1、混凝土喷射机国内外喷射混凝土技术现状喷射混凝土技术在世界上已有近百年的历史。它始于奥地利，瑞士、德国、法国、瑞典、美国、英国、加拿大及日本等国也相继采用了喷射混凝土技术，我国是从 20 世纪 60 年代末在铁路隧道施工中推广新奥法施工时开始采用的。喷射混凝土技术是新奥法施工的 3 大支柱之一，它以简便的工艺、及时的支护及较低的成本而在地下工程中得到广泛应用，目前，主要有干喷和湿喷两种喷射方式。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，与干喷相比，湿喷的明显优势是生产率高、粉尘浓度小。特别是包括混凝土泵、活塞式速凝剂计量泵和喷射臂在内的稠流湿喷法技术的出现，使湿喷
2、法的应用领域大大拓宽。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也越来越被人们重视。另外，近年来国内外新型外加剂、外掺料及钢纤维喷射混凝土的研究和应用也得到迅速的发展，例如，我国冶金部建筑总院研制出了 8604 型速凝剂，美国和瑞士 Aliva 公司研制出了新型的非碱性速凝剂，德国研制成功了 SiliponSPR6 型增粘剂。目前国内外喷射混凝土施工机械及其配套情况喷射混凝土机械化施工主要有施工机械和配套作业线 2 个内容，施工机械主要有搅拌设备、运输设备、上料设备、喷射机及喷射机械手等。从国内外的发展趋势来看，除了对各类机械的单机研制外，更注
3、重对机械的配套研制和使用，其目的在于实现机械化配套，加快支护速度，提高经济效益。1.喷射混凝土主要施工机械(1)混凝土搅拌设备。混凝土搅拌设备主要有混凝土搅拌站和混凝土搅拌楼。目前国内常见的搅拌站(楼)见表 1。型号名称 生产能力(m 3h) 生产厂家HZS 系列模块式混凝土拌合站(楼) 50200福建泉州南方路面机械有限公司HZS 系列混凝土搅拌站 30、50、60、90、100、120 辽宁海诺建设机械集团有 限公司HZSP0-120 型混凝土搅拌站 120 无锡市华东建筑机械厂HL 系列搅拌楼HZ 系列搅拌站501202090常熟市三星机械设备有限公司混凝土搅拌站 55、90、120 徐
4、州利勃海尔混凝土机械 有限公司HZM、HZS 系列混凝土搅拌站HL 系列混凝土搅拌楼郑州市华中建筑机械厂HZS 系列混凝土搅拌站 25、30、50、60、75、90、120 阜新市建筑工程机械厂混凝土搅拌站(楼) 25240 韶关新宇建设机械有限公 司HZS 系列模块式混凝土拌合站(楼)搅拌楼是大型的设备，一般用于大的隧道工程，而搅拌站一般用于中小隧道工程。搅拌站(楼)除了用于喷射混凝土，还用于衬砌作业。目前，一种新型的混凝土组合式搅拌站应运而生，它具有安装简单、搅拌迅速、计量准确、性能可靠、适应强及价格适中等特点，已被广泛应用于铁路和各种混凝土施工现场。混凝土组合式搅拌站一般在生产厂配套生产
5、，例如双卧轴强制式搅拌机有 500、750 及1000 等规格，而相应配套的电子计量配料机构有 800、1200 及 1600等规格，施工单位可根据每小时需用混凝土施工用量来确定组合搅拌站设备的大小和设备的多少。双轴卧式搅拌机(2)混凝土输送设备。混凝土输送设备主要有混凝土泵和混凝土搅拌运输车。在国内，混凝土泵一般用于衬砌作业;在国外，常用泵送混凝土喷射机进行湿喷作业;混凝土搅拌运输车则既可用于混凝土喷射作业，也可用于衬砌作业。混凝土搅拌运输车有轮胎式和轨道式两种，轮胎式的运输车用得较多，常用的有辽宁海诺建设机械集团有限公司生产的 HNJ5240型和 HCJ5260 型、华东建筑机械厂生产的
6、MR45-1S 型(7m3)和 MRl0型(10m3)、徐州利勃海尔混凝土机械有限公司生产的系列混凝土搅拌运输车等。轨道式混凝土搅拌运输车以 JCGY-6 型为代表，一般为罐式，有多家厂家在生产。(3)混凝土上料设备。喷射混凝土是隧道及地下洞室施工初期支护的主要手段之一，但却是地下工程中作业条件最恶劣的施工工序。若为干喷，喷射机旁的粉尘浓度很大，操持喷嘴的工人处在粉尘的包围之中，劳动环境极为恶劣，严重危害工人的身体健康。喷射射机人工上料是一项繁重的体力劳动，特别是在喷射时，输料管内充满了待喷料，喷射时的反弹力较大，这样，施喷人员很难按照喷射混凝土规程进行喷射，也难以保证高质量的喷层。在国外，瑞
7、士阿利瓦公司生产的 31O 型移动式胶带机安装在轮胎上给喷射机上料，其受料口可以调节;瑞士迈纳迪尔(Meynadier)公司生产的 MeYco Robojet 喷混凝土机械手的喷射机上料也采用胶带运输机;法国诺梅特(Normet)公司生产的机械手，它所用的喷射机也是用输送机来上料;美国艾姆科公司的干式或湿式喷射机则用陡角度的 Cambelt 闭式输送机来上料。国内的上料机械主要是胶带输送机，大瑶山隧道采用 SP45 型胶带机给 PH30 型喷射机上料(胶带机接料端靠近地面，人工上料);南昆线米花岭隧道进出口采用广东韶关煤机厂生产的 P5(长 4.5m)胶带机给阿利瓦公司的 285 型喷射机上料
8、;郑州康达支护技术公司生产的HPJII 型喷混凝土机组，上料机构配用螺旋输送机。目前我国大多数喷射机上料作业仍以人工为主，为减轻工人劳动强度、改善劳动作业环境，采用机械给喷射机上料是非常必要的。(4)混凝土喷射机。混凝土喷射机是将混凝土输送给喷嘴的机械，根据喷射工艺不同大致可分为干式(潮式)喷射机和湿式喷射机两大类型，从目前国内外情况来看，前者使用得较为广泛，但后者是发展趋势。现简要介绍目前国内外混凝土喷射机的情况。对于干喷机，国外的代表机型有瑞士阿里瓦(Aliva)公司的转子式和美国里得(Reed)公司的转盘式两种，我国有江西煤矿机械厂生产的 ZP-V 型喷射机和河南郑州康达支护技术有限公司
9、研制生产 PZ-5 喷射机。干式混凝土喷射机潮式混凝土喷射机对于湿喷机，国外主要有挤压泵(PC08-60M)型湿喷机、英国Compernass-208(科姆佩纳斯)型湿喷机和 Aliva-285 型干湿两用混凝土喷射机及德国古马恩型湿喷机和 BSM-903 型湿喷机等。挤压泵其中，挤压泵(PC08-60M 型)湿喷机是国外应用较广的一种湿喷机，在更换泵送软管和输料管并采用适宜粒径的骨料后，也可作混凝土泵用。日本极东 PC08-60M 型和美国 Challenge 型湿喷机均属此类湿喷机。我国的湿喷机则以中铁西南科学研究院研制生产的 TK-96 型混凝土湿喷机为代表。TK500 湿喷机根据湿喷机
10、输送混凝土的动力不同可分为:泵送型和气送型两大类：泵送型混凝土湿喷机工作时,主要是以液压泵为动力执行机构,将混凝土拌合料输送至喷嘴处,再借助于压风的动力作用将混凝土高速喷射至受喷面。泵送型湿喷机按其结构的不同可分为以下几种:活塞泵式湿喷机、螺杆泵式湿喷机、软管挤压泵式湿喷机等。活塞泵式湿喷机工作原理为:利用液压缸的回程将已搅拌好的混凝土拌合料吸入缸体;利用另一液压缸的冲程将已吸入缸体内的混凝土拌合料推送至喷嘴处,然后在喷嘴处通高压风将混凝土喷射至受喷面,完成整个喷射过程。液压缸的回程缸,冲程缸交替工作以保证混凝土的连续输送。其工作原理如下图 1-1 所示:螺杆泵式湿喷机工作原理:液压泵通过变速
11、箱带动转动轴转动,固定在转动轴上的螺旋片将混凝土料斗中的拌合料输送到螺杆泵中,靠螺杆相对于定子套的啮合空间容积的变化将混凝土输送至喷嘴,在喷嘴处添加液体速凝剂并借助此处所通压风的作用下将物料喷射至受喷面,完成喷射作业。工作原理如下图 1-2 所示,图中动力装置及变速箱没画出。其特点:结构简单,上料高度低;输送压力大、距离长、工作可靠;螺杆形状复杂,需专门制造;定子套磨损严重,对材料使用性能要求较高。软管挤压泵式湿喷机工作原理:泵通过传动机构将带动泵体内行星传动机构中的滚轮转动,连续的挤压软管,使之产生真空,不断地从料斗中吸取己拌好的物料,在滚轮的连续挤压下,将软管中的混凝土拌合料压送至喷嘴,在喷嘴处借助压风将混凝土喷射至受喷面,完成喷射作业。其工作原理如图 1-3 所示:
