[发明专利]一种拌合站材料配比反向控制方法

说明书

本发明公开了一种拌合站材料配比反向控制方法，基于喷射混凝土现场工作性要求，确定最佳喷射速度和最佳泵送速度，根据规范及施工经验确定泵送时混凝土坍落度要求，通过混凝土在泵送管道内的压力损失公式为施工现场提供所需采取的泵送压力值范围，通过试验和/或结合以往施工经验确定运输时段混凝土坍落度随时间变化关系，推得拌合站混凝土所需达到的坍落度范围值，同时开展试验测定混凝土强度、坍落度与外加剂掺量之间的关系曲线，确定同时满足坍落度和混凝土强度要求的外加剂掺量区间，根据所得区间范围进行混凝土的配比工作。

技术领域

本发明涉及一种混凝土施工技术领域，尤其涉及一种拌合站材料配比反向控制方法。

背景技术

在隧道工程应用中，隧道开挖之后要及时施作隧道初期支护，以保证隧道施工的安全以及阻止岩体发生过大变形。混凝土湿喷技术是目前国内外普遍采用的隧道初期支护施工的方式，所用到的混凝土首先在洞外的拌合站集中拌制，并由混凝土运输车输送至隧道内，由湿式喷射机进行喷射施工。

根据工程现场的实际情况，拌合站按照一定的配比进行混凝土的拌制，得到的混凝土必须满足强度以及工作性的要求。在运输过程中，拌制混凝土会发生离析及坍落度损失的现象，所以应该尽量缩短运送时间，保证塌落度控制在一定范围内，确保湿喷机在泵送混凝土时不会因为坍落度损失过大而造成堵管现象。混凝土在泵送管道内存在压力损失，其与混凝土的配比、泵送管道的长度等因素有关，因此对于湿喷机压力的控制也有要求，必须要保证喷口处的混凝土达到一定的喷射速度才能取得比较好的喷射效果。不同的工程对应着不用的施工条件，混凝土的配比必须结合施工现场与泵送设备的情况进行相应的调整，这无疑需要大量的试验来确定。因此提出一种拌合站材料配比反向控制方法，有助于拌合站及时快速的确定所需混凝土的配比。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种拌合站材料配比反向控制方法。该方法能减少因施工现场地质情况与泵送设备的情况不同所需要进行的大量重复性试验，精准地控制混凝土配比与外加剂掺量，使得在泵送混凝土时不会因为混凝土坍落度损失值过大而造成堵管、爆管的现象发生，可以更好地进行喷射支护作业。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种拌合站材料配比反向控制方法，基于喷射混凝土现场工作性要求，确定最佳喷射速度和最佳泵送速度，根据规范及施工经验确定泵送时混凝土坍落度要求，通过混凝土在泵送管道内的压力损失公式为施工现场提供所需采取的泵送压力值范围，通过试验和/或结合以往施工经验确定运输时段混凝土坍落度随时间变化关系，推得拌合站混凝土所需达到的坍落度范围值，同时开展试验测定混凝土强度、坍落度与外加剂掺量之间的关系曲线，确定同时满足坍落度和混凝土强度要求的外加剂掺量区间，根据所得区间范围进行混凝土的配比工作。

进一步的，采用泵送式湿喷机进行混凝土喷射作业，基于喷射混凝土现场工作性要求，按下述公式求解得到最佳喷射速度，也即喷嘴口处轴线速度：

其中，v_l为受喷面处轴线速度；v₀为喷嘴口处轴线速度；y₀为扩散半径，由喷射机的喷头与受喷面之间的距离以及喷嘴扩散角求得；R₀为喷嘴口半径。

进一步的，通过求解得到的最佳喷射速度，按下述公式计算得到最佳喷射速度下的最佳泵送速度：

其中，v₁为最佳泵送速度；P₀为喷嘴口处喷射压力；P₁为泵送管道出口压力；ρ₁为未进入压缩空气时混凝土密度；v₂为压缩空气进入喷嘴时的速度；P₂为压缩空气压力；ρ₂为压缩空气密度。