噴漿質(zhì)量影響因素分析及其控制措施分析

李 飛

（榮達(dá)礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021300）

為了保證噴漿質(zhì)量，在使用噴漿設(shè)備進(jìn)行作業(yè)時(shí)往往需要按照45°的角度進(jìn)行的混凝土噴射工作，并且還應(yīng)保證距離噴射作業(yè)面的距離保持在0.6m到1.2m之間。作為一種常見(jiàn)的混凝土支護(hù)施工模式，通過(guò)有效控制噴漿質(zhì)量，可增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性，并且還能延緩圍巖風(fēng)化速度，以此保證建筑結(jié)構(gòu)具有良好的支護(hù)性能。

1 噴漿方法的主要類型

噴漿主要是用于限制建筑墻面施工空鼓狀況的一種支護(hù)處理手段，具體是利用水泥、砂石等材料混合而成混凝土，并利用噴漿設(shè)備將其噴射至圍巖上，從而達(dá)到最佳支護(hù)目的。通常情況下，噴漿質(zhì)量往往需要借助混凝土噴射強(qiáng)度、噴漿施工中粉塵濃度、噴漿噴射回彈率作為衡量噴漿質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。目前，常見(jiàn)的噴漿方法包括以下三種：①干噴法。它是按照適合的配合比將噴漿材料制成均勻噴射物料，并在壓力的影響下從噴漿設(shè)備的噴嘴處噴射到圍巖工作面，從而滿足支護(hù)需求。干噴法易于操作且維修難度較小，但引起的粉塵濃度較大，并且噴漿質(zhì)量與施工人員的經(jīng)驗(yàn)有著密切關(guān)聯(lián)。②濕噴法。它是以事先設(shè)置好的比例對(duì)噴漿材料進(jìn)行混合攪拌，然后將其送至濕噴機(jī)設(shè)備中，之后再利用專門(mén)的濕噴裝置將其噴射到噴頭位置上，此時(shí)在速凝劑的輔助下快速噴射到圍巖表面。一般而言，濕噴法可操作性更強(qiáng)，且粉塵濃度與回彈率偏低，但缺點(diǎn)是維修難度較大，在后期清理時(shí)也會(huì)受到較大阻力。③潮噴法。潮噴法是在混凝土配制期間為混凝土添加適量拌合水，并在噴漿設(shè)備運(yùn)行期間加入速凝劑，同時(shí)在噴漿設(shè)備的噴頭處再次進(jìn)行水分供給。在壓力刺激下從軟管中快速噴射到作業(yè)面上，進(jìn)而完成噴射任務(wù)。

2 噴漿質(zhì)量的影響因素

（1）噴漿材料。在噴漿質(zhì)量中極易受到噴漿材料的影響而出現(xiàn)噴漿結(jié)果不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。一般而言，噴漿材料不合格的原因，一方面是配合比設(shè)計(jì)不科學(xué)，并且細(xì)骨料含量較小，導(dǎo)致噴漿因粗骨料超標(biāo)而造成噴漿施工無(wú)法順利進(jìn)行。另一方面是由于所使用的速凝劑質(zhì)量不過(guò)關(guān)，或者所選擇的規(guī)格與噴漿要求不一致。同時(shí)，還有可能受金屬網(wǎng)孔徑的影響，而發(fā)生噴漿到達(dá)作業(yè)面后無(wú)法牢固的停留在圍巖表面，進(jìn)而遭受脫落風(fēng)險(xiǎn)，致使噴漿施工失敗。因此，在配制噴漿時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際工況選擇適合的材料，由此為噴漿高效施工提供重要保障。

（2）噴漿流程。噴漿一般需按照制定的施工順序進(jìn)行操作，若噴漿施工步驟出現(xiàn)差錯(cuò)，也會(huì)降低噴漿質(zhì)量。另外，在使用噴濺設(shè)備對(duì)其進(jìn)行噴射時(shí)還應(yīng)注重噴嘴與作業(yè)面之間的間距與噴射角度。一旦噴漿流程發(fā)生不規(guī)范作業(yè)行為，將造成噴漿設(shè)備無(wú)法連續(xù)作業(yè)，進(jìn)而對(duì)噴漿質(zhì)量帶來(lái)負(fù)面干擾。同時(shí)，在應(yīng)用噴漿施工工藝時(shí)還應(yīng)考慮到噴漿保存時(shí)間，若超過(guò)初凝時(shí)間6h左右，將造成噴漿凝結(jié)，不利于后期噴射工序的順利落實(shí)。

（3）支護(hù)參數(shù)。圍巖支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)水平會(huì)對(duì)噴漿質(zhì)量帶來(lái)重大影響。比如錨桿安裝不到位、圍巖表面缺少網(wǎng)片、噴漿厚度不合格等都會(huì)不利于噴漿質(zhì)量的有效提升。所以，在噴漿施工階段應(yīng)高度重視支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性，并保證各項(xiàng)圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)符合噴漿施工要求，以免受噴漿質(zhì)量的破壞造成支護(hù)施工出現(xiàn)不良后果。

（4）機(jī)械設(shè)備。噴漿質(zhì)量的主要影響因素還包括機(jī)械設(shè)備。目前，我國(guó)噴漿施工常使用的噴漿設(shè)備為干式噴漿機(jī)，它需在噴嘴處與拌合水相混合后再進(jìn)行噴射。此外，在部分噴漿作業(yè)中還采用人工拌料模式，相比機(jī)械攪拌方式誤差更大。所以，也會(huì)對(duì)噴漿質(zhì)量帶來(lái)重大影響。所以，應(yīng)完善噴漿設(shè)備性能，并借助機(jī)械力量進(jìn)行拌料，保證噴漿質(zhì)量達(dá)標(biāo)[1]。

（5）爆破環(huán)境。在噴漿施工過(guò)程中，若噴射工作面上有積水或者灰塵較多，且后期清理不到位，這樣也會(huì)導(dǎo)致噴漿施工無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。所以，在進(jìn)行噴漿施工前需對(duì)工作面進(jìn)行有效清理。另外，井下爆破環(huán)境也會(huì)對(duì)噴漿質(zhì)量帶來(lái)不利影響。比如在煤礦企業(yè)開(kāi)采作業(yè)期間，往往利用鉆孔打眼等方式獲取礦石。此時(shí)若利用噴漿對(duì)孔洞進(jìn)行噴射，將起到穩(wěn)固圍巖的作用。但若在后期繼續(xù)進(jìn)行打眼爆破將增加圍巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，增加后期噴漿施工難度。所以，在噴漿施工期間，混凝土在初凝時(shí)間的8h左右若受到爆破影響，有可能出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題。故而應(yīng)控制好噴漿速度。

3 噴漿質(zhì)量的控制措施

（1）優(yōu)選噴漿工藝施工材料。在選擇噴漿材料時(shí)，首先，應(yīng)以硅酸鹽水泥為主要原材料，并盡量選擇水泥強(qiáng)度等級(jí)高于32.5MPa的水泥類型為最佳材料，根據(jù)施工的斷面選擇合適的抗?jié)B度；其次，在施工時(shí)應(yīng)以建筑工程檢測(cè)中心出具的配合比進(jìn)行材料的混合；還需注意的是在確定石子的粒徑時(shí)應(yīng)≤15mm，這樣配制成的噴漿質(zhì)量才能更高；最后，在噴漿攪拌環(huán)節(jié)還應(yīng)對(duì)配合比等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行兩次以上的檢查，防止出現(xiàn)紕漏影響噴漿質(zhì)量；由此保證噴漿質(zhì)量符合噴射標(biāo)準(zhǔn)。在選擇噴漿材料時(shí)還應(yīng)控制好各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值。比如應(yīng)將噴漿含水率限制在5%之下，且速凝劑應(yīng)以J85型為主，不可使用酸堿類拌合水。速凝劑的使用時(shí)間應(yīng)跟隨著噴漿設(shè)備的噴嘴上料頻率而確定，并以1:50的比例控制速凝劑用量，這樣才能保證噴漿質(zhì)量滿足施工企業(yè)具體需求[2]。

（2）規(guī)劃噴漿作業(yè)施工流程。在噴漿施工過(guò)程中需要按照指定的施工順序進(jìn)行操作，以此確保噴漿質(zhì)量符合施工要求。通常應(yīng)先行對(duì)工作面進(jìn)行沖洗清理，然后再標(biāo)準(zhǔn)噴漿施工厚度，再配制混凝土漿料，并且進(jìn)行兩次噴射，最后對(duì)工作面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)操作。其中需格外注意以下三個(gè)方面：其一，在前期準(zhǔn)備期間，可利用高壓槍對(duì)作業(yè)面進(jìn)行噴灑沖刷，保證表面無(wú)雜質(zhì)，這樣可為后期噴漿施工創(chuàng)造有利條件，并且還需對(duì)巷道斷面的具體尺寸進(jìn)行測(cè)量，由此為噴漿速度及距離的調(diào)整提供參考依據(jù)。其二，在噴漿作業(yè)時(shí)應(yīng)依據(jù)由下至上螺旋式施工方向進(jìn)行漿料噴射。一般需以200mm左右的移動(dòng)距離為一個(gè)周期進(jìn)行噴射，并針對(duì)存在鉆孔等不平整區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)噴，并且在雙人配合下進(jìn)行噴漿施工，以便噴漿質(zhì)量有所保障。其三，在巷道支護(hù)環(huán)節(jié)可利用分層噴漿施工模式對(duì)作業(yè)面進(jìn)行噴射，在初次噴漿中應(yīng)將時(shí)間控制在20min到50min之間，而后二次噴漿作業(yè)時(shí)應(yīng)在24h內(nèi)完成噴漿任務(wù)，進(jìn)而達(dá)到最佳噴漿施工效果。

（3）合理設(shè)計(jì)圍巖支護(hù)參數(shù)。①錨桿參數(shù)。對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)可避免圍巖出現(xiàn)分化風(fēng)化脫落等現(xiàn)象。而在控制噴漿質(zhì)量時(shí)也需合理設(shè)計(jì)圍巖支護(hù)參數(shù)，促使圍巖保持良好的穩(wěn)定性。其中在設(shè)計(jì)錨桿參數(shù)時(shí)應(yīng)全面了解支護(hù)強(qiáng)度，以免圍巖變形。另外，在設(shè)計(jì)圍巖支護(hù)參數(shù)時(shí)還應(yīng)考慮到支護(hù)成本的投入情況，不可出于安全角度過(guò)分壓縮參數(shù)值范圍。針對(duì)錨桿參數(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)秉承著“安全性”與“經(jīng)濟(jì)性”原則對(duì)錨桿進(jìn)行精準(zhǔn)安裝，以往常將錨桿深度與孔深的差距控制在大約80mm，這樣既能增強(qiáng)圍巖支護(hù)效果，又能保證噴漿質(zhì)量達(dá)標(biāo)。②網(wǎng)片質(zhì)量。為了確保噴漿質(zhì)量處于可控狀態(tài)下，還應(yīng)注重網(wǎng)片質(zhì)量。在圍巖巷道中常利用布置金屬網(wǎng)的方式對(duì)斷面處加以防護(hù)，并為錨桿安裝提供載體。另外，在噴漿之前還應(yīng)對(duì)圍巖巷道上設(shè)置的金屬網(wǎng)網(wǎng)片質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，保證網(wǎng)片數(shù)量剛好滿足噴漿需求，這樣才能避免出現(xiàn)網(wǎng)片丟失現(xiàn)象影響噴漿質(zhì)量。③噴漿厚度。噴漿質(zhì)量與噴漿厚度有著密切關(guān)聯(lián)。若噴漿厚度適宜，既能增強(qiáng)圍巖穩(wěn)定性，又能保證噴漿工藝的正常進(jìn)行。根據(jù)以往噴漿經(jīng)驗(yàn)可知：最佳噴漿厚度為100mm，并在錨桿端頭不裸露的情況下保證噴漿施工到位。至于金屬網(wǎng)的布置厚度，一般應(yīng)≥30mm。同時(shí)，在噴漿施工后應(yīng)保證噴射后的金屬網(wǎng)外側(cè)防護(hù)層厚度處于20mm到40mm范圍內(nèi)。只有這樣，才能有效控制好噴漿質(zhì)量，并為施工作業(yè)面的平整度提供輔助作用?；诖?，噴漿施工應(yīng)合理設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)。

（4）注重爆破環(huán)境設(shè)備質(zhì)量。若機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效果不甚理想，出現(xiàn)水泥混合不良、漿料攪拌不均等現(xiàn)象，將會(huì)對(duì)噴漿質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，相關(guān)人員在應(yīng)用噴漿機(jī)、拌料機(jī)等機(jī)械設(shè)備的過(guò)程中，一方面要對(duì)漿料的配合比、攪拌工藝實(shí)施科學(xué)控制，避免在設(shè)備使用工藝上存在問(wèn)題。另一方面，也要做好設(shè)備本身的性能檢查與維護(hù)保養(yǎng)工作，在確定設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)完好無(wú)損的基礎(chǔ)上，避免設(shè)備處在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或空轉(zhuǎn)異常狀態(tài)。除設(shè)備以外，相關(guān)人員還應(yīng)對(duì)噴漿作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境予以重視，若工作面發(fā)生淋水、涌水等情況，必須要在噴漿施工前做好導(dǎo)水措施，如在涌水點(diǎn)裝設(shè)塑料軟管、在滴水、淋水處運(yùn)用壓風(fēng)吹水工藝等。最后，面對(duì)井下爆破的影響問(wèn)題，相關(guān)人員還應(yīng)根據(jù)具體環(huán)境條件，對(duì)噴漿的工藝流程進(jìn)行適度調(diào)整。例如，在巖巷圍巖質(zhì)量穩(wěn)定的爆破環(huán)境中，可取消初噴環(huán)節(jié)，待錨桿、鋼筋網(wǎng)等臨時(shí)支護(hù)設(shè)施布設(shè)完成后，再進(jìn)行噴漿作業(yè)，從而將常規(guī)的“噴-錨-網(wǎng)-噴”流程改為“錨-網(wǎng)-噴漿成型”，以此提高施工作業(yè)的整體效率。

（5）明確噴漿物料輸送速度。在進(jìn)行長(zhǎng)距離的噴漿物料輸送作業(yè)時(shí)，由于空氣壓力會(huì)隨著輸送距離的延長(zhǎng)而逐漸削弱，最終形成管道堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。從原理上講，推動(dòng)管道內(nèi)物料運(yùn)輸?shù)臍饬鞔嬖谝欢ǖ淖钚∵\(yùn)動(dòng)速度，被稱為“噎塞速度”。管道內(nèi)氣流流速在趨向噎塞速度值的過(guò)程中，固氣比也隨之發(fā)生波動(dòng)變化。當(dāng)氣流流速越發(fā)趨近噎塞速度值時(shí)，管道內(nèi)的固氣比將處于較高水平，造成氣流無(wú)法均勻、有力的推動(dòng)物料向前運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)管道堵塞問(wèn)題，并導(dǎo)致管道內(nèi)部壓力的急劇上升，不僅會(huì)對(duì)噴漿質(zhì)量產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)相關(guān)設(shè)備及管道造成損傷。因此，相關(guān)人員必須要明確控制好噴漿物料的輸送速度，實(shí)現(xiàn)噎塞速度值的有效規(guī)避。

4 結(jié)論

綜上所述，噴漿質(zhì)量的影響因素包括噴漿施工的材料、過(guò)程、參數(shù)、設(shè)備與環(huán)境等，施工單位需采取針對(duì)性控制措施，保障施工質(zhì)量。通過(guò)本文的分析，施工單位需做好材料選擇、規(guī)范施工流程、合理設(shè)置施工參數(shù)等工作，并控制好爆破環(huán)境設(shè)備，明確噴漿物料輸送速度，提升噴漿質(zhì)量，推動(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。