喷射混凝土施工的注意要点
a 喷射操作要求
操作前应按施工措施认真检查机器是否运转正常，发现问题及时处理。
⑴ 喷射机操作必须严格按操作规程进行。作业开始时，应先给风再开电机，接着供水，最后送料；作业结束时，应先停止加料，待罐内喷料用完后停止电机运转，切断水、风，并将喷射机料斗加盖保护好。
⑵ 喷射作业前，先用高压风水清洗岩面，以保证喷射混凝土与岩面牢固粘结。开始喷射时，喷头可先向受喷面上下或左右移动喷一薄层砂浆，然后在此层上以螺旋状，一圈压半圈，沿横向作缓慢的划圈运动方式喷射混凝土。一般划圈直径以100～150mm为宜（图8-10）。喷射顺序应先墙后拱，自下而上，注意墙基脚要扫清浮矸，喷严喷实。
b 主要工艺参数
下面一些施工工艺参数，对喷射混凝土的质量和回弹有很大影响，在施工中应选其最优值。
⑴ 工作风压。工作风压是指保证喷射机能正常工作的压气压力，故又称工作压力。工作风压与输料管长度，弯曲程度、骨料含水率、混凝土含砂率及其配比等有关。
图8-10 料束运动轨迹
工作风压过大，回弹率增加；风压过小，粗骨料尚未射入混凝土层内即中途坠落，回弹率同样增加。回弹率加大后，不仅混凝土的抗压强度降低，而且成本增高。故工作压力过大过小，对喷射混凝土质量均不利。从图8-11可以看出最佳风压在110～130kPa之间。
图8-11 风压与回弹率（1） 图8-12 喷嘴到受喷面的间距与回弹率（1） 与抗压强度（2）的关系 抗压强度（2）的关系
⑵ 水压。水压—般比风压高0.1MPa左右，以利于喷头内水环喷出的水能充分
湿润瞬间通过的拌合料。
⑶ 喷头与受喷面的距离和喷射方向。喷头与受喷面的距离，与工作风压大小有关。在—定风压下，距离过小，则回弹率大；距离过大，粗骨料会过早坠落，也会使回弹率增加。由图8-12中可以看出，最佳间距在0.8～1.0m，喷射方向垂直于工作面时，喷层质量最好，回弹量最小。
⑷ 一次喷厚和两次喷层之间的间歇时间。为了不使混凝土从受喷面发生重力坠落，一般喷射顺序分段从墙脚向上喷射，并且自下而上一次喷厚逐渐减薄，其部位和厚度可按图8-13所示进行。掺速凝剂时，一次喷射厚度可适当增加。 一次喷射厚度—般不应小于骨料最大粒径的两倍，以减少回弹。
如果一次喷射达不到设计厚度，需要进行复喷时，其间隔时间因水泥品种、工作温度、速凝剂掺量等因素变化而异。一般情况下，对于掺有速凝剂的普通水泥，温度在15°～20°时，其间隔时间为15～20min，不掺速凝剂时为2～4h。若间隔时间超过两小时，复喷前应先喷水湿润。
⑸ 水灰比。当水量不足时，喷层表面出现干斑，颜色较浅，回弹量增大，粉尘飞扬；若水量过大，则喷面会产生滑移、下坠或流淌。合适的水灰比会使刚喷过的混凝土表面具有一层暗弱光泽，粘性好，一次喷厚较大，回弹损失也小。从图8-14中可看出最佳水灰比为0.4～0.45。
图8-13 一次喷射厚度与喷头夹角之间的关系 图8-14 水灰比与回弹率（1）和
分子－喷头与水平面的夹角；分母－一次喷射厚度(mm) 抗压强度（2）的关系
c 喷射施工中存在的几个问题
⑴ 回弹及回弹物的利用。喷射混凝土施工中，部分材料回弹落地是不可避免的，回弹过多，造成材料消耗量过大，喷射效率低，经济效果差，还在一定程度上改变了混凝土的配比，使喷层强度降低。因此，应采取措施减少回弹，并重视回弹物的利用。
回弹的多少，常以回弹率（回弹量占喷射量的百分比）来表示。在正常情况下，回弹率应控制在：喷侧墙时不超过10%，拱顶不超过15%。降低回弹率的措施是多方面的，可以采用合理的喷射风压、适当的喷射距离(喷头与受喷面之间)和水灰比，以及合理的骨料级配予以解决。
回弹物硬化后，是一种缺少水泥、多孔隙疏松物质，其中水泥、砂、石子的比例大体为1：3：6。一般可回收作为收普通混凝土的骨料用于施工非重点工程。
⑵ 粉尘。目前，国内广泛采用干式喷射工艺，拌合水是在喷头处加入的，水与干料的混合时间非常短促，不易拌合湿润，故易产生粉尘。装干料时或设备密封不良，也会产生粉尘，使作业条件恶化，影响喷射质量有害工人健康。解决的主要途径：使用湿式喷射机；改喷干料为喷潮料(料流中水灰比为0.25～0.35)；采用水泥裹砂法工艺（图8-15）；在喷头处设双水环(图8-16)；在上料口安装吸尘装置；适当降低喷射风压；以及加强通风，稀释粉尘浓度等。
水泥砂53% 水速凝剂47% 砂搅拌机砂浆泵混合管喷头搅拌机喷射机石子图8-15 水泥裹砂法工艺流程
⑶ 围岩涌水的处理。围岩有涌水，将使喷层与岩层的粘结力降低而造成喷层脱落
或离层。在这些地区喷射时，先要对水进行处理。处理的原则是：以排为主，排堵结合，先排后喷，喷注结合。若岩帮仅有少量渗水、滴水，可用压风清扫，边吹边喷即可；遇有小裂隙水，可用快凝水泥砂浆封堵，然后再喷；在漏水集中且有裂隙压力水的地点，则单纯封堵是不行的，必须将水导出（图8-17）。首先找到水源点，在该处凿一个深约10㎝的喇叭口，用快凝水泥净浆将导水管埋入，使水沿着导水管集中流出，再向管子周围喷混凝土，待混凝土达到相当强度后，再向导水管内注入水泥浆将孔封闭。若围岩出水量或水压较大，导水管一般不再封闭，而用胶管直接将水引入水沟。在上述各种方法都不能奏效的大量承压涌水地点，可先注浆堵水，然后喷射混凝土。
图 8-16 双水环和异径葫芦管图 图8-17 排水管法导水
1，4－输料管；2－预加水环；3－葫芦管；5－喷 1－喷射混凝土；2－排水管；3－快凝水泥；头水环；6－喷嘴；7－拢料管；8－水阀；9－胶管 4—水源；5－空隙
⑷ 喷层收缩裂缝的控制。由于喷射混凝土水泥用量大，含砂量较高，喷层又是大面积薄层结构，加入速凝剂后迅速凝结，这就使混凝土在凝结期的收缩量大为
减少，而硬化期的收缩量明显增大，结果混凝土层往往出现有规则的收缩裂缝，从而降低了喷射混凝土的强度和质量。
为了减少喷层的收缩裂缝，应尽可能选用优质水泥，控制水泥用量，不用细砂，掌握适宜的喷射厚度，喷射后必须按养护制度规定进行养护，在混凝土终凝后开始进行洒水养护；用普通水泥时，喷水养护时间不少于7昼夜，矿渣水泥时不少于14昼夜；只有在淋水的地区或相对湿度95％以上的情况下，才可不专门进行养护。必要时可挂金属网来提高喷层的抗裂性。
d 施工平面布置与施工组织
⑴ 施工平面布置。喷射混凝土施工时的平面布置，主要指混凝土搅拌站和喷射机的布置方式。应根据施工设备、巷道断面和掘进作业方式等综合考虑确定。搅拌站有布置在地面和布置在喷射作业地点两种方式。搅拌站在地面布置，不受场地空间，可采用大型搅拌机提高搅拌效率，并可减少井下作业地点的粉尘量，但运输距离很长时，拌合料在运输过程中可能变质，影响喷射质量。搅拌站布置在井下作业地点，则可随用随搅拌，能保证拌合料的质量，但受井下作业空间的，一般只能采用小型搅拌机或人工拌料，工效低，粉尘比较大。
喷射机布置有两种布置方式，一种是布置在作业地点(图8-18)。这种布置，喷射手与喷射机司机便于联系，能及时发现堵管事故等，但占用巷道空间大，设备移动频繁，使掘进工作面设备布置复杂化，对掘进工作有干扰，适用于巷道断面大或双轨巷道。另一种布置方式是喷射机远离喷射地点，且不随工作面的推进而移动，用延接输料管路的办法进行喷射作业(图8-19)。这种布置方式可以少占用巷道空间，简化工作面设备布置，对掘进工作干扰小，便于掘喷平行作业。但管路磨损量大，易产生堵管事故，适用于有相邻巷道、硐室可利用做喷射站时。
⑵ 作业方式。掘喷平行作业分为两种，一种是掘进和喷射基本上有各自的系统和路线，互不干扰；另—种是以掘进为主，在不影响掘进正常进行的条件下，进行喷射作业。
掘喷单行作业。根据工作面岩石破碎程度、风化潮解情况和掘进喷射的工作量大小，可区分为一掘一喷或二掘以至三掘一喷等。前者即—班掘进，下—班喷射；后者即连续二个或三个班掘进，第三或第四班进行喷射，但不能间隔时间过长。
图8-18 喷射机布置在喷射作业地点示意图
1－耙斗装岩机；2－喷射机；3－空矿车；4－重矿车；5－小胶带上料机；6－混凝土材料车
图8-19 喷射机布置在硐口外示意图
1－搅拌机；2－喷射机；3－输料管；4－供水管；5－喷头
⑶ 劳动组织。喷射混凝土的劳动组织分专业队和综合队两种形式。专业化喷射队有利于各工种熟练操作技术，保障工程质量，加快施工速度。
喷射作业的劳动力配备与机械化程度、施工平面布置以及掘进作业方式等因素有关。一般情况下，可参照表8-6配备。如用人工搅拌、人工上料，搅拌站和喷射机站的人员应适当增加。
表8-6 喷射混凝土劳动组织参考表
工作地点 喷射工作面 喷射机站 搅拌站 工种 喷射工 信号工 喷射机司机 机修工 组长 搅拌机司机 配料工 出勤人数 1 1 1 （1） 1 1 2～4 7～9 岗位责任制 操作喷头，协助接长管路 负责信号联系和照明并与喷射手交替工作 操纵喷射机，协助检修设备 负责检修设备及接长管路（兼职） 全面指挥 操纵搅拌机 按配合比向搅拌机供料
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