[发明专利]一种提高混凝土喷射质量的喷头装置及施工方法

说明书

本发明提供一种提高混凝土喷射质量的喷头装置及施工方法，包括：喷头本体，所述喷头本体设有喷头扩大部以及设在所述喷头扩大部前端的喷头帽，所述喷头帽上设有多个空气孔和多个混凝土孔，且所述空气孔位于所述混凝土孔的外围；所述喷头扩大部具有两层不连通的空腔，其中：第一层空腔为高压空气输送空腔，所述高压空气输送空腔与高压空气输送管连通以输入高压空气，该空腔端部与所述空气孔连通用以喷射高压空气；第二层空腔为混凝土输送空腔，所述混凝土输送空腔与混凝土输送管连通以输入混凝土，该空腔端部与所述混凝土孔连通用以喷射混凝土。本发明有效减少混凝土喷射回弹和飞溅，从而达到提高混凝土喷射质量目的。

技术领域

本发明涉及一种地下建筑工程技术领域中的施工技术，具体地，涉及一种提高混凝土喷射质量的喷头装置及施工方法。

背景技术

矿山法有着施工效率高和经济性强的特点，是地下隧道的主要施工方式之一。该工法需要先将整个断面分部开挖至设计轮廓，并随之修筑衬砌，当地层松软时，则可采用简便机械手具进行，并根据围岩稳定程度，在需要时应边开挖边支护。在进行初次支护和二次衬砌时，需要向隧道侧壁喷射混凝土，有助于封闭围岩、防止围岩的松弛和风化、与拱架及锚杆形成联合支护体系。现有喷射混凝土的喷头为简单的空心圆管，该喷头具有喷射作用面小、飞溅损失大以及在接触隧道侧壁后的回弹率高的缺点，易导致隧道内粉尘含量上升并降低喷射混凝土的均匀性，从而引发环境污染，降低资源利用率和施工质量。因此，如何提高混凝土喷射的整体施工质量是喷射混凝土施工中的难点之一。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利号为CN201320824024.X，专利公开号为：CN203603933U，专利名称为：一种降低喷砼回弹率的喷头，该专利自述为：“包括喷头本体和与其尾部相连接的输料软管，所述喷头本体为中空管状结构，在所述输料软管上设置有橄榄球形的物料混合部，其短轴长度大于所述输料软管的直径；在所述物料混合部的前端设置有速凝剂添加管，所述速凝剂添加管的轴线与所述喷头本体的轴线之间的夹角为锐角；所述喷头本体为从尾部到前端直径逐渐增大的圆柱体，所述喷头本体尾部的直径与所述输料软管的直径相适应，在所述喷头本体的前端固定有喷头盖，所述喷头盖为与所述喷头本体的最前端的横截面直径相适应的圆形板状结构，所述喷头盖上设置有喷孔。”该专利自述，其使用方法为：“靠近喷头尾部的输料软管的内径扩大，使之呈椭球体，速凝剂添加管连接在椭球体的前端，速凝剂添加管的轴线与喷头的轴线呈锐角，充分混合混凝土与速凝剂；喷头具有多个喷孔，使喷出的混凝土更加均匀。”该专利中所述降低喷砼回弹率的喷头装置在工程实际使用过程中施工人员需要根据喷头与喷射工作面角度，调整喷头喷射方向与工作面垂直，工作难度大；该专利采用速凝剂流动方向与混凝土流动方向成钝角的设计，易引起速凝剂难以流入混凝土管道以及混凝土涌入速凝剂添加管造成堵管等问题。因此，该专利所述降低喷砼回弹率的喷头装置未能有效降低喷砼回弹率，且存在施工难度较大、可靠性低以及存在堵管隐患等缺点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的是提供一种提高混凝土喷射质量的喷头装置及其施工方法，有效减少混凝土喷射回弹和飞溅，从而达到提高混凝土喷射质量目的。

根据本发明的一个方面，提供一种提高混凝土喷射质量的喷头装置，包括：喷头本体，所述喷头本体设有喷头扩大部，在所述喷头扩大部前端设有喷头帽，所述喷头帽上设有多个空气孔和多个混凝土孔，所述空气孔位于所述混凝土孔的外围，在喷头帽上形成一个喷射面；所述喷头扩大部具有两层不连通的空腔，其中：

第一层空腔为高压空气输送空腔，所述高压空气输送空腔与高压空气输送管连通以输入高压空气，该空腔端部与所述空气孔连通用以喷射高压空气；

第二层空腔为混凝土输送空腔，所述混凝土输送空腔与混凝土输送管连通以输入混凝土，该空腔端部与所述混凝土孔连通用以喷射混凝土。

优选地，所述混凝土输送管上设有速凝剂输入口用以输入速凝剂，所述速凝剂和所述混凝土混合均匀，然后输入所述混凝土输送空腔。