[发明专利]一种隧道支护层的模喷方法

说明书

本发明公开了一种隧道支护层的模喷方法，所述模喷方法基于所发明的模喷设备进行，所述模喷设备包括载体机构、大臂机构、模板机构和喷头组件，载体机构上设大臂机构，大臂机构包括回转大臂，并在回转大臂的前端设模板机构和喷头组件，所述模板机构能与开挖岩面形成模腔，所述喷头组件能调整相对于模腔的喷入角度/方向。通过使用所述模喷台车，能实现零回弹，在相同作业范围内，混凝土用量可减少20％‑40％，同时减少了速凝剂的用量，经济效益和社会效益显著；混凝土表面光洁度高，不需要后期整形，缩短施工周期，大幅提高了生产效率；可全程遥控操作机械施工，大幅度提高了施工安全性。

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，特别涉及一种基于新设计的混凝土模喷设备而进行的隧道支护层的模喷方法。

背景技术

在隧道初期支护施工中，采用向开挖面上直接喷射混凝土的施工方式，其中喷射混凝土方式又分为机械臂喷射和人工喷射两种。目前直接喷射混凝土的施工方式存在以下几个缺点：

回弹率高，现在施工过程中存在20％-40％的回弹，且回弹物料无法再回收利用，造成了极大的浪费，是导致施工成本偏高的主要原因。

速凝剂用量大，直接喷射混凝土的施工方式要求混凝土在接触开挖面的很短时间就需要和开挖面粘接在一起，且还要保证粘接后不掉落。普通的混凝土则无法满足施工要求，这时就需要在素混凝土添加速凝剂以达到混凝土短时间内凝固的要求，且速凝剂用量较大，同样增加了施工的成本。

成型面光洁度差，直接喷射混凝土的施工方式施工成型后的表面凹凸不平、光洁度很差，在下工序施工前还需要对其表面进行整形处理以达到施工要求，这样无疑增加了施工工序，延长了施工周期，增加了施工成本。

施工安全性差，在人工喷射时，操作人员会在未支护面下方进行施工，存在被落石和掉落混凝土砸中的风险，且传统的喷浆粉尘大，对身体的危害大。

另外速凝剂为化学试剂，在人工喷射时，操作人员离喷头处较近，长时间操作会对操作人员的身体健康进一步造成危害。

针对上述现状，申请人创造性的提出了混凝土模喷的思路，发明了模喷用的成套装备，通过将模板机构与开挖岩壁相配合，使得模板机构与开挖岩壁之间形成模腔，以有效的降低混凝土的回弹量。

但是模喷操作过程中，所用到的模板机构和传统的固定模板有很大的不同，需要不断进行动态调整，并且还要不断进行喷头组件相对于模板机构，以及相对于模腔之间的位置调整，对控制动作的要求十分复杂，并且必须要精准，这就对模喷机构的整体性能提出了很高的要求。而如何设计用于隧道支护层的模喷设备，以实现模喷操作，并没有现成的装备、设备可供参考，现有技术中，均难以满足上述的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在缺陷，提供了一种新型的混凝土模喷设备，并在所述模喷设备的基础上，开发了一套完整的隧道支护层的模喷方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种隧道支护层的模喷方法,所述方法包括如下步骤：

S1：由大臂机构控制模板机构和喷头组件共同接近隧道目标岩壁处，通过模板俯仰油缸调节模板本体相对于岩壁的角度，使得模板本体、岩面和其它附属机构/附属结构配合形成可供浇筑的模腔；

S2：在模板机构之上，通过喷头位移机构调节喷头组件相对于模腔的前后位置和横向位置，使得喷头组件位于模腔的正上方；然后通过喷头微调机构调节喷头组件的相对于模腔的俯仰角度和横向角度，使得喷头组件能以最佳的角度朝向模腔顶部的浇筑口；

S3：开启喷射系统，并向喷头组件输送混凝土，喷头组件的喷嘴向模腔内喷入混凝土，直到模腔浇筑完成；