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1、成绩评阅人日 期中国矿业大学力学与建筑工程学院2014-2015学年度第一学期岩土加固技术课程论文学号02110332班级土木工程2011-6班姓名何昌迪力学与建筑工程学院教学管理办公室岩土加固中的喷射混凝土支护技术（中国矿业大学力学与建筑工程学院地下2011-1班 何昌迪）摘 要：喷射混凝土支护技术在岩土加固中发挥着重要的作用，本文阐述喷射混凝土的主要性能与指标，以及喷射混凝土的分类。分析喷射混凝土的相关施工技术和施工过程中常见问题。而我国对喷射混凝土技术的应用和推广十分重视，一直以来得到普遍应用。关键词：喷射混凝土；性能指标；分类；施工技术1概述 喷射混凝土是用于加固和保护结构或岩石表面的
2、一种具有速凝性质的混凝土。是以压缩空气为动力，将细骨料混凝土湿拌料采用喷射的方法覆盖到需维护的岩土层表面，从而形成混凝土结构的支护方式。喷射混凝土也可以单独使用，也可以和锚杆、土钉、预应力锚杆（锚索）联合使用，形成以锚杆等为主的支护结构。联合作用时，主要是可以避免锚头部位锚杆间岩土体松脱，可以起到加强锚杆等锚固构件的整体作用，形成锚喷支护或土钉墙支护等复合结构。世界各国相继在土木建筑和水利工程中采用了喷射混凝土技术。在一些大面积的衬砌支护结构工程中,锚喷支护以及喷射混凝土支护与传统的支护形式相比有着无可比拟的优越性,对被衬物具有支衬、充镇、隔绝、转化的作用,一方面节约了钢材和木材,降低了施工成
3、本。另一方面使得施工简单,工作安全,减轻了笨重的体力劳动,有利于一次成巷和加快掘进速度。研究凝结时间可调、工作性良好、长期性能稳定的微膨胀抗渗防裂高性能喷射混凝土,解决隧道工程中混凝土材料的关键技术问题,已成为现代喷射混凝土发展的主要趋势。2喷射混凝土主要性能与指标2.1喷射混凝土抗压强度 设计强度要求达到1520MPa，高强度的可达40MPa以上。2.2粘结强度 喷射混凝土与砖、混凝土或石料,均有较高的粘结强度，达1.02.5MPa。2.3抗拔强度 一般设计喷射混凝土厚度时常要用到喷射混凝土的抗拔或抗剪强度参数。喷射混凝土抗拔强度与其抗压强度强度基本成线性相关。2.4喷射混凝土厚度 单独使用
4、时，喷射混凝土厚度一般为50150mm；多次喷射时，喷层厚度也可以到250mm；联合使用时，根据工程性质不同，可以采用2050mm或者150mm。3喷射混凝土分类 按不同标准,喷射混凝土可以分为不同的类别。根据喷射工艺的不同,分为干式喷射混凝土、潮式喷射混凝土、湿式喷射混凝土及SEC喷射混凝土。根据喷射混凝土的组成,可分为一般喷射混凝土与纤维增强喷射混凝土。3.1干式喷射混凝土 将水灰比小于0.25的水泥、砂子、石子混合料和粉状速凝剂按一定的比例混合搅拌均匀后,利用干式混凝土喷射机,以压缩空气为动力,经输料管到喷嘴处,与一定量的压力水混合后,喷射到受喷面上。如果用专用的快凝锚喷水泥,则可不加速
5、凝剂。该工艺简单、易操作、输送距离长(平均可达150200m)。但粉尘大、回弹率高是其致命的弱点。3.2潮式喷射混凝土 将水灰比在0.250.35间的混合料和速凝剂按一定比例混合后搅拌均匀,利用潮式混凝土喷射机,以压缩空气为动力,经输料管输送至喷嘴处与补充的压力水混合后喷射于受喷面上。输料管不宜太长,不宜使用早强水泥,但粉尘和回弹率都比干喷小得多。3.3湿式喷射混凝土 将水泥、砂子、石子、水按一定比例混合后搅拌成混凝土(水灰比一般为0.5左右,蹋落度13cm左右),用泵将搅拌好的混凝土经输料管压送至喷嘴处,与液体速凝剂相混合,借助压风补充的能量将混凝土喷射到受喷面上。湿喷粉尘小、回弹率低、混凝
6、土强度高,但喷射工艺较复杂,对集料和外加剂的要求较高,混凝土输送距离较短(一般不超过50m)。3.4水泥裹砂喷射混凝土 水泥裹砂喷射混凝土简称SEC喷射混凝土，其实质是用水泥裹注砂料并调制成砂浆,泵送并与干式喷射机输送的干集合料相混合，经喷嘴喷射到受喷面上。水泥裹砂喷射混凝土的特点是粘结性能好，粉尘少(一般为210mg/m3)，回弹量小，混凝土强度高,输送距离长，一次喷厚度大,有淋水时易于喷敷。但喷射工艺较干喷、和湿喷都复杂,是干喷与湿喷相结合的喷射新工艺。3.5纤维喷射混凝土 在普通喷射混凝土中加入纤维材料，而形成纤维增强喷射混凝土。目前,国外使用最多的是钢纤维喷射混凝土。它改变了普通混凝土
7、的脆性特点，具有高强度、大变形及破坏后仍存在较高残余强度的特点，使喷射混凝土的韧性、抗弯、抗剪强度、耐用系数和疲劳极限等都得到极大改善。钢纤维喷射混凝土的柔性大大超过了普通混凝土,抗弯强度约增加50%100%,抗剪强度提高约30%50%,韧性提高数倍，在松软、破碎围岩和特殊地下工程中获得愈来愈广泛的应用。纤维喷射混凝土，一般都利用现有喷射混凝土设备和施工工艺，即在上述的干喷、湿喷和SEC喷射混凝土中，掺入适量的纤维而形成纤维增强喷射混凝土。4喷射混凝土技术 喷射混凝土技术主要有干喷和湿喷两种喷射方式。4.1干喷技术 起初的喷射混凝土都是采用干喷技术作业的，干喷方法具有高密实易操作能远距离和高空
8、输送及可以在地下水渗出的工程中采用等方面的优势，但由于它是使干拌和混凝土在喷嘴外与水混和，故而施工粉尘较大，回弹率较高，而且混凝土的水灰比是由喷射手根据经验及肉眼观查来进行调节的，混凝土的品质在很大程度上取决于机手操作正确与否干喷作业产生的粉尘危害工人健康，尤其是巷道工程中粉尘污染更为严重随着社会对环境和施工人员健康的关注越来越多，高品质喷射混凝土急需新型喷射混凝土技术的开发。4.2湿喷技术喷射混凝土湿喷技术发展到今天已有40多年的历史，与干喷相比，湿喷的明显优势是生产率高回弹度低，大大降低了喷射机旁和喷嘴外的粉尘浓度，减轻了对工人健康的危害，而且水灰比易于控制，混凝土水化程度高，故可大大改善
9、喷射混凝土的品质，提高混凝土的匀质性近10年来，湿喷技术的发展日趋完善，已成为世界各国喷射技术的发展主流，目前，意大利挪威瑞典日本及加拿大等很多国家的湿喷应用已占主导地位，我国的湿喷混凝土施工技术也越来越被人们重视但由于湿喷技术配套的一系列设备原料成本较高，工序较复杂，很难在工程中大范围推广应用因此，研制低成本的设备和原料优化湿喷技术工艺成为当前湿喷技术推广应用的前提。5 喷射混凝土施工中的回弹与粉尘问题5.1喷射混凝土的回弹问题 回弹会造成物料的浪费；影响喷层的强度；粉尘等。而减少回弹的办法有改变喷射方法（干喷改为湿喷）、按一定的操作方法（喷射角度、喷射的行程与先后路径、厚度、供水情况等）施
10、工、增加减水剂等外加剂以改善混凝土的和易性等。5.2粉尘问题 应从备料开始，到原材料运输、搅拌、喷射成型等，都必须注意采取措施以降低粉尘。如砂石要洗干净、拌合料的输运要尽量密封、采用或湿喷机施工、岩面洒水冲洗、尽量减少回弹等。6喷射混凝土技术在我国的应用 长期以来,我国对喷射混凝土技术的应用和推广十分重视。6070年代,我国主要推广使用干式喷射混凝土。“七五”期间,我国研制成功潮式混凝土喷射机,为技术的全面推广打下了坚实的基础。湿式喷射混凝土是80年代初发展起来的,我国在“六五”期间就开始研制挤压泵式湿喷机及液体速凝剂,并在人防工程和大型隧道小面积推广应用。但由于湿喷机及配套系统体积庞大,与现
11、行掘进支护配套性差,而且集料与外加剂无法满足泵送工艺的要求,所以,湿式喷射技术至今未在我国全面推广应用。钢纤维喷射混凝土是80年代中期发展起来的喷射混凝土新工艺,我国在“七五”期间就着手研究、试验钢纤维喷射混凝土和钢纤维制造技术。目前已开发了不少形式的钢纤维,并进行了钢纤维喷射混凝土工业性试验。但由于钢纤维在我国价格昂贵,因此钢纤维喷射混凝土也一直未得到普遍应用。参考文献1 张向东.维尼纶纤维混凝土的力学性质试验与适用于软岩巷道的机理J.东北煤炭技术,1997,126(1).2 许天恩.混凝土喷射机现状和发展趋势J.煤炭科学技术,1997,25(9).3 韩志军.钢纤维喷射混凝土支护软岩巷道J
12、.煤炭科学技术,1993,21(12).4 范广勤,曾康生,徐龙仓,等.喷射粉煤灰混凝土支护的试验研究J.建井技术,1993(2).5 易恭猷,韩立军,张仁水.高强度喷射混凝土的研究J.煤炭科学技术,1993,21(2).6 王方荣.浅析我国混凝土喷射技术及装备J.建井技术,1996,79(5).王蒂,廖卫东,刘强.喷射混凝土性能和配合比的试验研究J.武汉理工大学学报,12(12):53-55.7 陈恢翰.喷射混凝土减弹降尘技术J.建井技术,1995,11(6):24-26.8 唐明,佟玉,等.低回弹喷射混凝土复合外加剂的研究与应用J.沈阳建筑工程学院学报9 樊文熙,耿运,韩建军.高性能喷射混凝土参数优化研究J.煤炭学报,1999,24(5):48110 樊文熙,耿运贵,王福龙.高性能喷射混凝土技术研究J.建井技术,1999,20(3):24-26.11 范广勤,曾康生,徐龙仓,等.喷射粉煤灰混凝土支护的试验研究J.建井技术12 何廷树.混凝土外加剂M.西安:陕西科学技术出版社,2004.13 吴陶,郭启锋,宋军.S型湿喷混凝土复合添加剂试验研究J.探矿工程,2008(7):87
