖可以避免瞞掌子面由史于圍巖較榆差而掉落摸石塊傷人理、噴射反障彈料傷人提等事故，濕同時(shí)可減日少操作人慎員吸入大葡量噴射混蜜凝土的粉橋塵而危害閣身體。因攝此，具有虛較好的安瓦全性森3.2乞經(jīng)濟(jì)性唇以某隧道那2#糖斜井出口山方飄向伯Ⅳ篇級(jí)圍巖段鉗施工為例檢，凱2009屑年原10贊月份采用茫TK50匹0匠型濕噴機(jī)翁與同年焰12瞇月份采用打噴射機(jī)組槐統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)蠢分析為例豆，如下表香。牙噴射機(jī)組臂和殖TK50殃0休型濕噴機(jī)軋噴射成本矛比較表秩設(shè)備名稱際PM50柳0PC露型噴射機(jī)欲組顆TK50迅0皮型濕噴機(jī)擋購(gòu)置成本題價(jià)懷/蝦萬(wàn)元忌/迅臺(tái)復(fù)420煎10濟(jì)頂拱反彈瞧率三/%砍13貓25賤邊墻反彈材率殺/%貌8痛15撲綜合反彈嚼率板/%辨11沾23.5袍整機(jī)總功牧率絹/kW跑130服（主油泵寇55+貼空壓機(jī)沿75跌）兵115賊（濕噴機(jī)墻33+紙空壓機(jī)落82形）乓配件消耗劉量倦/服元熱/m3螞25.4財(cái)16.8掙人工工時(shí)尾/類人香3饒8葬速凝劑摻映量爛/%陽(yáng)5擺8蜓噴射循環(huán)糧時(shí)間走/h畜2.5溝～顆3男4.5泥～叨5遭采用噴射義機(jī)組，可儀以使速凝葵劑摻量得智以控制，呈降低噴射弦的反彈率破并且減少達(dá)混凝土罐庭車放料和葛等待噴射咳的時(shí)間。服同時(shí)，在位施工過(guò)程探中可最大附程度的降顆低設(shè)備的騎故障率和銀操作人員乖的勞動(dòng)強(qiáng)姻度，使施諸工效率和晝經(jīng)濟(jì)效益灣得到明顯濱提高。蠟4.3扎安全性棒噴射機(jī)組飄在噴漿支賀護(hù)的過(guò)程寶中，噴射箏操作手通獸過(guò)有線遙米控器（控圾制線長(zhǎng)為勁15m主）操作噴鞠射臂的噴泛射位置和斗噴嘴的角菌度，而使表用搭TK50布0全型濕噴機(jī)舌進(jìn)行噴漿克支護(hù)作業(yè)黎時(shí)，噴射泊操作手要化手持噴頭狠和噴漿管斯，靠近施計(jì)噴面近距災(zāi)離進(jìn)行操芝作。堡如右圖所尤示，相比賠而言領(lǐng)，使用噴幼射機(jī)組進(jìn)舞行噴漿作悟業(yè)，可以跡避免掌子懂面由于圍嶺巖較差而說(shuō)掉落石塊聞傷人、噴辯射反彈料坊傷人等事多故，同時(shí)炮可減少操礙作人員吸戰(zhàn)入大量噴校射混凝土掙的粉塵而爛危害身體液。因此，洲具有較好渠的安全性扣。4.結(jié)論護(hù)濕噴機(jī)應(yīng)猛用某隧道拐施工，?？妥C了隧道建施工安全傾與質(zhì)量，貼加快了施割工進(jìn)度，拿減輕了對(duì)付環(huán)境的污影染，改善忠了工人的步工作環(huán)境費(fèi)，體現(xiàn)出翠了以人為跑本的原則敏。妨型噴射機(jī)收組具有施兔工機(jī)械化漆程度高、孝工作效率今高、回彈津量少、施意工安全性迅強(qiáng)，作業(yè)槍環(huán)境好、蹄總的經(jīng)濟(jì)誦效益和社淘會(huì)效益顯勸著等諸多掉優(yōu)點(diǎn)。但賢是噴射手厭熟練程度孝及技術(shù)水爺平的高低航使得施工遭平整度問(wèn)競(jìng)題還是沒(méi)料有得到很筐