掘进工作面如何提高喷射混凝土质量的探讨及冷库主体结构分部工程结构实体检测方案

PAGE6掘进工作面如何提高喷射混凝土质量的探讨摘要：通过对煤矿井下喷射混凝土的配料、操作工艺、养护、注意事项的分析，来探讨如何提高喷射混凝土质量。关键词：喷射混凝土配料操作工艺质量掘进工作面如何提高喷射混凝土质量的探讨概述：随着矿井机械化程度的提高和开采强度的增大，目前单进水平都有所增加，砌碹和架棚支护已满足不了现行的进尺水平，严重制约了单进水平的提高，因为砌碹和架棚支护不仅成本高，劳动强度也大；而锚喷支护既满足了支护要求，又降低了材料成本，节约了钢材和木材，有利于机械化施工，减轻了劳动强度。一、混凝土的特性混凝土的特性具有抗压强度高，抗拉强度低，脆性大等特点；喷射混凝土是将一定配合比的水泥、沙子、石子和速凝剂的拌合料通过混凝土喷射机，以压缩空气为动力，并通过管道输送到喷枪出口处，与水混合后，以较高的速度分层喷射到岩石壁面而凝结硬化成的一种混凝土。它具有充填裂隙、填补凹穴、加固岩层的作用。井巷开挖后，地下围岩暴露于空气中，由于风和水的侵蚀而风化，再加上矿井地层压力的作用，围岩逐渐丧失稳定性，当围岩喷上混凝土后，隔绝了岩层与空气的接触，喷层与岩体紧密结合在一起，形成致密、坚固的混凝土防护层，阻止岩层节理和裂隙的渗水，防止水和空气对围岩的风化作用。当围岩节理和裂隙形成局部不稳定的危石活动时，喷层充填了围岩的节理和裂隙，把分离的危活石和岩块紧密的粘结在一起，坚固了围岩，以便共同承受危活石的重量。岩石和喷层组成了拱作用。把巷道凸凹不平的顶板和裂隙用混凝土充填、喷平，把岩石和喷层固结在一起，形成岩石——混凝土的组合拱，把不稳定的岩层参加了支护结构作用，根据围岩类型、巷道用途、服务年限，兖矿集团兴隆庄煤矿目前煤（岩）巷多采用喷射混凝土支护、锚杆支护、锚喷支护、锚喷网联合支护的几种支护形式；我们就喷射混凝土支护探讨一下如何提高喷射质量的方法。二、对混凝土材料的质量要求1水泥：因为喷射混凝土必须具有较高的粘结力和早期的强度，所以要求水泥凝结硬化快，对速凝剂的相容性强，收缩率小。因此，喷射混凝土应优先选用不低于425号的硅酸盐水泥和普通水泥。该水泥初凝时间短，早期强度高，喷射效果好。过期、受潮-结块的水泥，不得使用；相比而言，火山灰水泥收缩率大，初期强度低，故不宜使用。2沙子:作为细骨料的沙，为了减少有害粉尘和防止收缩裂缝，喷射混凝土以采用粒径大于2.5mm的坚固耐久的中沙、粗沙最为适宜。沙子的含水一般应控制在5%——8%。含水率过小，拌合物在管路中易分离，也不易在喷嘴处与水混合均匀，将使粉尘浓度过高，若含水率过大，则易产生喷射机积料和堵管现象。所以，拌料工一般应头天对沙子洒水，这样第二天用起来比较合适。3．石子：可采用坚固耐久的卵石和碎石。卵石表面光滑，对喷射机和管路磨损小，有利于远距离输送料和减少堵管事故故使用较多。但是粘结性和强度不如碎石配置的喷射混凝土，而且回弹率也高。石子最大粒径不超过25mm，但在实际工作中，经过反复实践摸索，为了减少回弹，多采用10——15mm的石子。喷射混凝土需掺入速凝剂时，不得采用含有二氧化硫石子，以免发生碱骨料反应，而使喷射混凝土开裂破坏。4．拌合用水：喷射混凝土时，对喷头处的混合用水和养护用水的要求也是严格的：（1）水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质。（2）井下的积水，没有经过化学测试不得使用。（3）不得使用地面和井下的污水。（4）含有油、酸、及有机物的水都不得使用。5.速凝剂：喷射混凝土一般要求初凝小于3min,终凝时间小于10min.速凝剂就是使水泥早凝的一种催化剂，使用前应做效果实验，过期和变质的速凝剂不能使用。一般掺入量为水泥重量的2%——4%，超过这一范围，不仅凝结时间长，而且对混凝土最佳强度也有不利影响，并且收缩率增加，有时为了减少速凝剂对混凝土强度的影响，水灰比应减少，但是水灰比减少后则水泥砂浆过稠和水泥浆量不足，使骨料胶结不良，混凝土强度降低；所以施工中应控制使用。还要注意使用经过国家鉴定的产品；运输与存放应保持干燥，并不得损坏包装，防止受潮变质.6.配合比：喷射混凝土标号的高低，在很大程度上取决于喷在岩面上的实际配合比值。在混凝土中，沙子充填石子间隙，水泥充填沙子间隙，如果含沙率小，沙量不足，则石子间隙需要过多的水泥来充填，水泥用量增加石子也容易离析；若含沙率过大，则需要过多的水泥来包裹沙的表面积和充填沙间空隙，水泥用量也要增加，经过长期的实践经验，一般取水泥：粗中沙：石子1:2:2的比例为宜。7.水灰比：水灰比对喷射混凝土的厚度和回弹量等都有很大影响。水灰比越小，混凝土的强度越高，但是当水灰比过小（<0.4）时，料束干燥分散，回弹量大，粉尘大，喷层出现干斑会对一次喷厚和强度有较大影响；喷射混凝土强度随水灰比的增大而减小，当水灰比过大时，喷射到岩面上的混凝土会流淌，降低一次喷射厚度和增大回弹量，根据实测，水灰比在0.4——0.5时最理想。这时候喷射的混凝土有光泽、不流淌，也不会出现干斑。8．拌料;目前兴隆庄煤矿大多采用人工搅拌法搅拌，根据反复实践，现场观察得知，当人工搅拌3遍时，混合料才显的比较均匀，如果拌料不均匀，将直接影响混凝土质量，拌好的混合料“以手握成团、松手既散，口吹无灰”为标准（即我们平常所说的潮料）。要想达到这一标准，拌料工应提前观察好料场的沙石是否含水率达到5%——8%左右，若是太过干燥，应提前洒水，一般应头天洒水为宜，以免拌料时现洒水水分又过大，容易造成堵管事故。三．喷射混凝土的操作工艺1．喷射前的准备工作：喷射前应全面检查巷道断面是否满足设计尺寸要求，锚杆数量、质量是否合格；中、腰线是否准确无误；两帮基础应挖到底；为了保证喷射质量和巷道规格，应埋设控制混凝土喷层厚度的标桩，或者用铁丝拉好两帮的起拱线和拱顶线，按喷射厚度拉好，好照线喷射；以便达到墙直拱圆，表面平整、美观、造型好。处理掉活矸浮石，用压风与水吹洗围岩（遇有松软膨胀的围岩时，只准用压风吹）。保护好工作面设施，高度大于3m以上的巷道和硐室还应搭设工作台，工作台要牢固可靠。检查输料管路连接是否牢固，是否过度磨损，喷头水环是否畅通，防尘和除尘设施是否正常；检查喷射机具，并进行试运转；戴好必要的防护用品。2．喷射混凝土:喷射时，应先开水，后开风，再送电；一般风压控制在0.1——0.12Mpa左右，水压一般比风压大0.1Mpa左右；以喷射到围岩的混凝土无干斑、不流淌、有光泽为宜。速凝剂的掺入最好是边喷边放入喷射机中，这样掺入时间才不会超过3min，掺入重量一般取水泥重量的2%——4%；喷射混凝土顺序是先墙后拱，从下而上合理划分喷射段；然后本着对凸凹段先填平补齐再按区段进行有秩序的喷射。喷射手移动喷枪时，应缓慢均匀地、呈螺旋状一圈压半圈的沿着横向由下向上作反复运动，圈径一般100——200mm,不超过300mm；喷枪与岩面应尽量保持80度左右角度喷射，回弹料最少；喷嘴与岩面的距离一般保持在0.8——1.2m左右，此距离可以获得较高的混凝土强度，如果喷嘴与受喷面太近，引起灰浆四溅，回弹料增多，如果喷嘴与受喷面太远，料束达到喷层处力量小，捣固无力，骨料打不进喷层内而大量的坠落，也增加回弹料。一次喷射厚度过大，混凝土颗粒间的凝结力减弱，因自重而下坠；一次喷射厚度过薄，束料与岩面刚性接触，骨料容易溅回，增加回弹料，同样粘不住，根据实践，一次喷厚与喷射方向和水平面的夹角关系很大，比较合适的喷厚是喷墙时一次喷厚60——100mm,喷拱时一次喷厚30——60mm;如果一次喷射达不到设计尺寸，多层喷射时，应有一定的间隔时间，该时间应根据水泥品种、施工温度、速凝剂掺入量来定，一般在15——20度的温度下，使用掺有速凝剂的普通硅酸盐水泥时，多层喷射间隔时间15——20min,不加速凝剂时一般应间隔2——4h左右；遇有渗水和漏水地段，主要采取排、堵相结合，以排为主的措施进行处理，在漏水地点用导管把水集中导出，周围用快速水泥固结，使成片漏水变成点漏水，当混凝土形成强度时，再用砂浆封孔。对一般渗水地点，掺入速凝剂，减少水灰比，加大风压进行喷射即可。四：养护：应进行喷水或设置水幕，保持空气湿度，如果做喷射混凝土强度试验时应养护28天才能进行。五：注意事项：喷嘴严禁对人，输料管应尽量捋直、减少弯曲，接头应对正，避免堵管事故。给料必须保持连续性，不然水灰比掌握不准确，会增加回弹料。喷射机机内积料，严禁用手处理，防止发生事故。喷射机应布置在围岩稳定或已有支护的安全地段。发生堵管时，应尽量采用敲击法疏通。高空作业的工作台要稳固可靠，操作人员要佩戴安全带。六．小结：通过对喷射混凝土的成分、操作工艺、养护及注意事项的分析和探讨，知道了在工作中应该怎样选取材料和具体的操作喷射机的正确方法，才能确保喷射混凝土质量进一步提高。拌料时的一些要求都作了具体观察和分析，以前拌料时一般都拌一遍就开始喷浆了，不仅回弹料多，而且混凝土的强度也会大大降低，以后矿井应该进一步推广机械化拌料，这样拌的料比人工要更匀一些，也会大大减轻劳动强度，提高工作效率。兴隆庄煤矿在西翼八采区正在建一座机械化拌料站，该项目目前正在调试中。参考书目：1．《职业技能鉴定规范—巷道掘砌工》2．,《煤矿安全技术培训通编教材—掘进支护工》武汉东西湖保税区国际商品展示交易中心A地块2#冷库 主体结构分部工程结构实体检测方案施工单位：中天建设集团有限公司监理单位：湖北百顺工程监理咨询有限公司建设单位：鑫磊博览城有限公司一、工程概况1、工程概况武汉东西湖保税区国际商品展示交易中心A地块2#楼冷库，建筑层数地下1层、地上4层。工程用途为商业库存，钢筋混凝土框架结构。二层平面梁板梯至屋面梁板梯砼强度等级C30，一层柱至三层柱砼强度等级C35，四层柱砼强度等级C30。梁柱保护层厚度为35mm，板保护层厚度为25mm。二层平面至屋面空心楼盖部位板厚430mm，二层平面至四层平面穿堂部位板厚120mm，屋面穿堂部位板厚130mm。2、参建单位建设单位：鑫磊博览城有限公司设计单位：杭州市建筑设计研究院有限公司监理单位：湖北百顺工程监理咨询有限公司施工单位：中天建设集团有限公司3、施工形象进度主体结构分部砼结构完工。4、检测范围本次砼结构实体检测范围：地基与基础（地下室部位板厚及锚拉筋抗拉拔检测）、主体结构五项检测。5、砼结构概况1钢筋HPB300为级HRB335为级HRB400为级2混凝土楼号构件名称楼层强度等级2#楼冷库梁、板、梯二层平面至屋面层C30柱一层至三层柱C35柱四层柱C303钢筋保护层梁、柱35mm板25mm二、编制依据《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300－2013《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-20153、《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-20114、《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T50784-20135、《混凝土中钢筋检测技术规程》JGJ/T152-20086、《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-20137、《武汉东西湖保税区国际商品展示交易中心A地块2#冷库》设计图纸三、结构实体检测要求对涉及混凝土结构安全的重要部位应进行结构实体检验。结构实体检验部位应由监理（建设）单位、施工单位等各方根据结构构件的重要性共同选定。本工程由湖北兴新建筑工程质量检测有限公司检测，本次结构实体检测的内容包括：混凝土强度、钢筋保护层厚度、受力钢筋间距、楼板厚度的检测，以及锚墙筋拉拔试验。1、混凝土强度实体检测主体结构混凝土采用回弹法检测，梁和柱（或侧墙）构件均按不同混凝土强度等级进行检测，每种混凝土强度等级构件抽检数量均不应少于5个。回弹前要先用砂轮或砂纸打磨光滑，清除砼表面的杂物及浮浆，然后再进行回弹。回弹完成后，用随身携带的小锤子敲破该结构的表面，用事先准备好的1％酚酞溶液试液滴在砼表面，用碳化深度检测仪检测出该结构或构件的碳化深度值。2、钢筋保护层厚度检测采用电磁感应法检测。梁类、板类构件应各抽取构件数量的2%且不少于5个构件进行检验；对悬挑梁，应抽取构件数量的5%且不少于10个构件进行检测；对悬挑板，应抽取构件数量的10%且不少于20个构件进行检测。对选定的梁类构件，取两根纵向受力钢筋的保护层厚度进行检验；对选定的板类构件，取6根纵向受力钢筋的保护层厚度进行检测。梁类、板类构件纵向受力钢筋的保护层厚度应分别进行验收，并符合下列规定：当全部钢筋保护层厚度检验合格率为90%及以上时，可判为合格当全部钢筋保护层厚度检验合格率小于90%但不小于80%时，可再抽取相同数量的构件进行检验，当按两次抽样总和计算的合格率为90%及以上时，仍可判为合格。按《混凝土结构施工质量验收规范》附录E规定，对梁类构件保护层厚度允许偏差为+10mm、-7mm；板类构件保护层厚度允许偏差为+8mm、-5mm3、现浇楼板厚度检测混凝土楼板厚度采用电磁感应法检测。按所检测楼层构件总数的1%且不少于3个构件进行检测，每块板检测三个点，悬挑板取距离支座0.1m处，沿宽度方向取包括中心位置在内的随机3点，其他楼板，在同一对角线上量测中间及距离两端各0.1m处取3点。混凝土构件现浇板厚度检测项目应符合下列规定：当检验项目合格率为80%及以上时，可判为合格当检验项目合格率小于80%但不小于70%时，可再抽取相同数量的构件进行检验，当按两次抽样总和计算的合格率为80%及以上时，仍可判为合格按《混凝土结构施工质量验收规范》表8.3.2及附录F规定，楼板尺寸允许偏差：+10mm、-5mm

4、钢筋间距检测采用电磁感应法检测柱纵向钢筋数量，任选相邻二个面作为检测区域。每层检测构件数量不少于该层构件总数的2%。楼板X向、Y向钢筋间距。5、锚墙筋拉拔试验根据混凝土结构后锚固技术规程（JGJ145-2013）标准，取每一检验批植筋总数的1%且不少于3件进行检验。合格条件（两者同时满足为合格）：①受检验锚固件极限抗拔力实测平均值≥1.45×植筋用钢筋的抗拉强度设计值×钢筋截面面积；②受检验锚固件极限抗拔力实测最小值≥1.25×植筋用钢筋的抗拉强度设计值×钢筋截面面积；四、现场准备条件为了使检测工作高效顺利进行，现场需配合以下准备工作：1、检测前提供结构施工图一套。2、各检测层保证有一个2.5×1.5米的工作平台、架梯。3、检测过程中要求监理单位监理员旁证见证。检测数量及部位砼结构强度检测序号构件名称检测部位设计强度等级浇筑日期1框架柱KZ-2一层（2-17）轴/（2-D）轴C352016.4.92框架柱KZ-1一层（2-14）轴/（2-K）轴C352016.4.113框架柱KZ-6一层（2-9）轴/（2-A）轴C352016.4.124框架柱KZ-6a二层（2-10）轴/（2-B）轴C352016.4.235框架柱KZ-1二层（2-2）轴/（2-A）轴C352016.4.256框架柱KZ-2二层（2-4）轴/（2-J）轴C352016.4.297框架柱KZ-2b三层（2-16）轴/（2-B）轴C352016.5.48框架柱KZ-4三层（2-15）轴/（1/2-K）轴C352016.5.59框架柱KZ-5三层（2-11）轴/（2-K）轴C352016.5.610框架柱KZ-1三层（2-2）轴/（2-K）轴C352016.5.1311框架柱KZ-1b四层（2-15）轴/（2-A）轴C302016.5.2312框架柱KZ-2四层（2-13）轴/（2-J）轴C302016.5.2613框架柱KZ-6四层（2-9）轴/（2-C）轴C302016.5.1814框架柱KZ-1四层（2-1）轴/（2-E）轴C302016.5.2915框架柱KZ-2四层（2-4）轴/（2-H）轴C302016.5.31162KL-Bb（3）400×1000二层平面（2-B）轴/（2-9）~（2-10）轴梁C302016.4.12173KL-Ab（3）400×600三层平面（2-A）轴/（2-8）~（2-9）轴梁C302016.4.23183KL-Bb（3）400×1000四层平面（2-D）轴/（2-9）~（2-10）轴梁C302016.5.619WKL-7a（8）500×1000屋面（2-7）轴/（2-A）~（2-B）轴梁C302016.5.1820WL-Aa（3）400×900屋面（1/2-A）轴/（2-9）~（2-10）轴梁C302016.5.18（2）楼板厚度检测序号构件名称检测部位设计板厚(MM)1地下室顶板柱帽地下室顶板（2-14）轴/（2-D）轴ZM3柱帽3区域430mm2地下室顶板柱帽地下室顶板（2-6）轴/（2-C）轴ZM4柱帽4区域430mm3地下室顶板柱帽地下室顶板（2-4）轴/（2-J）轴ZM1柱帽1区域430mm4二层平面板柱帽二层平面板（2-15）轴/（2-H）轴ZM1柱帽1区域430mm5二层平面板二层平面板（2-9）~（2-10）轴/（2-B）~（1/2-B）轴120mm6三层平面板柱帽三层平面板（2-4）轴/（2-F）轴ZM1a柱帽1a区域430mm7三层平面板三层平面板（2-9）~（2-10）轴/（2-D）~（1/2-D）轴120mm8四层平面板柱帽四层平面板（2-6）轴/（2-E）轴ZM4柱帽4区域430mm9四层平面板四层平面板（2-10）~（2-11）轴/（2-C）~（1/2-C）轴120mm10屋面板柱帽屋面板（2-5）轴/（2-C）轴ZM3柱帽3区域430mm11屋面板屋面板（2-9）~（2-10）轴/（2-A）~（1/2-A）轴130mm12屋面板屋面板（2-10）~（2-11）轴/（2-D）~（1/2-D）轴130mm13屋面板屋面板（2-8）~（2-9）轴/（2-C）~（1/2-C）轴130mm（3）钢筋保护层厚度检测构件名称检测部位设计保护层厚度截面尺寸配筋2KL-Bb（3）二层平面（2-B）轴/（2-9）~（2-10）轴梁35mm400×1000底筋8223KL-Ab（3）三层平面（2-A）轴/（2-8）~（2-9）轴梁35mm400×600底筋4223KL-Bb（3）四层平面（2-D）轴/（2-9）~（2-10）轴梁35mm400×1000底筋822WKL-7a（8）屋面（2-7）轴/（2-A）~（2-B）轴梁35mm500×1000底筋722WL-Aa（3）屋面（1/2-A）轴/（2-9）~（2-10）轴梁35mm400×900底筋622B4二层平面板（2-15）~（2-16）轴/（2-B）~（2-C）轴25mm单层双向：10@150B2三层平面板（2-14）~（2-15）轴/（2-J）~（2-K）轴25mm单层双向：10@150四层平面板四层平面板（2-9）~（2-10）轴/（2-B）~（1/2-B）轴25mm双层双向：8@125B3屋面板（2-12）~（2-13）轴/（2-B）~（2-C）轴25mm单层双向：10@150屋面板屋面板（2-8）~（2-9）轴/（2-A）~（1/2-A）轴25mm双层双向：