机械手湿喷技术在隧道施工中的应用

发表时间:2020/12/14   来源:《建筑实践》2020年25期   作者:王超
[导读] 在当代社会中,随着改革开放以来,我国的综合国力越来越强

        王超
        中交一公局第八工程有限公司
        【摘 要】在当代社会中,随着改革开放以来,我国的综合国力越来越强,对建筑施工的要求也是越来越高,对于许多高科技的技术更是掌握得炉火纯青。在隧道施工这方面,施工技术也是有了很大的改革进步,从以前的干喷工艺转变为现在更加方便的湿喷工艺,这是隧道施工的一个重要改革,不仅能提高工作的技术水平,更能节省施工耗资,在选择材料的环节中,新兴的工艺更能节约材料成本,对于提高施工环境有着重要的提升空间。促进了关于隧道施工的改革工程的过程。同时也出现了机械手,是关于混凝土湿喷的,这种机械化工程的出现,也更让广大建筑施工工作者有了更好的施工环境,对于这一行业有更远的发展前景。
        【关键词】混凝土;机械手;湿喷;隧道
        自改革开放以来,我国着力深化改革,经历也是发展的很快,高科技也犹如春笋般快速的出现在人们的视野中,而在工业中,对于高科技的使用也是愈发的成熟,隧道工程中,运用的高科技就很多。比如混凝土湿喷技术,这种技术能够在隧道挖掘初期做到支护,这种技术不仅能在前期对工程进行有效的支护,相比较传统的干喷工艺更能灵活专业的解决工程问题并且耗资少,在环境的保护上,更是做到了极致。在国际上,这种混凝土的湿喷技术,在公路和铁路上的施工占比也是越来越高,因为其具有很高的喷射速度,回弹率也是很低,逐步替代了传统干喷工艺并一直向着高技术,高效并且安全的方向发展努力实现自动化,向更高方向去发展。
        1隧道湿喷混凝土施工技术
        1.1隧道湿喷混凝土施工的重要性
        对于全新的技术来说,更好的施工方式成了主流,新奥法便是其中一种,其采用多种爆破的全新高科技技术,进行全面的隧道施工,对于隧道的洞身,进行更多复合型的采取措施,对内外两个衬托修复,在混凝土,钢筋网等支撑方式来保护。其具有更专业化的保护措施,超越了许多现代工艺,也十分环保安全,在隧道工程中,也是不可缺少的重要部分。
        1.2喷射混凝土工艺原理
        对于结构的保护,喷射混凝土能够增加混凝土的结实性,对混凝土结构的加强有些至关重要的作用,可以省去很多步骤,比如浇筑和拆模板等步骤。当然,喷射混凝土也能在混凝土没有完全进去模型时通过高压来进行填充,增强了整个建筑物的稳定性,也增加了局部接触面的摩擦力和附加应力,既能提升施工速度,也降低了施工用料费用。而对于岩石表面的混凝土来说,也填平了岩石凹凸不平的表面,加强了岩石的软弱区域,防止岩石层风化导致的建筑危险。
        2机械手操作要点
        2.1施工准备
        第一,设备被喷射的那一面的昆仑尺寸需要符合相关标准,若不符合,则必须要通过合理的方式进行修整;第二,若某些地方有明显的渗水现象,那么相关人员需要注重防排水工作;第三,设备在进行喷射前还需要用压力较高的风和水冲洗,将比较脆弱的岩石清除出去。不仅如此,在冲洗过程中,还需要按照一定的顺序来清洗;第四,在工作开始之前,准备好所需要的设备与工具,如脚手架等;第五,机械、安全阀、管道等设备都需要进行检查,判断其是否可以正常使用;第六,在特定的位置做好喷层厚度的标志,便于后期人们开展工作。
        2.2原材料的控制及配合比优化
        在粗细程度的分配上也是要格外的注意,比如细度模数上,中粗砂要在3.0左右,而粗集料则应该选择不超过10㎜的碎石。在混凝土的标准中,要相适应,并且符合规定,才能保证安全,混凝土也要在塌落度控制不能低于180mm,如果塌落度比较小,那可能会出现堵管的情况发生,到时喷射混凝土也很难稳定下来,同时总剂量增加,混凝土也得不到保证。
        2.3喷射
        湿喷机在工作时,会分为很多个步骤,逐个步骤进行时,需要小心谨慎,等待材料喷出之后,再向其供给速凝剂;如果在喷射过程中,不进行迅速冷却,后果将不堪设想,第一次喷射厚度不能超过6mm,再次喷射时,不能超过10mm,采取多次喷射后,达到设计的厚度。喷射的次序也是很有讲究的,要先上面再下面,避免挡住岩石表面,喷射过程中,要和岩石表面保持最少600cm左右,并且在喷射过程中,要走S型的形状来喷,移动速度也要很慢才行,喷射完毕后,还要在正面用高压气体来清理干净,,对于钢支架的部位也要用混凝土来加固,以便把所有的部位都保证质量。
        2.4整平与养护
        为了能够保证质量,达到设计的要求,在喷射过程中应该对其进行细加工,保证其结构的稳定性。在喷射过程中,进行混凝土和钢筋的混合连接,不加以震动整平的话,可能出现裂缝,也可能对结构有不少的破坏。到时在整平的过程中,稍有不慎,也会处理不当,可能会让其表面做得过于粗糙,对后面的施工步骤也有些不少的影响,在混凝土施工过程中,可以用工具来对其进行剔除,多余的混凝土,这步施工步骤也是十分的关键,对后面的洒水养护有着重要的作用。


     2.5施工关键问题
        (1)关于混凝土的塌落度也有着很高的标准,骨料的粒径应该在15mm~17mm左右,如果超过了这个范围,则会受到阻碍,而,塌落度,也应该不高于160mm。
        (2)在喷射过程中,施工人员也是要有一定的技术水平,机械手不仅能让喷射过程更加简便,并且应该对岩石表面进行清理,这样既能保障混凝土能够有效的加固,而且还能保持其附着应力。
        (3)在喷射过程中,对于这方面的施工人员需要这一方面的操作熟练度,这样才能保证在喷射过程中的质量得到保证。在混凝土的质量上也是有很多的特性,影响着喷射能力的速度,同时也在根据混凝土的特性,制作不同的施工方案,以保证建筑工程项目的安全性,不仅如此,还保证了工程项目的施工人员的神人安全与财产安全。
        (4)喷射的程度取决于施工技术,在中心喷射两侧的从底部开始,由上而下的喷射,当岩层面达到将近30mm时,稳定性是最好的,并且是第一次喷,在第二次时,应该达到50mm,混凝土在最开始时,时有一定的局限性的,当,到达一定的喷射程度后就会饱和,应该向其他地方喷射,喷射程度取决于岩层面上的厚度。         
(5)在喷射过程中,经常有关于混凝土喷射问题,比如,停机,喷头堵塞,后期处理十分麻烦的问题,引起这些因素的主要问题是输出管道的干燥程度太高,又或是泄露,在配合材料方面的不合理也会成为一大问题这种情况应该首先将电源关掉,把里面的混凝土清理出来,然后再进行检查,用水冲洗一下,确定没有问题再重新施工。这样可以保证混凝土的纯净度,以此来保证其质量。
        (6)对于喷射过程中的操作需要认真的检查和管理,同时,在喷射结束后,也对喷射区域进行重点的检查,保证施工质量,同时在喷射机械手部位,进行日常的清洗,对机械手上适当的保养油,防止生锈或者腐蚀,在使用机械手时,应当有施工人员进行监护管理,保证施工人员的安全,也保障了施工项目的质量。
        3混凝土湿喷工艺效益技术分析
        3.1质量效益
        在喷射工艺流程中,质量效益显得尤为突出,湿喷过程中对于支架的保护也是尤为的重要,在喷射的角度和力度上,都要做很严格的要求。而在各种喷射工艺中,湿喷是一种全新技术来融入这个行业,在混凝土表面,也是覆盖了许多层物质,在喷射过程中,会产生回弹,并且在混凝土表面会有一些浮沉,也是水泥的一种,虽然附着力不好,但是在喷射过后,在配合材料合适的情况下,能够在附着过程中降低附着力相对较低的情况发生,但是混凝土在凝固过程中也有着凝固慢,容易开裂等情况发生,所以在等额时间内,加入适当的凝固剂,可以有效的缩短凝固时间,能更加方便快速的将工程效率提高,但是这是在精确配合材料比例的情况下才可以做到适当的凝固,不然只能出现开裂的情况发生。而在配合材料比例精确之后不仅能在最短的时间内配合出不造成开裂的混凝土并且可以保护了初期支撑架的厚度的质量,并且在有效的时间内发挥出了最大的质量效益。
        3.2经济效益
        在传统喷射工艺当中,干喷的经济效益其实并不高,而新兴的湿喷工艺,加强机械手的协助,能够很大程度上提高了工程的效率。并且在施工过程中。安全性也是也得到了很好的改善。除此之外。对于工程管理项目中,管理技术水平也是一个提升,一方面提高了许多关于施工现场湿喷技术的理解,另一方面,也能改善施工环境,在施工人员安全施工的情况下能够提高施工质量,减少相应的成本,减少相关工程预算方面的支出。湿喷工艺的工作效率远高于传统的干喷工艺,所在相同的时间内,湿喷技术的工作程度和干喷相比,有之过而不及。湿喷的单位时间内的作业量更是达到了三十多平方米,而干喷工艺在回弹程度上也不及湿喷,而回弹程度的多少直接决定了工程的好坏与质量高低。湿喷的回弹程度是一般传统工艺的25%左右,喷射混凝土的品质也是十分的上等,所以在粘稠程度和附着应力上都有十分大的好处。而这些优点,无论在哪个工程当中,都是不可或缺的,尤其是在隧道桥梁的过程中。
        3.3社会安全效益
        在传统工艺中,干喷工艺的施工方式不同,经济效益不高的同时,质量问题也是挺大,在喷射过程中,干喷的浮沉会产生很多,而浮沉也是对人伤害较大的一个致命点,并且会消耗大量施工人力物力成本,相对于施工技术,会比较差一些。而新兴的湿喷工艺,和干喷工艺却有着很大的不同,在安全性上,更是将湿喷工艺的风险性降到最低,喷射过程中,产生的浮沉也是相对干喷来说是很少的,所以对人体健康的伤害也是进一步的降低了很多。湿喷工艺注重于喷射的方式,由上而下的喷射就是减少产生浮沉的一方面原因,而且,在高压喷射混凝土时,既能将缝隙一点点的填充起来,增加了混凝土的填充程度,密封程度也得到了很大的提升,而在隧道工程中,对于密封程度的重要性更是数一数二,不能将隧道中的喷射混凝土层密封好,隧道工程质量充满着隐患,如果运用质量很好混凝土浇筑工艺,将隧道工程的安全系数提高到更高,则对于社会实现的安全效益也就越高,越稳定。
        4结束语
        随着我国的经济发展愈发的强大,对于建筑工程的质量要求也是越来越好,而本文所讨论的湿喷技术机械手,更是推动了行业的发展,其主要特点也是相当的突出,既环保,又能够节约施工材料费用,提高整个建筑行业施工的质量,和施工效率。湿喷工艺在新兴工艺上也是绝对的领头羊,既能够保证对于质量的放心,也能在在工作效率上做出一定的改进,通过对于一些喷射方式,材料配制比例的基础上,能够更好的发展其中的潜力。而在施工喷射的材料选择上,也是在有着绝对的严格性,质量标准也是要标立于国家标准,并且在喷射工艺材料制造过程中,在质量要求不低于国家标准的基础上,能够更近的采集原材料,尽可能的实现降低运输费用。把人力资源和物力资源更高的用在原材料配制材料比例上。其安全性相对于传统的干喷技术也是有了很大的提高,也是逐渐取代于传统干喷技术,在逐渐成熟的建筑行业中立足,也是对我国建筑行业的一个重要发展和改革。
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